Name: Microelettrodo guidata impianto di elettrodi nel subtalamico Nucleo di Ratti per lungo termine stimolazione cerebrale profonda (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-10-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
Description: Scopri l'impianto guidato di microelettrodi nel nucleo subtalamico di ratti per stimolazione cerebrale profonda a lungo termine. Questa tecnica migliora la localizzazione precisa e consente studi neurofisiologici avanzati.

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Desideriamo ringraziare il signor Wabbel per aver preparato i fili e il signor Tietsch per aver costruito le spine e le gabbie secondo i nostri piani. Questo lavoro è stato sostenuto dalla Deutsche Forschungsgemeinschaft (Sonderforschungsbereich 688). Felix Fluri è titolare di una borsa di studio dell'Interdisziplinäre Zentrum für Klinische Forschung (IZKF), Cliniche Universitarie di Würzburg, Germania.

Gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dall&#39;Università di Würzburg e le autorità statali legali (Bassa Franconia, numero di omologazione: 54-2531.01-102 / 13) ed eseguita secondo le raccomandazioni per la ricerca in corsa sperimentale studia 17 e la corrente di Test sugli animali: Segnalazione di In Vivo Linee guida Esperimenti (http://www.nc3rs.org.uk/arrive-guidelines). 1. Anestesia <ol><li> Controllare il sistema anestetico per assicurare un&#39;adeguata quantità di gas di alimentazione (ossigeno) e isoflurano per la durata della procedura. Collegare il musetto con la barra incisivo dello strumento stereotassico e posizionare la barra incisivo su -3.3 mm. </li><li> Accendere il gas di alimentazione (2 L / min). Posizionare il ratto in una scatola e sigillare la parte superiore. Accendere il vaporizzatore isoflurano al 3,5%. </li><li> Quando il ratto è reclinata, commutare il sistema in modo che il gas anestetico fluisce al nosecone che è fissato alla barra degli incisivi. </li><li> Rimuovere rat dalla camera scatola e radere l&#39;area tra le orecchie e gli occhi; utilizzando un batuffolo di cotone imbevuto di Jodosept PVP, tamponare la zona rasata per rimuovere tutti i capelli sciolti. </li><li> Posizionare il topo nel nosecone (Figura 1) e continuare l&#39;anestesia con isoflurano 2,5% in O 2 (1 L / min). Controllare il livello di anestesia pizzicando l&#39;area interdigitale. Se il ratto è anestetizzato in modo adeguato, i riflessi difensivi sono aboliti (cioè il ritiro del piede). </li><li> Monitorare la respirazione e risposta alla stimolazione durante la procedura e regolare il vaporizzatore secondo necessità. </li><li> Applicare veterinario pomata sugli occhi per prevenire la secchezza mentre sotto anestesia. Monitorare e mantenere la temperatura corporea a 37 ± 0,5 ° C da un sistema di riscaldamento di feedback controllato. </li></ol> 2. Chirurgia <ol><li> Mantenere il campo chirurgico sterile durante tutta la chirurgia. Una volta che le mani surgeon&#39;s sono sterili e il campo operatorio è sterile, solo spostare carefully e ricordarsi di non rompere la sterilità. Questo implica anche un campo sterile (ad esempio, tende impermeabili sterili) su cui si può posare strumenti. </li><li> Iniettare 0,2 ml mepivacaina sottocutanea nel centro dell&#39;area rasata. Mepivacaine è un anestetico locale che ha una durata di azione di fino a 3 ore. Sarà anestetizzare ulteriormente la zona chirurgica. </li><li> Usando un bisturi, fare una incisione mediana di partenza tra le orecchie e si estende verso 2 cm. Assicurarsi che il periostio (membrana lucida sotto la pelle) è anche inciso. Esporre il cranio con quattro pinze (Figura 2). </li><li> Usando un batuffolo di cotone, rimuovere delicatamente il periostio fino a quando le suture coronali e sagittali sono esposti; da allora in poi, fermare il sangue con un batuffolo di cotone. </li><li> Determinare le coordinate del bregma utilizzando un ago fissato ad un supporto sonda, e segnare la punta dell&#39;ago con un pennarello nero. Utilizzando l&#39;anteriore / posteriore (AP), linea mediana / laterali(ML) e le viti dorsoventrale (DV) di unità, posizionare la punta dell&#39;ago direttamente sopra il bregma. </li><li> Prendere la AP e ML letture nonio: sottrarre 3,6 millimetri dalla lettura di AP e 2,5 mm dalla lettura ML per impianto di elettrodi nel STN destra, o aggiungere 2,5 millimetri per impianto di elettrodi nel STN sinistra. Questa posizione sarà caratterizzata dal colorante del pennarello dopo abbassando la punta dell&#39;ago alla superficie del cranio. </li><li> Fissare il trapano dentistico sul grande porta sonda dello strumento stereotassico. Spostare il trapano dentale all&#39;area calcolata - cioè, il punto marcato sul cranio. Guardando attraverso il microscopio, un foro (diametro circa 1 mm) attraverso il cranio finché la dura è visibile (cranio è spesso circa 1 mm). Ritrarre la dura con pinze micro-dissezione o un ago sterile. La dura è abbastanza resistente per distruggere la punta dell&#39;elettrodo. </li><li> Praticare un foro con il trapano dentale in ogni squama frontale e nella interparietal squama fronte al foro dell&#39;elettrodo. Scollegare il supporto della sonda dallo strumento stereotassico. Non trapanare su una sutura cranio vasi venosi seguono le suture sotto il cranio. </li><li> Avvitare una vite ossea in ciascuno dei cinque fori. Evitare di infilare le viti troppo in profondità. Per viti di acciaio inossidabile (M1.6), 2-3 giri della vite un&#39;adeguata tenere la vite senza mettere pressione sul cervello. Il numero di giri dipende dal passo della vite. Bloccare il supporto sonda con l&#39;elettrodo nel micromanipolatore (Figura 3). </li><li> Utilizzando le viti dell&#39;unità AP, ML e DV, spostare il supporto della sonda con l&#39;elettrodo fino a quando la punta è quasi a toccare il bregma. Nota le letture nonio AP, ML e DV al bregma. Quando le letture sono fatte, sollevare l&#39;elettrodo di pochi millimetri per impedire l&#39;elettrodo dal raschiare cranio durante il movimento. Per determinare le coordinate della posizione in cui l&#39;elettrodo deve essere inserita inal foro, aggiungere 3,6 mm alla lettura AP e aggiungere (o sottrarre) 2,5 mm alla lettura ML. </li><li> Utilizzando le viti AP e azionamento ML, spostare l&#39;elettrodo in posizione calcolata. A questo punto, la punta dell&#39;elettrodo dovrebbe essere situato direttamente sopra il foro trapanato dell&#39;elettrodo. Poi, guardando attraverso il microscopio, abbassare l&#39;elettrodo al livello della dura (Figura 4). Questo livello serve come livello zero nella direzione DV. Successivamente, inserire delicatamente la punta dell&#39;elettrodo nel cervello, cercando attraverso il microscopio. </li><li> Collegare il perno dell&#39;elettrodo al connettore del sistema di registrazione. Mettere una gabbia di Faraday (o sostituirlo con un foglio di alluminio) su ratto nello strumento stereotassico (Figura 5). A terra lo strumento stereotassico con il contrappeso della stanza che si sta lavorando in. </li><li> Avviare il sistema di registrazione. Se disponibile, utilizzare anche un altoparlante per ottenere un segnale acustico di scarichi / pomate di singole unità durante advancing dell&#39;elettrodo. </li><li> Lentamente inserire l&#39;elettrodo nel cervello registrando l&#39;attività elettrica durante l&#39;avanzamento dell&#39;elettrodo. Ad una profondità compresa tra 7,5 e 8,1 mm dalla dura madre, l&#39;attività elettrica specifica del STN è generalmente rilevabili (Figura 6). L&#39;attività tipica dei neuroni nel STN è caratterizzata da un schema di accensione irregolare e un alto tasso di fuoco (frequenza media: 40.9 ± 12.9 Hz) 18. </li><li> Durante la registrazione, ridurre anestesia per quanto possibile (ad esempio, a 0.8-1.0%); animali anestetizzati basso mostrano attività cerebrale elettrica chiara. </li><li> Tampone distanza sangue o liquido cerebrospinale che è stato spostato alla superficie del cranio quando si abbassa l&#39;elettrodo. </li><li> Mescolare una piccola quantità di cemento dentale e applicarlo intorno all&#39;elettrodo ed intorno quattro dei cinque viti utilizzando una piccola spatola (Figura 7). Il quinto vite sarà utilizzato per fissare il cavo di terra della spina. </li><li> Staccare la spina elettrodo dal portaelettrodo e il connettore del sistema di registrazione all&#39;atto della fissazione del cemento dentale. </li><li> Svitare la vite che non è stato fissato dal cemento dentale. Mettere il tappo sul perno dell&#39;elettrodo. Fissare il cavo di terra della spina con la quinta vite (Figura 8). </li><li> Mescolare cemento dentale e applicarlo intorno al tappo. Come il cemento si ispessisce, plasmarlo intorno al tappo per formare un tappo. Evitare bordi taglienti del cemento dentale che possono danneggiare l&#39;animale e rimuoverli durante l&#39;indurimento (Figura 9A e B). </li><li> Sbrigliare bordi della ferita e chiudere con una sutura sul davanti e dietro il tappo. Disinfettare i bordi della ferita. </li><li> Collegare la spina testa per il filo che è fissato su un supporto girevole. Rimuovere il ratto dallo strumento stereotassico. </li><li> Applicare tramadolo (12,5 mg / kg, per via intraperitoneale) alla fine dell&#39;intervento e poi una volta al giorno per 2-3 giorni. Mettere il topo in una gabbia pulita con thermasupporto l, fissare la girella su questa gabbia (Figura 10) e controllare con attenzione per 1 ora. </li><li> Non lasciare un animale incustodito fino a quando non ha ripreso conoscenza sufficiente a mantenere decubito sternale. Non restituire un animale che ha subito un intervento chirurgico per la compagnia di altri animali fino alla completa guarigione. </li></ol> 3. Stimolazione <ol><li> Determinare la resistenza nell&#39;animale prima della stimolazione mediante un misuratore di impedenza. </li><li> Collegare la spina del girevole con un filo e le spine all&#39;altra estremità del filo con la corrente di uscita e l&#39;uscita per il cavo di massa dello stimolatore. Collegare lo stimolatore con un computer per programmare lo stimolatore. </li><li> Scegliere i parametri di stimolazione nel programma; per esempio, i parametri utilizzati nella malattia di Parkinson sono lunghezza dell&#39;impulso: 60 msec; Frequenza: 130 Hz. Stimolare il topo con una ampiezza della corrente crescente fino discinesia sono riconosciuti. Ridurre °e l&#39;intensità elettrica del 10-20% al di sotto l&#39;intensità che ha suscitato discinesia o fino a segni neurologici scompaiono e l&#39;animale è confortevole. Impulsi rettangolari monofasici sono stati utilizzati in questo studio. </li><li> Dopo aver completato l&#39;esperimento, l&#39;eutanasia l&#39;animale con isoflurano: Regolare il flusso isofurane o la concentrazione al 5% o superiore. Continuare esposizione isoflurano fino al 1 ° min dopo il respiro si ferma. </li></ol>

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Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.

<html> Questo studio presenta una serie passo-passo di istruzioni per impiantare un elettrodo monopolare cronica nel STN di ratti. Sebbene elettrodi di tungsteno con bassa impedenza sono spesso utilizzati per DBS 18,19, un elettrodo monopolare di platino / iridio (Pt / Ir) è stata impiegata che aveva un&#39;impedenza di circa 1 MW. Elettrodi Pt / Ir sono utilizzati anche nei pazienti con malattia di Parkinson a causa delle loro proprietà favorevoli: dimostrano minima erosione 20 e non producono dann...

La stimolazione cerebrale profonda (DBS) è un trattamento basato sulla fornitura di impulsi elettrici tramite elettrodi impiantati a specifiche strutture cerebrali, come il globo pallido interno 1, nucleo subtalamico (STN) 2 - 4 o ventrale talamo intermedia 5. Negli ultimi due decenni, questo trattamento è stato stabilito come un potente strumento terapeutico per la malattia di Parkinson, 1-4, distonia 6 e tremori 7, e viene usato anche per modulare il dolore cronico 7, disturbi psichiatrici (ad esempio, disturbo ossessivo-compulsivo 8, depressione maggiore 9) o epilessia intrattabile 10,11. Inoltre, DBS potrebbe, in futuro, diventare una opzione di trattamento per l&#39;ipertensione arteriosa refrattaria 12 o ipotensione ortostatica 13. I meccanismi fisiologici alla base degli effettidi DBS rimanere poco conosciuta. Studi in roditori anestetizzati hanno fornito spaccato risposte neurali alla stimolazione ad alta frequenza che riproducono clinicamente applicato DBS 14. Tuttavia, questi studi non solo non hanno conferme comportamentale dell&#39;effetto DBS ma anche provocare una notevole variabilità a seconda dei parametri di stimolazione applicata 14. Per studiare in modo più conciso gli effetti comportamentali e dei meccanismi alla base della DBS nei roditori cosciente, è necessaria una stimolazione di set-up che soddisfa i requisiti specifici. DBS è principalmente usato come una terapia a lungo termine (ad esempio, il morbo di Parkinson, il dolore cronico). Così, la stimolazione set-up in roditori dovrebbe essere progettato in modo che il gruppo è costituito da un elettrodo con un tappo, così come un filo dalla spina di uno stimolatore esterno; e questa unità deve essere leggero ma infrangibile quando fissato sul cranio. Inoltre, la libertà di movimento è indispensabile per i ratti durante stimolizione per un periodo prolungato. Le strutture di destinazione della DBS sono piccole; per esempio, il STN in ratti ha una lunghezza di 1,2 mm ed un volume di 0,8 mm 3,15. Pertanto, gli elettrodi devono essere progettati in modo tale che il nucleo non è lesionato durante l&#39;inserimento e il targeting esigenze per essere precisi. Come la maggior parte degli studi condotti in roditori DBS hanno usato punto di riferimento basato inserimento stereotassica dell&#39;elettrodo alla struttura di destinazione, il tasso di errore può essere relativamente alto, anche quando si utilizza le coordinate secondo Paxinos e Watson 16. Ciò si traduce in un maggior numero di animali necessari per raggiungere un risultato statisticamente significativo. Nel presente studio una tecnica di impianto dell&#39;elettrodo viene introdotta, che rivolge la STN con elevata precisione utilizzando un sistema microrecording mentre avanza l&#39;elettrodo. Inoltre, un sistema di stimolazione viene presentato che non solo consente un elevato grado di mobilità per l&#39;animale stimolata ma garantisce anche stimulati continuain via fissaggio sicuro del filo stimolazione (che è protetto da una molla in acciaio inossidabile) sulla testa del ratto.

<table><tbody><tr><td>Elettrodo Pt/Ir</td><td>FHC Inc.</td><td>UE</td><td>Su misura: Specifica: Spine UEPSEGSECN1M</td></tr><tr><td></td><td>GT Labortechnik (Arnstein/Germania)</td><td></td><td>Connettore maschio su misura</td></tr><tr><td></td><td>DISTRELEC</td><td>143-95-324</td><td>fila singola, 90&deg; 1x3 datamate, Tipo M80-8420342</td></tr><tr><td>Presa</td><td>DISTRELEC</td><td>143-95-621</td><td>fila singola, dritta 2 mm polo n.1 x 3 datamate, Tipo M80-8400342</td></tr><tr><td>Molla in acciaio inox</td><td>Plastica ONE</td><td>SS0102</td><td>Parte-#: .120 X .156 ID molla (mm): 3.0&nbsp; Diametro esterno molla (mm): 4.0</td></tr><tr><td>Cemento dentale/Paladur</td><td>Heraeus Kulzer</td><td>64707938</td><td>Liquido, 500 ml</td></tr><tr><td>Cemento dentale/Paladur</td><td>Heraeus Kulzer</td><td>64707954</td><td>Polvere, rosa, 500 g</td></tr><tr><td>Vite a testa</td><td>Hummer & Reiss</td><td>V2ADIN84 M1.6x3</td><td></td></tr><tr><td>Jodosept PVP</td><td>Vetoquinol</td><td></td><td>435678/E04</td></tr><tr><td>Mepivacain 1%</td><td>AstraZeneca</td><td></td><td>PZN03338515</td></tr><tr><td>Epinefrina</td><td>Sanofi-Aventis</td><td></td><td>PZN00176118</td></tr><tr><td>Tramadolcloridrato</td><td>Rotexmedica</td><td></td><td>38449.00.00</td></tr></tbody></table>

microelettrodo guidata impianto di elettrodi nel subtalamico nucleo di ratti per lungo termine stimolazione cerebrale profonda

Microelectrode Guided Implantation of Electrodes into the Subthalamic Nucleus of Rats for Long-term Deep Brain Stimulation

La stimolazione cerebrale profonda (DBS) è una terapia ampiamente utilizzato ed efficace per diversi disturbi neurologici, come la malattia di Parkinson idiopatica, distonia o tremori. DBS si basa sulla fornitura di stimoli elettrici specifici profonde strutture anatomiche del sistema nervoso centrale. Tuttavia, i meccanismi alla base l&#39;effetto di DBS rimangono enigmatici. Ciò ha portato ad un interesse per investigare l&#39;impatto di DBS in modelli animali, specialmente nei ratti. Come DBS è una terapia a lungo termine, la ricerca deve essere incentrata sui cambiamenti molecolari, genetiche di circuiti neurali che si verificano diverse settimane dopo DBS. A lungo termine DBS nei ratti è impegnativo, perché i ratti muovono nella loro gabbia, che causa problemi a mantenere in posizione il filo conduttore dalla testa dell&#39;animale allo stimolatore. Inoltre, strutture bersaglio per stimolazione nel cervello di ratto sono piccole e quindi elettrodi non possono essere facilmente inseriti nella posizione desiderata. Così, un set-up di lunga durata stimolizione di ratti con elettrodi di platino / iridio con un&#39;impedenza di circa 1 MW è stato sviluppato per questo studio. Un elettrodo con queste specifiche permette non solo la stimolazione adeguata, ma anche la registrazione delle strutture cerebrali profonde per identificare l&#39;area di destinazione per DBS. Nel nostro set-up, un elettrodo con una presa per il cavo è stato incorporato in cemento dentale con quattro viti di ancoraggio fissati sul cranio. Il filo dalla spina allo stimolatore era protetta da una molla in acciaio inox. Un girevole è collegato al circuito di impedire il filo di aggrovigliarsi. In generale, questa stimolazione set-up offre un elevato grado di mobilità libera per ratto e permette la spina testa, così come il collegamento del filo tra la spina e lo stimolatore, di mantenere la forza di lunga durata.

Impiantare un elettrodo nel STN di un ratto utilizzando un sistema di registrazione - come presentato qui - è una procedura efficace e preciso per DBS che richiede circa 1 ora per animale. Questo modello è una procedura abbastanza minore: su 10 ratti sottoposti a intervento chirurgico, tutto sopravvissuti dell&#39;intervento. Ventiquattro ore dopo l&#39;intervento, lo stato di ciascun ratto è stato monitorato e nessun animale realizzato più di 1 di 3 punti in base al codice di gravità. Durante il periodo di continua sti...

Viene descritto un metodo per impiantare elettrodi nel nucleo subtalamico (STN) dei ratti. Una migliore localizzazione dell'STN è stata ottenuta utilizzando un sistema di microregistrazione. Inoltre, viene presentato un set-up di stimolazione caratterizzato da connessioni di lunga durata tra la testa dell'animale e lo stimolatore.

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

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, ...

L'obiettivo generale di questa procedura è eseguire un'impianto guidato da registrazione di microelettrodi nel nucleo sottotalamico di ratti, seguito da una stimolazione a lungo termine di questo nucleo. Questo viene realizzato innanzitutto praticando un foro per l'elettrodo attraverso il cranio esposto. Il secondo passaggio consiste nell'avanzare l'elettrodo attraverso il foro nel cranio fino al cervello, registrando contemporaneamente l'attività elettrica in diverse regioni cerebrali finché non viene rilevata l'attività specifica del STN.Successivamente, l'elettrodo viene fissato applicando del cemento dentale intorno al gambo dell'elettrodo, e il connettore cranico viene collegato al perno dell'elettrodo. L'ultimo passaggio consiste nel fissare il connettore con il cemento dentale e nel collegarlo al filo che conduce allo stimolatore. Infine, il cervello prelevato viene tagliato in sezioni spesse otto micron e colorato con ematossilina, eosina e eoin per dimostrare che la punta dell'elettrodo è posizionata nel nucleo sottotalamico.Il principale vantaggio di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come l'implantazione cieca dell'elettrodo, è che l'implantazione guidata dalla registrazione migliora il targeting del nucleo sottotalamico con elevata precisione. Gli esperimenti sugli animali sono stati approvati dall'Università di Burg e dalle autorità statali competenti, e sono stati eseguiti secondo le raccomandazioni per la ricerca negli studi sperimentali sull'ictus e le attuali linee guida per la segnalazione degli esperimenti sugli animali in vivo. Le linee guida prevedono innanzitutto l'anestetizzazione del ratto in una camera di induzione con aria erogata a due litri al minuto e isoflurano al 3,5%. Rimuovere il ratto dalla camera di induzione e rasare l'area compresa tra le orecchie e gli occhi. Utilizzare un bastoncino di cotone imbevuto di soluzione antisettica per detergere l'area rasata.Per rimuovere eventuali peli sciolti, impostare il flusso d'aria sul cono nasale e regolare l'anestesia al 2,5% di isoflurano erogato a un flusso di un litro al minuto. Posizionare il ratto sul cono nasale e inserirlo nel telaio stereotassico. Verificare il livello di anestesia pizzicando la zona interdigitale.Se il ratto è adeguatamente anestetizzato, i riflessi difensivi vengono aboliti. Applicare un unguento oftalmico sugli occhi per prevenire l'essiccamento 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 della zona rasata per anestetizzare l'area chirurgica, garantendo sterilit&agrave; da questo momento in poi. Utilizzare un bisturi per praticare un'incisione mediana che inizi tra le orecchie e si estenda in avanti per circa due centimetri. Assicurarsi che anche il periostio venga inciso, quindi esporre il cranio con quattro pinze.Utilizzare un bastoncino di cotone per rimuovere delicatamente il periostio fino a quando le suture coronale e sagittale non sono esposte. Assorbire qualsiasi sangue con ovatta. Fissare un ago a un supporto per sonda e quindi contrassegnare la punta dell'ago con un pennarello nero.Utilizzando le viti di avanzamento antero-posteriore, laterale e dorso-ventrale, posizionare la punta dell'ago direttamente sopra il bgma. Registrare le letture delle scale veneer AP e ML.Sottrarre 3,6 millimetri dalla lettura AP e 2,5 millimetri dalla lettura ML per l’impianto dell’elettrodo nel nucleo subtalamico destro. Abbassare la punta dell’ago fino a toccare la superficie del cranio per segnare il sito di iniezione con l’inchiostro del pennarello, quindi fissare il trapano dentale al supporto grande del manipolatore stereotassico. Spostare il trapano dentale sul punto segnato sul cranio e, osservando attraverso il microscopio, praticare un foro di circa un millimetro di diametro attraverso l’osso fino a quando la dura mater diventa visibile.Questo è il foro per l'elettrodo. Ritirare la dura utilizzando pinzette da microdissezione o un ago sterile, poiché la dura è abbastanza resistente da danneggiare la punta dell'elettrodo. Praticare un foro con il trapano dentale in ciascuna squama frontale e nella squama parietale opposta al foro per l'elettrodo.In seguito, praticare un foro in ciascuna squama interparietale. Avvitare una vite ossea in ciascuno dei cinque fori. Evitare di avvitare troppo in profondità, poiché ciò eserciterebbe pressione sul cervello.Il numero di giri dipenderà dal passo della vite. In questo caso si utilizzano due o tre giri per ogni vite. Scollegare il supporto della sonda dallo strumento stereotassico e fissare il supporto della sonda con l'elettrodo nel micromanipolatore.Utilizzando le viti di avanzamento antero-posteriore (AP), mediale-laterale (ML) e dorso-ventrale (DV), spostare il supporto della sonda con l'elettrodo finché la punta non è quasi a contatto con il bregma. Annotare le letture delle scale AP, ML e DV sul bregma. Successivamente, sollevare l'elettrodo di alcuni millimetri per evitare che strisci sulla scatola cranica durante gli spostamenti.Per determinare le coordinate della posizione in cui l'elettrodo deve essere inserito nel foro, aggiungere 3,6 millimetri alla lettura AP e 2,5 millimetri alla lettura ML. Utilizzando le viti di regolazione AP e ML, spostare l'elettrodo nella posizione calcolata. A questo punto, la punta dell'elettrodo dovrebbe trovarsi esattamente sopra il foro per l'elettrodo praticato.Successivamente, osservando attraverso il microscopio, abbassare l'elettrodo fino al livello della dura madre. Registrare questa posizione come zero nella direzione DV. Quindi inserire delicatamente la punta dell'elettrodo nel cervello.Guardando attraverso il microscopio, collegare il pin dell'elettrodo al connettore del sistema di registrazione. Collegare a massa 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.È possibile utilizzare anche della carta d'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 delle scariche di unità singole mentre si avanza con l'elettrodo.Inserire lentamente l'elettrodo nel cervello registrando l'attività elettrica durante l'avanzamento dell'elettrodo. Durante la registrazione, ridurre al minimo l'anestesia a 0,8-1%, poiché animali meno anestetizzati mostrano un'attività elettrica cerebrale più chiara. L'attività elettrica specifica del STN è solitamente rilevabile a una profondità compresa tra 7,5 e 8,1 millimetri dalla dura.L'attività tipica dei neuroni nel nucleo subtalamico è caratterizzata da un pattern di scarica irregolare e da una frequenza elevata. Ora, rimuovere con un tampone qualsiasi traccia di sangue o liquido cerebrospinale spostato sulla superficie del cranio durante l'inserimento dell'elettrodo, quindi preparare una piccola quantità di cemento dentale e utilizzare una spatola per applicarlo intorno all'elettrodo e intorno a quattro delle cinque viti. Una volta che il cemento dentale si è indurito, scollegare il perno dell'elettrodo dal supporto e dal connettore del sistema di registrazione.Quindi svitare la quinta vite che non era stata fissata con il cemento dentale. Inserire il tappo sul perno dell'elettrodo e fissare il filo di massa del tappo con la quarta vite. Applicare il cemento dentale intorno al tappo mentre il cemento si ispessisce.Modellare attorno al tappo per formare un cappuccio. Evitare bordi taglienti del cemento dentale che potrebbero danneggiare l'animale e rimuoverli durante l'indurimento. Sbridare i margini della ferita e chiuderli con una sutura dietro il cappuccio e disinfettare i margini della ferita anteriormente.Collegare la spina alla fune fissata su un giunto girevole. Successivamente, rimuovere il ratto dallo strumento stereotassico e somministrare un'adeguata analgesia postoperatoria. 12,5 milligrammi per chilogrammo.Viene utilizzato tramadolo. Posizionare il ratto in una gabbia pulita con supporto termico e fissare il dispositivo girevole su questa gabbia. Osservare il recupero dell'animale.Questa immagine mostra una sezione di otto micron di spessore, colorata con ematossilina, toina ed eosina, ottenuta da un animale sacrificato 14 giorni dopo l'innesto e una stimolazione continua, al fine di visualizzare la posizione in cui si trovava la punta dell'elettrodo. Una linea continua delimita il STN. È visibile una piccola lesione nel punto in cui la punta dell'elettrodo era situata durante un periodo di stimolazione della durata di 14 giorni.È importante notare che non è visibile alcun canale di penetrazione dell'elettrodo, il che indica che l'elettrodo non altera il tessuto circostante. Questa immagine mostra la stessa regione a un ingrandimento maggiore. È stato rilevato un piccolo numero di cellule infiammatorie attorno 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 effettuata correttamente.

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JoVE Journal

Neuroscience

Neuroscienze

Fonte: Batra, V., et al. Un metodo generale per valutare gli effetti della stimolazione cerebrale profonda sull'autosomministrazione di metanfetamina per via endovenosa. J. Vis. Exp. (2016).Questo video mostra un modello di tossicodipendenza nel ratto in cui l'animale si autosomministra metanfetamina per via endovenosa premendo una leva, portando a un comportamento compulsivo di ricerca di droghe guidato dal rilascio di dopamina nel nucleo accumbens. Per contrastare questo, il ratto viene...

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Fonte: Selvakumar, T., et al., Analisi dei cambiamenti dell'espressione genica nell'ippocampo del ratto dopo la stimolazione cerebrale profonda del nucleo talamico anteriore. J. Vis. Exp. (2015)Questo video mostra la procedura per l'impianto di elettrodi nel cervello di ratto per applicare la stimolazione cerebrale profonda (DBS), che modula l'attività neuronale e migliora la comunicazione con l'ippocampo, supportando la sopravvivenza neuronale e la neurogenesi.

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