Microelettrodo guidata impianto di elettrodi nel subtalamico Nucleo di Ratti per lungo termine stimolazione cerebrale profonda

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di eseguire un impianto guidato da registrazione di micro elettrodi nel nucleo subtalamico dei ratti, e successivamente una stimolazione a lungo termine di questo nucleo. Ciò si ottiene perforando prima un foro per l'elettrodo attraverso il cranio esposto. Il secondo passo consiste nell'far avanzare l'elettrodo attraverso il foro dell'elettrodo nel cervello e registrare contemporaneamente l'attività elettrica in diverse regioni del cervello fino a quando l'attività specifica dell'STN non è rilevabile.

Successivamente, l'elettrodo viene fissato applicando cemento dentale attorno al gambo dell'elettrodo e il tappo della testina viene fissato al perno dell'elettrodo. Il passaggio finale consiste nel fissare il tappo con il cemento dentale e nel collegarlo al filo che porta allo stimolatore. Alla fine, il cervello raccolto viene tagliato in fette spesse otto micron e colorato con emat, toin ed eoin per mostrare che la punta dell'elettrodo è posizionata nel nucleo subtalamico.

Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come l'impianto di elettrodi ciechi, è che la registrazione dell'impianto guidato di microelettrodi migliora il targeting del nucleo subtalamico con elevata precisione. Gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dall'Università di Burg e dalle autorità statali legali ed eseguiti secondo le raccomandazioni per la ricerca negli studi sperimentali sull'ictus e l'attuale rapporto sulla ricerca sugli animali degli esperimenti in vivo. Le linee guida iniziano anestetizzando il ratto in una camera di induzione con aria erogata a due litri al minuto e fluoro al 3,5%Rimuovere il ratto dalla camera di induzione e radere l'area tra le orecchie e gli occhi. Utilizzare un batuffolo di cotone imbevuto di soluzione antisettica per tamponare l'area rasata.

Per rimuovere i peli sciolti, spostare il flusso d'aria verso il cono nasale e regolare l'anestesia al 2,5% di fluoro erogato a una velocità di flusso di un litro al minuto. Posiziona il ratto sul cono del naso e posizionalo nel telaio stereotassico. Controllare il livello di anestesia pizzicando l'area interdigitale.

Se il ratto viene anestetizzato adeguatamente, i riflessi difensivi vengono aboliti. Applicare un unguento veterinario sugli occhi per prevenire la secchezza durante l'anestesia. Monitorare e mantenere la temperatura corporea del ratto a 37 gradi Celsius.

Iniettare 0,2 millilitri di mepivacaina per via sottocutanea al centro dell'area rasata per anestetizzare l'area chirurgica, garantendo la sterilità da questo punto in poi. Usa un bisturi per praticare un'incisione sulla linea mediana che inizia tra le orecchie e si estende in avanti per circa due centimetri. Assicurarsi che anche il periostio sia inciso, quindi esporre il cranio con quattro morsetti.

Utilizzare un batuffolo di cotone per rimuovere delicatamente il periostio fino a quando le suture coronali e sagittali non sono esposte. Tamponare il sangue con un batuffolo di cotone. Fissare un ago su un supporto della sonda e quindi contrassegnare la punta dell'ago con un pennarello nero.

Utilizzando le viti di azionamento della linea mediana anteriore posteriore laterale e dorso-ventrale. Posizionare la punta dell'ago direttamente sopra bgma. Effettuare le letture della scala delle faccette AP e ML.

Sottrarre 3,6 millimetri dalla lettura AP e 2,5 millimetri dalla lettura ML per l'impianto dell'elettrodo nell'STN destro. Abbassare la punta dell'ago sulla superficie del cranio per contrassegnare il sito di iniezione con il colorante del pennarello, fissare il trapano dentale sul grande supporto della sonda dello strumento stereotassico. Sposta il trapano dentale nel punto segnato sul cranio e, mentre guardi attraverso il microscopio, pratica un foro di circa un millimetro di diametro attraverso il cranio fino a quando la dura madre non è visibile.

Questo è il foro per l'elettrodo. Ritrarre la dura madre utilizzando una pinza per microdissezione o un ago sterile, poiché la dura dura è abbastanza resistente da distruggere la punta dell'elettrodo. Praticare un foro con il trapano dentale in ogni squama frontale e nello squama parietale opposto al foro per l'elettrodo.

Successivamente, praticare un foro in ogni squama interparietale. Avvitare una vite ossea in ciascuno dei cinque fori. Evitare di avvitare le viti troppo in profondità, che eserciteranno pressione sul cervello.

Il numero di giri dipenderà dal passo della vite. Qui vengono utilizzati due o tre giri di ciascuna vite. Scollegare il supporto della sonda dallo strumento stereotassico e bloccare il supporto della sonda con l'elettrodo nel micromanipolatore.

Utilizzando le viti di azionamento AP ML e DV, spostare il portasonda con l'elettrodo fino a quando la punta non tocca quasi Breg ma. Notare le letture della scala delle faccette AP, ML e DV a breg ma. Quindi sollevare l'elettrodo di alcuni millimetri per evitare che l'elettrodo raschi il cranio durante il movimento.

Per determinare le coordinate della posizione in cui l'elettrodo deve essere inserito nel foro, aggiungere 3,6 millimetri alla lettura AP e aggiungere 2,5 millimetri alla lettura ML. Utilizzando le viti di azionamento AP e ML, spostare l'elettrodo nella posizione calcolata. A questo punto, la punta dell'elettrodo deve essere posizionata direttamente sopra il foro dell'elettrodo praticato.

Quindi, guardando attraverso il microscopio, abbassare l'elettrodo al livello della dura. Notare questo come zero nella direzione DV. Quindi inserire delicatamente la punta dell'elettrodo nel cervello.

Mentre si guarda attraverso il microscopio, collegare il pin dell'elettrodo al connettore del sistema di registrazione. Mettere a terra lo strumento stereotassico con il contrappeso della stanza. Quindi posizionare una gabbia di Faraday sopra il ratto nello strumento stereotassico al posto di una gabbia di Faraday.

Puoi anche usare un foglio di alluminio come mostrato qui poiché il suo effetto è lo stesso di quello di una gabbia di Faraday. Avviare il sistema di registrazione, se disponibile. Utilizzare un altoparlante per ottenere un segnale acustico di scariche di singole unità durante l'avanzamento dell'elettrodo.

Inserire lentamente l'elettrodo nel cervello mentre si registra l'attività elettrica durante l'avanzamento dell'elettrodo. Durante la registrazione, ridurre l'anestesia il più possibile dallo 0,8 all'1% poiché gli animali anestetizzati mostrano un'attività cerebrale elettrica più chiara. L'attività elettrica specifica dell'STN è solitamente rilevabile a una profondità compresa tra 7,5 e 8,1 millimetri dalla dura dura.

L'attività tipica dei neuroni nell'STN è caratterizzata da un pattern di attivazione irregolare e da un'elevata velocità di attivazione. Ora, tamponare via il sangue o il liquido cerebrospinale che è stato spostato sulla superficie del cranio durante l'abbassamento dell'elettrodo, quindi mescolare una piccola quantità di cemento dentale e quindi utilizzare una piccola spatola per applicarlo attorno all'elettrodo e intorno a quattro delle cinque viti. Quando il cemento dentale si è indurito, scollegare il perno dell'elettrodo dal portaelettrodo e dal connettore del sistema di registrazione.

Quindi svitare la quinta vite che non è stata fissata con il cemento dentale. Mettere la spina sul perno dell'elettrodo e fissare il filo di terra della spina con la quarta vite. Applicare il cemento dentale attorno al tappo man mano che il cemento si addensa.

Modellalo attorno al tappo per formare un tappo. Evitare gli spigoli vivi del cemento dentale che potrebbero danneggiare l'animale e rimuoverli durante l'indurimento. Sbrigliare i bordi della ferita e chiuderli con una sutura dietro il cappuccio e disinfettare frontalmente i bordi della ferita.

Collegare la spina della testa al filo fissato su una parte girevole. Quindi rimuovere il ratto dallo strumento stereotassico, somministrare un'appropriata analgesia postoperatoria. 12,5 milligrammi per chilogrammo.

Qui viene utilizzato il tramadolo. Posiziona il ratto in una gabbia pulita con supporto termico e fissa la girella su questa gabbia. Osservare il recupero dell'animale.

Questa immagine mostra una sezione spessa otto micron colorata con emato, toina ed eoina di un animale sacrificato 14 giorni dopo l'impianto e la stimolazione continua per visualizzare la posizione in cui si trovava la punta dell'elettrodo. Una linea continua circonda l'STN. Una piccola lesione è visibile nel punto in cui si trovava la punta dell'elettrodo durante un periodo di stimolazione di 14 giorni.

È da notare che non è visibile alcun canale di penetrazione dell'elettrodo, il che indica che l'elettrodo non interrompe il tessuto circostante. Questa immagine mostra la stessa regione con un ingrandimento maggiore. Un piccolo numero di cellule infiammatorie è stato rilevato intorno alla lesione a causa della reazione del tessuto cerebrale alla punta dell'elettrodo.

Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in un'ora e un quarto se viene eseguita correttamente.