Tecnica della finestra cranica cronica per registrazioni corticali ripetute durante l'anestesia nei suini

Questa ricerca mira a sviluppare un metodo scalabile e affidabile per le registrazioni corticali croniche nei suini, affrontando le sfide del guasto del dispositivo e delle risposte tissutali, migliorando le neuroscienze, la diagnostica e la ricerca. Per estrarre informazioni dal cervello per periodi prolungati, le tecnologie attuali si concentrano sulla creazione di un'interfaccia stabile e affidabile tra l'elettrodo e il cervello, garantendo segnali coerenti dalla stessa popolazione neurale. L'elettrocorticografia e le registrazioni intracraniche sono tipicamente utilizzate per registrazioni cerebrali prolungate.

Questi elettrodi rimangono nella stessa posizione, ma l'interfaccia tissutale dell'elettrodo cambia a causa delle risposte tissutali e del guasto del dispositivo. Per iniziare, identifica il punto bregma tracciando linee rette tra ciascun orecchio e l'occhio controlaterale. Il punto di bregma si trova all'intersezione di queste linee.

Praticare un'incisione leggermente laterale al punto di bregma con un bisturi. Utilizzando un cauterizzante, continuare l'incisione attraverso la pelle. Dopo aver posizionato il telo sterile, praticare l'incisione iniziale sul lato segnato nel derma con un bisturi.

Utilizzando un cauterizzante, continuare l'incisione attraverso la pelle. Dopo aver posizionato il divaricatore, sollevare la pelle con una pinza e tagliare il tessuto connettivo avascolare tra il periostio e il sottocute per fornire flessibilità per la sutura successiva. Posizionare un altro divaricatore per adattarsi alla maggiore flessibilità della pelle.

Praticare un foro di 10 millimetri di diametro frontale alla linea di sutura sagittale e laterale alla sutura della linea mediana utilizzando una punta da trapano arrotondata. Una volta che la dura madre diventa visibile, passare a una punta da trapano più piccola per ottenere la massima larghezza del foro a livello della dura dura. Ritaglia i bordi del foro usando i rongeurs.

Verificare che la finestra cranica si inserisca completamente nel foro praticato, raggiungendo il fondo senza spazi vuoti e determinare la profondità appropriata. Tenendo in posizione la finestra cranica, segnare le posizioni dei fori delle viti con un trapano a mano. Rimuovere la finestra cranica e praticare i fori contrassegnati a una profondità di almeno quattro millimetri.

Quindi riposizionare la finestra cranica. Dopo aver rimosso l'ago dal set per infusione a farfalla, misurare la profondità del foro della vite attraverso la finestra cranica utilizzando la farfalla smussata. Inserire e serrare una vite di lunghezza corrispondente nel foro.

Posizionare un connettore a U sotto la vite che perfora il cranio e tocca la dura. Inserire due aghi perpendicolari al decorso del nervo a circa due centimetri di distanza. Forare nuovamente la pelle, a circa tre centimetri di distanza dal punto di inserimento.

Passare i fili di Cooner attraverso gli aghi e rimuovere gli aghi, lasciando i fili parzialmente sotto la pelle. Dopo aver immerso l'elettrodo per microcorticografia nell'alcol, posizionarlo nell'headstage ZIF-Clip. Utilizzando un micro manipolatore e guidandolo delicatamente con un batuffolo di cotone, portare in posizione l'elettrodo per microelettrocorticografia.

Collegare i fili di terra dell'elettrodo alla vite di messa a terra utilizzando un connettore a coccodrillo. Posizionare una garza sterile sull'elettrodo per mantenere un contatto stabile con i tessuti. Gocciolare la soluzione salina della temperatura corporea sulla garza per evitare che il tessuto si secchi.

Quindi applicare la stimolazione elettrica al nervo ulnare attraverso il filo periferico per evocare piccoli movimenti nell'arto anteriore. Visualizza in anteprima i segnali cerebrali spontanei ed evocati. Posizionare il tappo della finestra cranica per chiudere la finestra cranica, assicurandosi che si adatti perfettamente alla finestra cranica e non richieda ulteriori fissaggi.

Posiziona una sacca di antibiotico sopra il tappo della finestra cranica. Chiudere la pelle per via sottocutanea utilizzando la tecnica del materasso verticale sepolto con singole suture riassorbibili posizionandole a una distanza compresa tra cinque e 10 millimetri. Legare le ultime tre suture dopo che tutte le suture sono state posizionate.

Successivamente, posizionare le suture intradermiche in modo continuo, iniziando da uno a due centimetri lateralmente al sito di incisione e scavando un tunnel sotto la pelle fino allo strato dermico, ma sotto la sua superficie. Fai un nodo all'estremità laterale per evitare irritazioni o allentamento della sutura. Quindi posizionare la sutura continua tra le suture sottocutanee fino a raggiungere l'altro lato dell'incisione.

Praticare una nuova incisione nel derma con un bisturi leggermente laterale alla linea mediana. Utilizzando un cauterizzante, continuare l'incisione attraverso la pelle. Quindi incidere il periostio in modo che l'impianto diventi visibile.

Infine, con delicati movimenti circolari con un batuffolo di cotone, rimuovere il tessuto connettivo dall'apertura fino a quando la dura madre non diventa visibile. Questa figura mostra la stabilità e la modulazione dei potenziali correlati agli eventi o ERP registrati in diversi punti temporali e in condizioni di stimolazione variabili. Gli ERP registrati in tre punti temporali hanno mostrato forme d'onda quasi identiche, dimostrando l'elevata riproducibilità della tecnica della finestra cranica nel tempo.

Le ampiezze di picco e la variabilità intercanale rimangono stabili tra le sessioni, indicando una qualità del segnale costante, mentre un leggero ritardo nella prima sessione riflette probabilmente i cambiamenti dello sviluppo. La stimolazione ad alta frequenza ha migliorato significativamente l'ampiezza del picco N1, confermando la sensibilità dell'ERP ai cambiamenti neuroplastici legati all'aumento della sensibilità al dolore. Questo approccio riduce i rischi associati agli impianti permanenti eliminando i guasti e le reazioni del dispositivo all'elettrodo.

Questo, a sua volta, aumenta la fedeltà di registrazione e si traduce in registrazioni altamente affidabili. Questo metodo riduce anche i costi di ricerca e migliora il benessere degli animali. Può essere ulteriormente implementato in altre specie o per accedere ad altre aree cerebrali.