Name: Stimolazione diretta correnti e multi-elettrodo Array registrazione di sequestro simile attività nei topi cervello fetta di preparazione (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-07T14:15:00.000+00:00
Duration: 9 min 39 s
Description: Impara a registrare l'attività simile a crisi nei preparati di fette cerebrali di topo utilizzando un array multi-elettrodo e la stimolazione diretta con corrente catodale. Questo metodo permette di valutare gli effetti terapeutici sulle crisi farmaco-resistenti.

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Siamo grati per il supporto tecnico del Neural Circuit Electrophysiology Core presso l'Academia Sinica. Questo lavoro è stato sostenuto dal National Science Council (102-2320-B-001-026-MY3 e 100-2311-B-001-003-MY3) e dal Neuroscience Program di Academia Sinica.

Le procedure che coinvolgono soggetti animali sono stati approvati dalla cura degli animali e del Comitato Istituzionale utilizzo, Academia Sinica, Taipei, Taiwan. 1. Preparazione Soluzione sperimentale ed attrezzature per multielettrodico Array registrazione <ol><li> Preparare artificiale cerebrale fluido spinale (aCSF; 124 mM NaCl, 4,4 mM KCl, 1 mM NaH 2 PO 3, 2 mM MgSO 4, 2 mM CaCl 2, 25 mM NaHCO 3, e 10 mM di glucosio, bollito con 95% O 2 e 5% di CO 2). </li><li> Utilizzare due tipi di sonde MEA: 6 x 10 planare MEA e 8 x 8 MEA. La prima sonda copre la regione che comprende la corteccia, striato e talamo. Quest&#39;ultima sonda copre solo la regione corticale. </li><li> Utilizzare un amplificatore 60 canali con un filtro passa-banda impostata tra 0,1 Hz e 3 kHz a 1.200 amplificazione. Acquisire dati a una frequenza di campionamento a 10 kHz. </li><li> Inserire due fili d&#39;argento AgCl rivestite all&#39;interno della camera di MEA per DCS. Utilizzare il AgClfili d&#39;argento Rivestiti di produrre campi elettrici generati da uno stimolatore isolato. </li><li> Posizionare un elettrodo di tungsteno (diametro, 127 m; lunghezza, 7,62 centimetri; 8 ° AC punta conica, resistenza, 5 MW) per la stimolazione talamica e posizionare l&#39;elettrodo di riferimento nella camera di MEA. Fornire corrente dell&#39;elettrodo di tungsteno utilizzando uno stimolatore isolato che è controllato da un generatore di impulsi. </li></ol> 2. Cervello Fetta Preparazione <ol><li> Utilizzare maschi C57BL / 6J, 4-8 settimane di vita. Casa gli animali in una stanza con aria condizionata (21-23 ° C; 50% di umidità; 12 ore di luce / 12 h / buio ciclo, si accende alle 8:00 AM) con libero accesso a cibo e acqua. </li><li> Prendete una aliquota di 250 ml di aCSF che è stata preparata al punto 1.1, e metterlo in un bicchiere contenente ghiaccio. Allo stesso tempo, la fornitura di gas continuo che è composto di 95% O 2 e 5% CO 2. </li><li> Chirurgia <ol><li> Anestetizzare l&#39;animale con 4% isoflurano in un bicchierebox per circa 3 minuti. Una volta che l&#39;animale raggiunge una profondità chirurgica di anestesia (indicato dalla mancanza di una risposta a pinch tep), posizionarlo su un vassoio poco profondo che viene riempito con ghiaccio tritato, e rimuovere la testa con le forbici. </li><li> Esporre il cranio, e tagliare il muscolo restante. Successivamente, utilizzando rongeurs, staccarsi la superficie dorsale del cranio dal cervello. Tagliare via i lati del cranio con Rongeurs. Sterilizzare tutti gli strumenti chirurgici con una soluzione di etanolo al 75%. </li><li> Utilizzando una spatola, tagliare i bulbi olfattivi e connessioni nervose lungo la superficie ventrale del cervello, e rimuovere il cervello. Dopo la decapitazione, trasferire rapidamente al cervello di un bicchiere pieno di aCSF ossigenato ghiacciata. </li></ol></li><li> Preparazione di mediale Talamo (MT) -ACC Cervello Slice Nota: Preparare le fette che contengono il percorso dal MT ACC 13. <ol><li> Hand-tagliare il blocco cervello con due tagli sagittali 2,0 mm lateralmente alla linea mediana di ciascun emisferoper visualizzare l&#39;anatomia subcorticale. Poi fare due tagli angolati. Effettuare la prima traversa taglio parallelo al tratto di fibra visibile nello striato. </li><li> Rendere il secondo cross-cut dalla connessione tra il cervelletto e corteccia visiva al punto medio tra commessura anteriore e tratto ottico che sono ventrale e parallela al percorso thalamocingulate. </li><li> Fissare il blocco del cervello ad una piastra angolare (~ 120 °) con adesivo cianoacrilato, e fare un taglio appena sopra il punto di svolta del percorso. Aprire la piastra, appiattirla, e la colla sul palco camera di un vibratome. </li><li> Fai mediale talamo-ACC fettine di cervello (500 micron di spessore) e poi immergerli in ghiacciata ossigenati fette aCSF.Transfer alla camera di registrazione, e mantenere a 32 ° C sotto perfusione continua (12 ml / min) con ossigenato aCSF per 1 hr. </li></ol></li></ol> 3. Preparazione di perfusione Camera per multielettrodico Array registrazione <ol><li> Preparazionedi perfusione Camera <ol><li> Inserire una sonda MEA su un sistema multi-canale e utilizzare due tubi di polietilene separati per collegare la sonda ad una pompa peristaltica. Utilizzare un tubo per guidare il aCSF nella camera MEA e l&#39;altro tubo per guidare il aCSF dalla camera. Infine, profumato continuamente la preparazione con acqua calda (29-30 ° C) aCSF ossigenato (8 ml / min). </li></ol></li><li> Trasferimento fetta cervello di MEA. Tenere premuto il fetta cervello su MEA utilizzando un tampone di cotone bagnato. Spostare con attenzione la fetta cervello per garantire la ACC è orientato sopra gli elettrodi. </li><li> Utilizzare i kit di ancoraggio fetta e tenere di valore a premere la fetta cervello. Questo passaggio assicura un buon collegamento elettrico tra la fetta e elettrodi. </li></ol> 4. Generazione di campi elettrici da DCS Nota: La definizione dell&#39;orientamento campo elettrico si basa sulla direzione dell&#39;asse axodendritic nella ACC. Gli orientamenti di dendrite e Soma scompartimenti eranoconfermato con colorazione di Golgi 12. <ol><li> Posizionare l&#39;elettrodo AgCl (definito come anodo) prossimale alla ACC, e posizionare l&#39;altro elettrodo (definito come catodo) distale al ACC. Registrare l&#39;intensità del campo generato dai due orientamenti campo (parallele e perpendicolari alle fibre axodendritic ACC) nel MEA, e fornire le correnti dei campi elettrici utilizzando uno stimolatore. </li><li> Fissare la distanza degli elettrodi AgCl (circa 1,5-2 cm), e regolare la forza attuale stimolatore per rendere il DCS tra 0,5 e 2 mA. </li></ol> 5. elettricamente indotte risposte corticali Synaptic Nota: indurre risposte sinaptiche nel ACC dalla stimolazione elettrica in MT, in cui un generatore stimolo elettrico programmabile produce impulsi di corrente bifasici rettangolari. <ol><li> Ripetere la sezione 3 di cui sopra. </li><li> Posizionare un elettrodo di tungsteno in MT, e inviare impulsi dallo stimolatore al thalregione amic delle fette tramite elettrodi di tungsteno bipolari. </li><li> Utilizzare diverse intensità di corrente per determinare la soglia che suscita una risposta ACC. Qui, utilizzare una intensità di ± 150 μA e la durata di 200 msec, che ha suscitato una risposta massimale dell&#39;80% nella ACC nella maggior parte delle fette. </li><li> Spostare l&#39;elettrodo di tungsteno lungo il percorso thalamocingulate (da MT a corpo calloso) nella fetta MT-ACC per ottenere i profili di risposta ottimali. </li><li> Fare 10-20 spazza di risposte ACC, e utilizzare il software di media automaticamente tutti ACC evocata dalla stimolazione MT. Il risultato iss le risposte sinaptiche in ACC indotta dalla stimolazione MT da MT-ACC percorso. </li></ol> 6. elettricamente indotta attività di sequestro simile Nota: Le crisi epilettiche-like è stata indotta mediante l&#39;applicazione di 4-aminopiridina (4-AP; 250 mM) e bicucullina (5 mM). Precedenti studi di tempo-controllo hanno dimostrato che le risposte massime e stabili apparvero2-3 ore dopo l&#39;applicazione di droga 14. <ol><li> ripetere il punto 5. </li><li> Aggiungere farmaci alla soluzione di perfusione. Utilizzare 4-AP (250 micron) e bicucullina (5 micron). Mescolare i farmaci in modo uniforme, e continuare a perfusione per 2-3 ore. </li><li> Per facilitare attività convulsiva-like, mantenere la pompa di perfusione ad una velocità relativamente veloce perfusione (8 ml / min), che può anche aiutare a prevenire l&#39;accumulo di un gradiente di pH. </li><li> Posizionare un elettrodo di tungsteno in MT, e fornire la stimolazione elettrica (150 μA, 200 msec durata) per ottenere profili di risposta ACC. </li><li> Fare 10-20 spazza e la media delle risposte. </li><li> Sostituire la soluzione di perfusione con fresco aCSF per lavare i farmaci. Ripetere il passaggio 6.5. </li></ol> 7. Effetto Test di DCS sulle risposte corticali evocati <ol><li> Ripetere sezioni 3 e 4. Assicurarsi che i campi elettrici uniformi sono generati da correnti di passaggio tra due fili d&#39;argento AgCl rivestite paralleli che vengono inseriti all&#39;interno del Mcamera di EA. Se non ci sono problemi, il DCS rimane tra 0,5 e 2 mA. </li><li> Spegnere il DCS, e posizionare un elettrodo di tungsteno per stimolare il talamo (± 150 μA, 200 msec di durata). Per ottenere risposte sinaptiche massime nella ACC, fare 10-20 spazza e la media delle risposte. </li><li> Contemporaneamente accendere il DCS (2 mV / mm forza DCS) e la stimolazione talamica (350 μA, 200 msec durata). Valutare le variazioni di ampiezza della risposta ACC stimolazione evocata talamica durante DCS. </li><li> Spegnere il DCS, e aggiungere 4-AP (250 micron) e bicucullina (5 micron) alla soluzione di perfusione. Quindi attendere 2-3 ore. Quando i farmaci influenzano la fetta cervello, la fetta produce risposte sequestro corticali. </li><li> Fare 10-20 spazza di risposte ACC, e quindi misurare l&#39;ampiezza e la durata delle risposte sequestro corticali evocate elettrici. </li><li> Dopo il punto 7.5, girare contemporaneamente sul DCS (2 forza mV / mm DCS) e la stimolazione talamica (150 μA, 200 duratisu msec). Valutare le variazioni di ampiezza e durata di risposte sequestro corticali evocate durante l&#39;applicazione DCS. </li><li> Sostituire la soluzione di perfusione con fresco aCSF per lavare i farmaci, e ripetere i passaggi 7.2 e 7.3. </li><li> Raccogliere tutti i dati di registrazione, e raggruppare i dati nelle diverse condizioni sperimentali. Valutare l&#39;ampiezza e la durata delle risposte corticali sequestro in diverse condizioni sperimentali. </li></ol> Analisi 8. Dati <ol><li> Utilizzare un software (ad esempio, MC software Rack) per la media automaticamente le risposte registrate, ed esportare i dati grezzi di un foglio di calcolo. Analizzare l&#39;ampiezza e la durata dei dati grezzi e generare figure a colori. </li><li> Per rilevare gli eventi convulsivi oscillatori, utilizzare il software per misurare il valore della linea di base e le deviazioni standard (SD). Set 3 SD del livello di rumore come soglia. Ampiezze dei picchi durante un evento di oscillazione che superano questa soglia vengono rilevano automaticamenteed. </li><li> Eseguire l&#39;analisi statistica usando t-test di Student. </li><li> Misurazioni espresso e analisi della varianza ad una via (ANOVA) risultati nel testo come media ± SE, con n che indicano il numero di fette studiati 12. </li></ol>

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</ol>

Gli autori dichiarano di non avere interessi concorrenti.

Nel presente studio, gli effetti della durata e orientamento DCS sull&#39;attività convulsivo ACC sono stati testati. Per ottenere dati stabili in sezioni di cervello di topo, come mantenere l&#39;integrità del pathway MT-ACC e per evitare danni è fondamentale, specialmente i passaggi in cui sono effettuati due tagli angolati ventrali e un taglio dorsale della corteccia. Inoltre, il tempo di preparare la fetta cervello può anche influenzare l&#39;attività della fetta cervello, che dovrebbe essere il più breve tempo poss...

L'epilessia è un disturbo neurologico comune. Il trenta per cento dei pazienti con epilessia soffre di convulsioni resistenti ai farmaci1. La stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) fornisce un approccio non invasivo per controllare o alterare le attività di rete in grandi aree cerebrali, come le convulsioni. Studi clinici hanno dimostrato che la tDCS tratta efficacemente le crisi intrattabili2 e può produrre effetti soppressivi sia a breve che a lungo termine sulle crisi3-5. Tuttavia, il meccanismo terapeutico delle azioni della tDCS non è ancora chiaro. Il modello di fetta cerebrale presentato è un metodo in vitro per studiare come il meccanismo terapeutico delle azioni della tDCS alteri i sintomi delle attività cerebrali simili alle convulsioni. Di conseguenza, per ottenere i suoi effetti ottimali, è necessario testare parametri di stimolazione specifici, tra cui l'orientamento, l'intensità del campo e la durata della stimolazione, in un modello sperimentale. Studi precedenti hanno dimostrato che l'orientamento del campo elettrico è importante per ottenere effetti terapeutici6. Pertanto, è possibile testare e organizzare l'orientamento degli elettrodi rispetto alla posizione della fetta di cervello testata.
L'epilessia del lobo frontale e le convulsioni della corteccia cingolata anteriore (ACC) sono spesso resistenti ai farmaci7,8. Alcuni studi hanno riportato l'applicazione della tDCS nella corteccia cingolata9-11. La tDCS ha dimostrato di influenzare la vigilanza, il processo decisionale e l'emozione attraverso l'alterazione delle attività dell'ACC e può modulare l'eccitabilità neuronale e l'attività convulsiva in questa regione del cervello12. Pertanto, gli effetti soppressivi della tDCS sulle crisi di ACC potrebbero essere utili per il trattamento clinico e la valutazione di trattamenti alternativi.
Il presente protocollo descrive la preparazione di un elettrodo nella camera di registrazione per la MDD di una fetta di cervello e il suo effetto sulla registrazione dell'attività simile a una crisi epilettica con un array multielettrodo (MEA).

<table><tbody><tr><td><forte>Anestetico:</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Halocarbon Products Corporation&nbsp;</td><td>NDC 12164-002-25</td><td>4%</td></tr><tr><td>Name</td><td>Company</td><td>Catalog Number</td><td>Comments</td></tr><tr><td>aCSF (totale:1 L):</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>D(+)-Glucosio</td><td>MERCK</td><td>1.08337.1000</td><td>10 mM</td></tr><tr><td>Carbonato acido di sodio</td><td>MERCK</td><td>1.06329.0500</td><td>25 mM</td></tr><tr><td>Cloruro di sodio</td><td>MERCK</td><td>1.06404.1000</td><td>124 mM</td></tr><tr><td>(+)-L-ascorbato di sodio, >=98%</td><td>SIGMA</td><td>A4034-100G</td><td>0,15 g/2 c.c</td></tr><tr><td>Solfato di magnesio, anidro, ReagentPlus</td><td>SIGMA</td><td>M7506-500G</td><td>2 mM</td></tr><tr><td>Cloruro di calcio diidrato</td><td>MERCK</td><td>1.02382.1000</td><td>2 mM</td></tr><tr><td>Sodio diidrogeno fosfato monoidrato</td><td>MERCK</td><td>1.06346.1000</td><td>1 mM</td></tr><tr><td>Cloruro di potassio</td><td>Maggio & Baker LTD Dagenham England</td><td>MS 7616</td><td>4.4 mM</td></tr><tr><td>Nome</td><td>Company</strong</td><td>>Numero di catalogo</strong</td><td>>Comments</td></tr><tr><td>Drugs:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>(+)-Bicuculline</td><td>TOCRIS</td><td>0130</td><td>5 &; M in aCSF</td></tr><tr><td>4-amminopiridina</td><td>TOCRIS</td><td>0940</td><td>250 &micro; M in aCSF</td></tr><tr><td>Nome</td><td>Company</td><td>Numero di catalogo</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Brain slice Preparazione:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vibratome</td><td>Vibratome</td><td>Series 1000</td><td>Blocco di taglio in 500 &; m fette spesse</td></tr><tr><td>Nome</td><td>Azienda</td><td>Numero di catalogo</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Sistema MEA:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Multielectrode array (MEA): 6 x 10 sistemi multicanale MEA planari</td><td></td><td>60MEA500/30iR-Ti-pr MEAS 6x10</td><td>diametro dell'elettrodo, 30 & micro; m; spaziatura tra gli elettrodi, 500 & micro; m; impedenza, 50 k&Omega; a 200 Hz</td></tr><tr><td>Sonde multielettrodo (MEA): 8 x 8 MEA</td><td>Ayanda Biosystems</td><td>60MEA200/10iR-Ti-pr MEAS 8x8</td><td>elettrodo di forma piramidale; diametro, 40 &; m; altezza della punta, 50 & micro; m; spaziatura tra gli elettrodi, 200 & micro; m; impedenza, 1.000 k&Omega; a 200 Hz</td></tr><tr><td>È stato utilizzato un amplificatore a 60 canali con un filtro passa-banda impostato tra 0,1 Hz e 3 KHz a 1.200X di amplificazione Sistemi</td><td>multicanale</td><td>MEA-1060-BC</td><td></td></tr><tr><td>MC Software rack a una frequenza di campionamento di 10 KHz</td><td>Sistemi</td><td></td> multicanale <td>Software per la raccolta e la registrazione dei dati</td></tr><tr><td>Controllo di un generatore di impulsi</td><td>Sistemi multicanale</td><td>STG 1002</td><td></td></tr><tr><td>Kit di ancoraggio a fette e hold-down</td><td>Warner Instruments</td><td>SHD-26H/10; WI64-0250</td><td></td></tr><tr><td>Pompa peristaltica-minipuls3</td><td>Gilsom</td><td></td><td>MINIPULS3 velocità di perfusione : 8 ml/min</td></tr><tr><td>Name</td><td>Azienda</td><td>Numero di catalogo</td><td>Comments</td></tr><tr><td>Sistema di stimolazione:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stimolatore isolato</td><td>A-M Systems</td><td>Modello 2100</td><td>intensità di &plusmn; 350 &mu; A , durata di 200 &mu; sec</td></tr><tr><td>Elettrodo di tungsteno</td><td>A-M Systems</td><td>575300</td><td>posizionato in talamo</td></tr></tbody></table>

stimolazione diretta correnti e multi-elettrodo array registrazione di sequestro simile attività nei topi cervello fetta di preparazione

Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation

Catodica stimolazione in corrente continua transcranica (tDCS) induce effetti soppressivi sui sequestri di farmaco-resistenti. Per eseguire azioni efficaci, i parametri di stimolazione (ad esempio, l&#39;orientamento, l&#39;intensità del campo, e la durata stimolazione) devono essere esaminate in preparati fetta topi cerebrali. Test e disponendo l&#39;orientamento dell&#39;elettrodo rispetto alla posizione della fetta topi cervello sono fattibili. L&#39;attuale metodo consente di mantenere il percorso thalamocingulate per valutare l&#39;effetto di DCS sulle attività sequestro come corteccia cingolata anteriore. I risultati delle registrazioni matrice multicanale indicato che catodica DCS diminuito significativamente l&#39;ampiezza delle risposte stimolazione evocati e durata di 4-aminopiridina e attività convulsiva-like bicucullina-indotta. Questo studio ha anche scoperto che le applicazioni DCS catodica a 15 min causato depressione a lungo termine nel percorso thalamocingulate. Il presente studio indaga gli effetti della DCS su thalamocingulate plasticità sinaptica e attività di sequestro simile acuti. L&#39;attuale procedura in grado di testare i parametri ottimali di stimolazione compreso l&#39;orientamento, l&#39;intensità del campo, e la durata di stimolazione in vitro modello di topo in. Inoltre, il metodo può valutare gli effetti di DCS sulle attività sequestro simile corticali sia a livello cellulare e di rete.

Preparazione del Setup Thalamocingulate Slice e MEA sistema di registrazione La fetta MT-ACC da topi è una speciale preparazione slice che permette l&#39;esplorazione delle proprietà elettrofisiologiche del percorso thalamocingulate. Figura 1A mostra il modo in cui è stato preparato il fetta MT-ACC. Il cervello di topo è stato rapidamente rimosso e conservato in luogo fresco aCSF ossigenato (Figura 1A,...

Gli studi hanno dimostrato che la stimolazione transcranica catodica a corrente continua può produrre effetti soppressivi sulle convulsioni resistenti ai farmaci. In questo studio, è stata ideata una configurazione sperimentale in vitro in cui la stimolazione a corrente continua e la registrazione di array multielettrodi dell'attività convulsiva sono state valutate nella preparazione di fette di cervello di topi. Sono stati valutati i parametri di stimolazione a corrente continua.

Stimolazione diretta correnti e multi-elettrodo Array registrazione di sequestro simile attività nei topi cervello fetta di preparazione

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the ...

L'obiettivo generale di questa procedura sperimentale è analizzare la disposizione degli elettrodi nella camera di registrazione per la stimolazione con corrente continua di una sezione cerebrale e il suo effetto sull'attività simile a crisi epilettiche registrata mediante un array multiplo di elettrodi. Questo approccio può contribuire a rispondere a domande fondamentali riguardo la stimolazione con corrente continua e l'attività simile a crisi epilettiche registrata con un array multiplo di elettrodi in sezioni cerebrali di topo. Un vantaggio di questa tecnica è che gli effetti della stimolazione con corrente continua possono essere valutati in una via specifica della sezione cerebrale di topo.La procedura sarà dimostrata da Hsiang Chin e Wei-Jen Chang, tecnici del mio laboratorio. In questa procedura, sterilizzare tutti gli strumenti chirurgici con soluzione di etanolo al 75% prima dell'esperimento. Successivamente, esporre il cranio dell'animale e rimuovere i residui di muscolo.Successivamente, rimuovere la superficie dorsale del cranio utilizzando rongeur e tagliare i lati. In seguito, utilizzando una spatola, recidere i bulbi olfattivi e le connessioni nervose lungo la superficie ventrale del cervello prima di rimuoverlo. Trasferire rapidamente il cervello in un becher riempito con ACSF freddo di ghiaccio e ossigenato.Per preparare sezioni contenenti il percorso MT-ACC, effettuare un taglio sagittale, a 2 mm lateralmente rispetto alla linea mediana in ciascun emisfero, per visualizzare l'anatomia sottocorticale. Successivamente, eseguire un taglio trasversale angolato parallelo al tratto di fibre visibile nello striato. Eseguire il secondo taglio trasversale angolato dal collegamento tra cervelletto e corteccia visiva fino al punto medio tra il commissura anteriore e il tratto ottico, posizionati ventralmente e paralleli al percorso talamo-cingolato.Successivamente, fissare il blocco cerebrale a una piastra angolare utilizzando un adesivo a base di cianoacrilato. Effettuare un taglio appena al di sopra del punto di svolta del percorso. Successivamente, aprire la piastra, appiattirla e incollarla sulla piattaforma della camera di un vibratomo.Successivamente sezionare le fette cerebrali con uno spessore di 500 micrometri e mantenerle in ACSF ossigenata e fredda. Trasferire una fetta nella camera di registrazione a 32 gradi Celsius con un'irrorazione continua di ACSF ossigenata per un'ora. Verificare il posizionamento di una sonda MEA sul sistema multicanale.Utilizzare un tubo per indirizzare l'ACSF nella camera della MEA e l'altro tubo per far uscire l'ACSF dalla camera. Perfundere continuamente il preparato con ACSF ossigenato e caldo a 30 gradi Celsius. Trasferire una sezione cerebrale nella MEA utilizzando un bastoncino di cotone imbevuto.Spostare con attenzione la sezione cerebrale in modo da posizionare la corteccia cingolata anteriore (ACC) sopra gli elettrodi, quindi stabilizzare la sezione cerebrale con un ancoraggio per garantire un buon contatto elettrico tra la sezione e gli elettrodi. Successivamente, posizionare l'elettrodo anodico in prossimità della ACC e l'elettrodo catodico in posizione distale rispetto alla ACC. Registrare l'intensità del campo in base alle due orientazioni del campo della MEA.Quindi erogare le correnti elettriche utilizzando uno stimolatore. Regolare la distanza tra i due elettrodi di cloruro d'argento a circa 1,5-2 cm e regolare l'intensità della corrente dello stimolatore in modo da ottenere una DCS compresa tra 0,5 e 2 milliampere. In questa procedura, posizionare un elettrodo al tungsteno nell'area MT ed erogare impulsi dallo stimolatore alla regione talamica della sezione.Successivamente, utilizzare diverse intensità di corrente per determinare la soglia in grado di provocare una risposta della corteccia cingolata anteriore (ACC). Spostare l'elettrodo al tungsteno lungo il percorso talamo-cingolato per ottenere il profilo di risposta ottimale. Registrare da 1 a 20 risposte della ACC e utilizzare il software per calcolare automaticamente la media di tutte le risposte della ACC evocate dalla stimolazione del MT.Per indurre un'attività simile a una crisi epilettica, aggiungere 250 micromolari di 48P e 5 micromolari di bicucullina alla soluzione di perfusione e continuare a perfondere la sezione per due o tre ore. Mantenere la pompa a una velocità di perfusione relativamente elevata, il che può aiutare a prevenire la formazione di un gradiente di pH. Successivamente, posizionare l'elettrodo al tungsteno nel MT ed erogare una stimolazione elettrica per ottenere un profilo di risposta della corteccia anteriore del cingolo (ACC).Registrare 10-20 sweep e mediare le risposte. Successivamente, sostituire la soluzione prefusione con ACSF fresco per eliminare i farmaci. In questa procedura, assicurarsi della generazione di campi elettrici uniformi, facendo passare correnti tra due fili di argento rivestiti di cloruro di argento posti all'interno della camera MEA.Se non ci sono problemi, il DCS dovrebbe rimanere compreso tra 0,5 e 2 milliampere. Successivamente, spegnere il DCS e stimolare il talamo con un elettrodo al tungsteno. Per ottenere risposte sinaptiche massimali nell'ACC, registrare 10-20 risposte e quindi calcolarne la media.Quindi, accendere il DCS e stimolare contemporaneamente il talamo. Valutare le variazioni di ampiezza della risposta del cingolo anteriore (ACC) evocata dalla stimolazione talamica durante il DCS. Spegnere ora il DCS, aggiungere 250 micromolar 48P e 5 micromolar bicucullina alla soluzione di perfusione, e attendere 2-3 ore.Se i farmaci hanno effetto sulla sezione cerebrale, la sezione dovrebbe produrre risposte epilettiche corticali. Successivamente, acquisire 10-20 risposte della corteccia cingolata anteriore e misurare l'ampiezza e la durata delle risposte epilettiche corticali evocate elettricamente. Poi, attivare la stimolazione continua diretta (DCS) e stimolare contemporaneamente il talamo.Valutare le variazioni nell'ampiezza e nella durata delle risposte corticali convulsive evocate durante l'applicazione della DCS. Successivamente, sostituire la soluzione di perfusione con ACSF fresco per eliminare i farmaci. Questa figura mostra diverse risposte evocate, che includono le risposte evocate dalla stimolazione talamica nell'ACC, l'attività di tipo convulsivo indotta da farmaci e l'attività di tipo convulsivo indotta sia dalla stimolazione talamica che dai farmaci.Questa figura mostra l'effetto di diverse orientazioni nella DCS, come ad esempio diverse orientazioni del campo elettrico, le risposte evocate dalla stimolazione talamica con DCS e l'effetto della DCS catodica sull'attività di tipo epilettico. In questa figura, si osserva che 15 minuti di DCS catodica inducono efficacemente una depressione a lungo termine e riducono le risposte evocate. La durata delle crisi è risultata significativamente ridotta dopo 15 minuti di DCS catodica rispetto all'assenza di applicazione di DCS.più velocemente, tecnicamente ciò può essere eseguito in quattro ore se effettuato correttamente. A seguito di questa procedura, possono essere svolte altre attività come la stimolazione magnetica transcranica, al fine di rispondere ad ulteriori domande, ad esempio fornendo approcci non invasivi per il controllo delle crisi resistenti. Dopo questo sviluppo, questa tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo della terapia non invasiva per esplorare trattamenti contro le crisi in modelli animali.Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come utilizzare la stimolazione elettrica per valutare l'attività simile a crisi epilettiche in fette cerebrali.

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Questo video delinea un protocollo per l'impianto di una sonda lineare in silicio multi-shank nel cervello del topo per misurare i potenziali di campo locali. La procedura prevede il fissaggio della sonda a un'unità stereotassica, il posizionamento accurato sulla regione cerebrale bersaglio, l'inserimento nel cervello e il fissaggio con cemento dentale. Dopo l'impianto, l'assemblaggio viene protetto con un involucro. Dopo il recupero, la configurazione consente di registrare i potenziali di...

Registrazione dell'attività elettrica cerebrale nei topi comportamentali utilizzando sonde lineari in silicio multi-shank

Questo protocollo prevede l'utilizzo di un array di microelettrodi (MEA) per registrare l'attività elettrica in una fetta di cervello esposta a un farmaco che induce convulsioni. La procedura include il posizionamento della fetta di cervello in una camera di registrazione MEA, l'applicazione di stimolazione elettrica per indurre convulsioni artificiali e l'analisi dei segnali risultanti.

Monitoraggio dell'attività elettrica neurale indotta da convulsioni in fette di cervello utilizzando array di microelettrodi

In questo video, vengono studiati gli effetti della stimolazione transcranica a corrente continua (tDCS) su fette di cervello contenenti le regioni della corteccia cingolata anteriore (ACC) e del talamo, utilizzando un array multi-elettrodo (MEA) per misurare i segnali elettrici. Erogando impulsi elettrici e infondendo farmaci che inducono convulsioni, lo studio indaga la risposta dell'ACC alle convulsioni.

Monitoraggio della corteccia cerebrale con un array multi-elettrodo in risposta agli agenti che inducono le convulsioni

Il video mostra uno studio per valutare l'impatto della stimolazione a corrente continua (MDD) sulle crisi epilettiche in fette di cervello di topo. Le fette di cervello contenenti le regioni collegate del talamo mediale (MT) e della corteccia cingolata anteriore (ACC) sono collocate in un array multielettrodo (MEA). Stimoli elettrici alla MT e farmaci che inducono le crisi epilettiche vengono applicati per indurre le crisi epilettiche nell'ACC. La MDD viene quindi applicata per valutare il suo...

Impatto della stimolazione a corrente continua sulle crisi epilettiche evocate nelle fette di cervello di topo

Questo video dimostra l'induzione di eventi ictali in fette corticali coronali da un topo transgenico che esprime canali cationici attivati dalla luce nei neuroni piramidali eccitatori corticali. La fetta viene posta in una camera di registrazione e un elettrodo di registrazione viene inserito nello strato corticale superficiale. Dopo la perfusione con un farmaco che induce convulsioni che blocca i canali del potassio, i neuroni diventano ipereccitabili e generano eventi ictali spontanei. Per...

Generazione di eventi ictali spontanei e on-demand in fette corticali cerebrali di topo

Siamo qui descritto come eseguire multi-elettrodo registrazioni matrice di tessuto corticale epilettica umana. Resezione del tessuto epilettico, preparazione e fetta di array multi-elettrodo di registrazioni di eventi interictali e ictali sono dimostrati in dettaglio.

Multi-elettrodi array registrazioni di umano Epileptic postoperatoria corticale del tessuto

Vi illustriamo come eseguire registrazione ed elettrica modulazione di attività epileptiform indotta da 4-aminopyridine in fettine di cervello del roditore utilizzando matrici microelettrodo. Una camera di registrazione personalizzata mantiene la vitalità del tessuto durante prolungate sessioni sperimentali. Live mapping di elettrodo e selezione di coppie stimolante sono eseguite da un'interfaccia di utente grafica personalizzata.

Registrazione e modulazione di attività Epileptiform in fettine di cervello del roditore accoppiate a matrici di microelettrodi

Modelli di sequestro acuta sono importanti per studiare i meccanismi alla base di eventi epileptiform. Inoltre, la capacità di generare eventi epileptiform su richiesta fornisce un metodo altamente efficiente per studiare l'esatta sequenza degli eventi alla base la loro iniziazione. Qui, descriviamo i modelli di sequestro corticale acuta 4-aminopiridina stabiliti nel tessuto umano e del mouse.

Iniziazione di generazione e On-Demand di attività Ictal acuta nel tessuto umano e del roditore

Il protocollo presentato descrive il trasporto e la preparazione del tessuto ippocampale umano resected con l'obiettivo finale di utilizzare fette cerebrali vitali come strumento di valutazione preclinica per potenziali sostanze antietiche.

Preparazione di fette acute di ippocampale umano per registrazioni elettrofisiologiche

Qui, descriviamo un protocollo per l'utilizzo di sistemi di array di microelettrodi ad alta densità di semiconduttori a ossido di metallo complementare (CMOS-HD-MEAs) per registrare l'attività simile a un sequestro da fette di cervello ex vivo .

Attività simile a una crisi epilettica di alta qualità da fette cerebrali acute utilizzando un sistema di array di microelettrodi ad alta densità a semiconduttore di ossido di metallo complementare

Impara a registrare l'attività simile a crisi nei preparati di fette cerebrali di topo utilizzando un array multi-elettrodo e la stimolazione diretta con corrente catodale. Questo metodo permette di valutare gli effetti terapeutici sulle crisi farmaco-resistenti.

Stimolazione diretta correnti e multi-elettrodo Array registrazione di sequestro simile attività nei topi cervello fetta di preparazione (Video) | JoVE Journal

Stimolazione diretta correnti e multi-elettrodo Array registrazione di sequestro simile attività nei topi cervello fetta di preparazione

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