Articolo metodologico

Stimolazione transcranica corrente continua (tDCS) in topi

DOI:

10.3791/58517

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23 settembre 2018

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1Centro de Tecnologia em Medicina Molecular (CTMM), Faculdade de Medicina, Universidade Federal de Minas Gerais

In questo articolo

Sommario

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La stimolazione transcranica corrente continua (tDCS) è una tecnica terapeutica proposta per il trattamento di malattie psichiatriche. Un modello animale è essenziale per comprendere le specifiche alterazioni biologiche evocate da TDC. Questo protocollo descrive un modello di topo tDCS che utilizza un elettrodo cronicamente impiantato.

Abstract

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La stimolazione transcranica corrente continua (tDCS) è una tecnica non invasiva neuromodulazione proposta come un trattamento alternativo o complementare per parecchie malattie neuropsichiatriche. Gli effetti biologici di tDCS completamente non sono capiti, che in parte si spiega a causa della difficoltà nell'ottenere il tessuto cerebrale umano. Questo protocollo descrive un modello di topo tDCS che utilizza un elettrodo cronicamente impiantato permettendo lo studio degli effetti biologici di tDCS duraturo. In questo modello sperimentale, tDCS cambia l'espressione genica corticale e offre un importante contributo alla comprensione delle motivazioni per il suo uso terapeutico.

Introduzione

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La stimolazione transcranica corrente continua (tDCS) è una tecnica non invasiva, a basso costo, terapeutica, che si concentra sulla modulazione neuronale attraverso l'uso di correnti continue di bassa intensità1. Ci sono attualmente due configurazioni (anodica e cathodal) per tDCS. Mentre la stimolazione anodica esercita un campo elettrico corrente troppo debole per attivare i potenziali di azione, elettrofisiologia studi hanno dimostrato che questo metodo produce i cambiamenti nella plasticità sinaptica2. Ad esempio, prova indica che quel tDCS induce effetti di potenziamento (LTP) a lungo termine come aumentato picco d....

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Protocollo

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Individualmente-ospitato maschio adulto (8-12 settimane) topi C57BL/6 sono stati utilizzati in questo esperimento. Gli animali hanno ricevuto cure adeguate prima, durante e dopo le procedure sperimentali con cibo e acqua ad libitum. Tutte le procedure sono state approvate dal comitato di etica animale dall'Università federale di Minas Gerais (protocollo numero 59/2014).

1. posizionamento elettrodo

  1. Sedativo e fissazione dell'animale sul apparato stereotassica
    1. Sterilizzare tutti gli strumenti chirurgici necessari.
      Nota. Gli strumenti chirurgici sono stati sterilizzati per 3 minuti a 4....

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Risultati

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Il protocollo chirurgico ha presentato la stabilità a lungo termine dell'impianto per almeno un mese, con nessun segnali infiammatori nel sito stimolato né qualsiasi altro effetto indesiderato. Tutti gli animali sono sopravvissuti le sessioni chirurgiche di procedura e tDCS (n = 8). In questo esperimento, tDCS gli impianti sono stati posizionati sopra le cortecce M1 e M2 (+1,0 mm anteriore-posteriore e laterale di 0.0 mm al bregma). Una settimana più tardi, tDCS (n = 3-4) e sham (n = 3) t.......

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Discussione

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Negli ultimi anni, tecniche di neurostimolazione sono stati introdotti pratica clinica come una procedura di promessa per il trattamento di disordini neuropsichiatrici23. Per ridurre il vincolo imposto dalla mancanza di conoscenza dei meccanismi della neurostimolazione, abbiamo presentato qui un modello di topo tDCS portando un elettrodo che può avere come bersaglio regioni del cervello. Poiché l'elettrodo è cronicamente impiantabile, questo modello animale consente l'indagine degli effetti biolog.......

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Ringraziamenti

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Ringraziamo il signor Rodrigo de Souza per assistenza nel mantenere colonie del mouse. L.A.V.M è un postdoctoral fellow CAPES. Questo lavoro è stato supportato dalla concessione PRONEX (FAPEMIG: APQ-00476-14).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
BD Siringa ultrafine 50UBD10033430026Per iniezione intraperitoniale.
Rasoio elettrico (Philips Multigroom)Philips (Brasile)QG3340/16Per il taglio del sito chirurgico.
Surgical Equipment
Model 940 Strumento stereotassico per piccoli animali con console di visualizzazione digitaleKOPF940Per la restrizione e il posizionamento chirurgico degli animali.
Modello 922 Barre auricolari con punta a 60 gradi senza rotturaKOPF922Per la restrizione e il posizionamento chirurgico degli animali.
Supporto per cannulaKOPF1766-APPer il posizionamento dell'impianto.
Microscopio binoculare stereo zoom di precisione (III) su supporto a braccioWPIPZMIII-BSPer la localizzazione di bregma e il posizionamento dell'impianto.
Modello del sistema di controllo della temperatura KOPFTCAT-2LVPer il controllo termico degli animali.
Sorgente di luce fredda WPIWA-12633Per la luminosità focale
Sistema di anestesia per animali da laboratorio da tavolo con ScavengingVetEquip901820Per la somministrazione e la sicurezza dell'isoflurano.
Filtro di adsorbimento a carboni attivi VaporGuardVetEquip931401Misure di sicurezza del sistema di erogazione.
Modello 923-B Supporto per testa per anestesia gassosa per topoKOPF923-BPer la restrizione animale e l'erogazione di O2 e isoflurano.
Regolatore di ossigeno, bombola elettronica VetEquip901305Per la regolazione e la consegna O2.
Tubo dell'ossigeno – verde  VetEquip931503Per la somministrazione di O2 e isoflurano.
Sterilizzatore a infrarossi 800 º CMarconiMA1201Per la sterilizzazione degli strumenti.
Strumenti chirurgici
Forbici fini - ToughCutFine Science Tools14058-11Per incisione.
Ganci chirurgiciINJEX1636fabbricati internamente - Utilizzati per liberare il sito chirurgico da pelle e pelliccia.
Pinzette o pinze standard-Per afferrare la pelle.
Materiali di consumo chirurgici
Vetbond3MSC-361931Per la chiusura dell'incisione.
KIT Cemento e Catalizzatore (Duralay)Reliance2OZPer il fissaggio dell'impianto.
Tamponi di cotone sterili (autoclavati)JnJ75UPer l'antisepsi del sito chirurgico.
Piastra a 24 pozzetti (piastra per coltura tissutale)SARSTEDT831,836Per la preparazione del cemento.
Applicazione PennelloparkellS286Per la miscelazione e l'applicazione del cemento.
Pharmaceutics
Xylazin (ANASEDAN 2%)Ceva Pharmaceutical (Brazil)P10160Per l'induzione dell'anestesia.
Ketamina (DOPALEN 10%)Ceva Pharmaceutical (Brasile)P30101Per l'induzione dell'anestesia.
Isoflurano (100%)Cristá lia (Brasile)100MLPer il mantenimento dell'anestesia.
Lidocaina (XYLESTESIN 5%)Cristal Pharma-Percure post-chirurgiche.
Ketoprofene (PROFENID 100 mg)Sanofi Aventis20MLPer cure post-chirurgiche.
Soluzione di lattato di RingerSANOBIOL LAB7898153652145Per l'assistenza post-chirurgica.
TobraDex (Desametasone 1 mg/g)Alcon631Per lubrificazione e protezione degli occhi.
Stimulation
Animal Stimolatore TranscranicoSoterix Medical2100Per l'attuale generazione.
Supporto per elettrodo a perno (base del supporto cilindrico)Supporto per elettrodoSoterix Medical2100
Elettrodo a spillo (Ag/AgCl)Soterix Medical2100Per erogazione di corrente (elettrodo). 
Cappuccio dell'elettrodo a spilloSoterix Medical2100Per la protezione dell'impianto.
Corpo Elettrodo (Ag/AgCl Rivestito)Soterix Medical2100Per erogazione di corrente (elettrodo). 
Soluzione salina (0,9%)FarmaX7896902206441Mezzo conduttore per l'erogazione di corrente.
Pinzette o pinze standard-Per la configurazione tDCS.
Reazione a catena della polimerasi in tempo reale
BioRad CFX96 Sistema in tempo realeBioRadC1000per qPCR
SsoAdvancedTM Universal SYBR Green Supermix (5 x 1mL)BioRad1725271per qPCR
Piastre PCR a guscio rigido PCT COM 50 p/ CFX96BioRadHSP9601Per qPCR
Microseal "B" seal pct c/ 100BioRadMSB1001per qPCR
(impianto).

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Filmer, H. L., Dux, P. E., Mattingley, J. B. Applications of transcranial direct current stimulation for understanding brain function. Trends in Neurosciences. 37 (12), 742-753 (2014).
  2. Nitsche, M. A., Paulus, W. Sustained exci....

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Modello murino tDCSimpianto di elettrodiespressione genica corticalestimolazione anodica e catodicaapparato stereotassicoanestesia con isofluranomiscela di ketamina e xilazinaapplicazione di cemento chirurgicoanalisi comportamentale e molecolare

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