Roditore comportamentali test per valutare deficit funzionali causati da microelettrodo impianto nella corteccia di motore del ratto

Monika Goss-Varley; Andrew J. Shoffstall; Keith R. Dona; Justin A. McMahon; Sydney C. Lindner; Evon S. Ereifej; Jeffrey R. Capadona

doi:10.3791/57829

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Articolo metodologico

Roditore comportamentali test per valutare deficit funzionali causati da microelettrodo impianto nella corteccia di motore del ratto

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DOI:

10.3791/57829

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18 agosto 2018

Monika Goss-Varley¹^,² , Andrew J. Shoffstall¹^,² , Keith R. Dona¹^,² , Justin A. McMahon¹^,² , Sydney C. Lindner¹^,² , Evon S. Ereifej¹^,² , Jeffrey R. Capadona¹^,²

¹Advanced Platform Technology Center, Rehabilitation Research and Development, Louis Stokes Cleveland Department of Veterans Affairs Medical Center, ²Department of Biomedical Engineering, Case Western Reserve University

In questo articolo

Sommario

Abbiamo dimostrato che l'impianto di un microelettrodo nella corteccia motoria dei ratti provoca deficit motori immediato e duraturo. I metodi proposti nel presente documento muta una chirurgia di impianto microelettrodo e tre mansioni comportamentistiche roditore per delucidare potenziali cambiamenti nella funzione motoria fine o lordo dovuto l'impianto-ha causato danni alla corteccia di motore.

Abstract

Dispositivi medici impiantati nel cervello, che un potenziale enorme. Come parte di un sistema di Brain Machine Interface (BMI), microelettrodi intracorticali dimostrano la capacità di registrare i potenziali di azione da individui o piccoli gruppi di neuroni. Tali segnali registrati sono stati utilizzati con successo per permettere ai pazienti di interfaccia con o controllare computer, arti robotici e le proprie membra. Tuttavia, studi sugli animali precedenti hanno indicato che un impianto microelettrodo nel cervello non solo danneggia il tessuto circostante, ma può anche causare i deficit funzionali. Discutiamo qui, una serie di test comportamentali per quantificare il potenziale motorie dopo l'impianto di microelettrodi intracorticali nella corteccia motoria di un ratto. I metodi per campo aperto griglia, incrocio di scaletta e presa forza test forniscono informazioni preziose per quanto riguarda le complicazioni potenziali derivanti da un impianto di microelettrodo. I risultati dei test comportamentali sono correlati con l'istologia dell'endpoint, fornire informazioni aggiuntive sugli esiti patologici e le ripercussioni di questa procedura il tessuto adiacente.

Introduzione

Microelettrodi intracorticali erano originariamente utilizzati per mappare i circuiti del cervello e si sono sviluppati in un prezioso strumento per abilitare il rilevamento delle intenzioni motore che può essere usato per produrre uscite funzionale¹. Rilevati uscite funzionali in grado di offrire gli individui affetti da lesioni del midollo spinale, paralisi cerebrale, sclerosi laterale amiotrofica (ALS) o altre condizioni di movimento-limitare il controllo di un computer cursore²^,³ o robotizzato braccio⁴^,⁵^,