Registrazioni simultanee di potenziali di campo locale corticale ed Electrocorticograms in risposta a stimoli nocicettivi Laser da liberi di muoversi

Lupeng Yue; Fengrui Zhang; Xuejing Lu; You Wan; Li Hu

doi:10.3791/58686

Method Article

Registrazioni simultanee di potenziali di campo locale corticale ed Electrocorticograms in risposta a stimoli nocicettivi Laser da liberi di muoversi

DOI:

10.3791/58686

⸱

January 7th, 2019

Lupeng Yue¹^,² , Fengrui Zhang³ , Xuejing Lu¹^,² , You Wan⁴^,⁵^,⁶ , Li Hu¹^,²^,⁷

¹CAS Key Laboratory of Mental Health, Institute of Psychology, ²Department of Psychology, University of Chinese Academy of Sciences, ³Research Center of Brain Cognitive Neuroscience, Liaoning Normal University, ⁴Neuroscience Research Institute, Peking University, ⁵Department of Neurobiology, School of Basic Medical Sciences, Peking University, ⁶Key Laboratory for Neuroscience, Ministry of Education/National Health and Family Planning Commission, Peking University, ⁷Department of Pain Management, State Key Clinical Specialty in Pain Medicine, Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Abbiamo sviluppato una tecnica che registra simultaneamente sia electrocorticography e potenziali di campo locale in risposta a stimoli nocicettivi laser da liberi di muoversi. Questa tecnica aiuta a stabilire un rapporto diretto di electrocortical segnali a livello macroscopico e mesoscopiche che facilita l'indagine nocicettive di elaborazione delle informazioni nel cervello.

Abstract

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Electrocortical risposte, indotte da impulsi di calore laser che attivano selettivamente terminazioni nervose gratis nocicettivo, sono ampiamente utilizzate in molti studi animali ed umani per indagare l'elaborazione corticale dell'informazione nocicettiva. Questi potenziali cerebrali evocati laser (LEPs) consistono di parecchie risposte transitorie che sono tempo-bloccata per l'insorgenza di stimoli laser. Tuttavia, le proprietà funzionali delle risposte LEP sono ancora in gran parte sconosciute, a causa della mancanza di una tecnica di campionamento che può registrare simultaneamente attività neurali alla superficie della corteccia (cioè, electrocorticogram [ECoG] e cuoio capelluto elettroencefalogramma [cuoio capelluto EEG]) e all'interno del cervello (cioè, potenziali di campo locale [LFP]). Per risolvere questo problema, vi presentiamo qui un protocollo animale utilizzando ratti liberamente commoventi. Questo protocollo è composto di tre procedure principali: (1) animale preparazione e procedure chirurgiche, (2) una registrazione simultanea di ECoG e LFP in risposta a stimoli nocicettivi laser, (3) estrazione dei dati e analisi e funzionalità. In particolare, con l'aiuto di un guscio protettivo 3D-stampato, sia ECoG e LFP elettrodi impiantati sul cranio del ratto erano saldamente tenuti insieme. Durante la raccolta dati, impulsi laser sono stati trasportati sulle zampe anteriori del ratto attraverso lacune nella parte inferiore della camera quando l'animale era in quiete spontaneo. Rumore bianco in corso è stato interpretato per evitare l'attivazione del sistema uditivo dagli ultrasuoni generati dal laser. Di conseguenza, solo risposte nocicettive selettivamente sono state registrate. Utilizzando le procedure analitiche standard (ad es., filtro passa-banda, estrazione di epoca e correzione della linea di base) per estrarre le risposte correlate a stimolo del cervello, abbiamo ottenuto risultati che sono stati LEPs con un elevato rapporto segnale-rumore contemporaneamente registrate dagli elettrodi ECoG e LFP. Questa metodologia permette la registrazione simultanea delle attività ECoG e LFP, che fornisce un ponte di segnali electrocortical, a livello macroscopico e mesoscopica, facilitando in tal modo l'indagine di elaborazione dell'informazione nocicettiva nel cervello.

Introduction

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EEG è una tecnica per registrare i potenziali elettrici e attività oscillatoria cervello generate dalle attività sincronizzata di migliaia di neuroni nel cervello. Esso è comunemente usato in molti studi di base e applicazioni cliniche¹^,². Per esempio, risposte EEG a laser intenso calore impulsi (cioè, LEPs) sono ampiamente adottato per studiare l'elaborazione periferico e centro di input nocicettivo sensoriale³^,⁴^,⁵. In esseri umani, LEPs consistono principalmente di tre deviazioni distinti: il componente in ....

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Protocol

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Nell'esperimento sono stati utilizzati ratti Sprague-Dawley maschio adulto (400-450 g di peso). Tutte le procedure chirurgiche e sperimentale seguito la guida per la cura e l'uso di animali da laboratorio del National Institutes of Health. Le procedure sono state approvate dal comitato etico di ricerca presso l'Istituto di psicologia, Accademia cinese delle scienze.

1. l'impianto di elettrodi

Anestetizzare il ratto in una camera con 5% isoflurane e una portata di 1 L/min prima della chirurgia.
Utilizzando un'apparecchiatura stereotassica, fissare la testa del ratto con il relativo naso inserito nella maschera anestetica.....

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Results

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Nell'esperimento rappresentativo, sono stati registrati i dati elettrofisiologici da cinque ratti. Gli stimoli del laser sono stati consegnati per la zampa anteriore destra di ogni ratto per 20 volte con > 40 intervalli di interstimulus s. Il cervello di laser-ha evocato le risposte sono state registrate utilizzando sia ECoG viti e fili di profondità e i fili di profondità sono stati impiantati nelle cortecce somatosensoriale primarie bilaterale (S1) e cortecce di motore primarie (M1)........

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Discussion

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Nello studio presente, abbiamo descritto una tecnica per registrare contemporaneamente ECoGs e risposte corticali LFP ha suscitate da stimoli nocicettivi laser da liberi di muoversi. I risultati hanno mostrato che le risposte LEP potrebbero essere rilevate chiaramente dopo l'insorgenza di stimoli laser in segnali ECoG sia LFP. La registrazione simultanea di ECoG e corticale LFP segnali consentirà agli scienziati di valutare la loro associazione per meglio comprendere il contributo delle attività di un neurone per i compo.......

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Disclosures

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Gli autori non hanno nulla da dichiarare.

Acknowledgements

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Questo lavoro è stato supportato da CAS Key Laboratory of Mental Health, Istituto di psicologia, Fondazione nazionale di scienze naturali della Cina (31671141 e 31822025), il 13^th piano quinquennale informatizzazione dell'Accademia cinese delle scienze (XXH13506), e il progetto fondamento scientifico dell'Istituto di psicologia, Accademia cinese delle scienze (Y6CX021008).

....

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Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
Ratti maschi di Sprague-Drawley	Vital River
Isoflurano	RWD Scienze della
Sistema di anestesia con isoflurano per piccoli animali	RWD Scienze		Compresa la maschera antigas per anestesia per ratti
Apparecchio stereotassico	RWD Scienze
L'apparecchio con elettrodi			combinati ECoG e LFPL'apparecchio è fatto in casa, che assembla gli elettrodi ECoG e a filo di profondità in un guscio
		protettivo stampato in 3D	La trama del guscio è polilattica e il guscio è fatto in casa e contiene tre parti: una base, una parete e un tappo. La parete è coperta da coni di rame per costruire come una gabbia di Faraday fili di
tungsteno (diametro: 50 mm)	California Fine Wires Company		Gli elettrodi per la registrazione corticale LFP
Viti in acciaio inossidabile (diametro: 0,6 mm)			Gli elettrodi per la registrazione ECoG
Trapano cranico elettrico	RWD Life Science
Punta da trapano (diametro: 0,5 mm)	RWD Life Science		Il trapano viene utilizzato per praticare i fori delle viti ECoG
Punta da trapano (diametro: 0,2 mm)	RWD Life Science		Il trapano viene utilizzato per praticare i fori dei fili di profondità
Polvere arilica dentale	SNC dentale dentale
arilico	SNC dentale
	Scientific		La miscela viene utilizzata per sigillare la craniotomia per garantire il seguente movimento di array di microfili
Olio minerale	Fisher Scientific
Elettrocoagulatore	Bovie medical Corporation
RHD2132 Schede di amplificazione	Intan Technologies		headstage a 32 canali
	Intan Technologies		Il sistema di acquisizione dati
Generatore laser a infrarossi al neodimio ittrio e alluminio perovskite (Nd:YAP) Ingegneria
Matlab R2016b	The MathWorks

vita della vita della vita del modulo connettore liquido Paraffina Fisher Un sistema di RHD2000 elettronica

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Klimesch, W., Doppelmayr, M., Schwaiger, J., Winkler, T., Gruber, W. Theta oscillations and the ERP old/new effect: independent phenomena? Clinical Neurophysiology. 111 (5), 781-793 (2000).
Peng, W., et al. Brain oscillations reflecting pain-related behavi....

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