ラットモデルにおける海馬ニューロン活動に対する脳深部刺激の影響

要約

出典: Selvakumar, T., et al., Analysis of gene expression changes in the rat Hippocampus after Deep Brain Stimulation of the Anterior Thalamic Nucleus.J. Vis. Exp.(2015年)

このビデオでは、ラットの脳に電極を埋め込んで脳深部刺激 (DBS) を適用する手順を示し、ニューロンの活動を調節し、海馬とのコミュニケーションを強化し、ニューロンの生存と神経新生をサポートします。

プロトコル

動物モデルを含むすべての手順は、地元の施設動物管理委員会とJoVE獣医審査委員会によって審査されています。

1. 脳深部刺激療法 (DBS) 手術

1. ケタミン/キシラジン混合物を動物に腹腔内に注射し、手術面に達したことを確認します (つま先ピンチ反射、呼吸数の深さ、呼吸の規則性をチェックします)。切開する頭皮の領域から毛を取り除き、ベタジンとアルコールまたは滅菌生理食塩水のいずれかを交互に3回スクラブして頭皮を消毒します。動物を定位フレームに固定して配置します。
2. 循環温水パッドを使用して、動物の体温を最適なレベルに維持します。動物の目を過度の乾燥から守るために、目の潤滑剤を塗布します。
3. ATN(視床前核)をターゲットにするには、前後方-1.6 mm、中外側1.5 mm、背腹腹5.2 mmの定位座標を使用します。頭皮を矢状に切開して頭蓋骨を明らかにします。一対のリトラクターを使用して、切開した頭皮を固定して頭蓋骨を露出させます。滅菌生理食塩水を使用して切開部を洗い流します。切開部が濡れすぎている場合は、滅菌綿棒を使用して乾かしてください。ブレグマを見つけて、黒いマーカーでマークします。バリ穴の位置をガイドするには、矢状縫合糸から両側の約1.5 mm内側、冠状縫合糸の後方1.6 mmにさらに2つのマークを付けます。
4. 手持ちドリルを使用してバリ穴を開けます。バリ穴の先端をエタノールで滅菌して滅菌してください。穴あけするときは、ドリルを頭蓋骨表面に対して約45°の角度で保持します。バリ穴の位置で過度の熱がかからないように、2 つのバリ穴を頻繁に切り替えてください。
5. 硬膜が露出するまで穴あけを続けます。先端が「L」字型に曲がった針を使用して、電極の挿入を妨げる骨折した骨片を取り除きます。曲がった針を使用して骨片を取り除くときは、下にある硬膜や脳組織を損傷しないように注意してください。
   注:鈍い針または細い鈍い鉗子を使用することもできます。
6. 二電極アセンブリを定位フレームの回転ハンドルに固定し、ハンドルを90°の角度で固定します。定位フレームの調整を使用して、左の電極をブレグマの真上に配置します。
7. 中外側位置決めのための定位調整を使用して、左電極を前胆の左側に 1.5 mm 正確に移動させ、冠状縫合糸に沿って完全に整列するが、前胆から内側に 1.5 mm 間隔をあけた 2 つの電極が存在するようにします。
8. 前後定位調整を使用して、電極を冠状縫合糸の 1.6 mm 後方に移動します。
9. 背腹側調整を使用して電極を下げ、まずバリ穴の粗いエッジに触れずに電極を簡単に挿入できるように、バリ穴が正しい位置に作られているかどうかを確認します。その場合は、頭蓋骨の表面から5.2 mmの深さまで電極を挿入します。
10. リードを介して電極を、130 Hz、2.5 V、および90 μsecのパルス幅に設定された刺激装置に接続します。
11. 1時間(または実験セットアップに従って希望の時間)高周波刺激を与えます。シミュレーションの過程で、つま先のつまみに反応して足が引っ張っていないかどうかをチェックして、適切な麻酔深さを定期的に確保することを忘れないでください。麻酔を誘発するために使用される初期用量の約半分で麻酔を補います。麻酔の深さを確認するときは滅菌手袋の汚染を避け、必要に応じて交換してください。実験的ニーズに基づいて片側または両側の刺激を実行します。低周波刺激 (10 Hz など) や刺激されていない動物 (その後の刺激なしで電極を挿入する) などのコントロールを含めます。

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
定位フレーム	Kopf Instruments	Model 900
ドリル	Dremmel	7700、7.2 V
メス	BD	372610
ケタミン	パターソン獣医	07-803-6637	スケジュール III 規制薬物、施設規則に従った調達、使用、保管
キシラジン	・パターソン獣医	07-808-1947
ブプレノルフィン	・パターソン獣医	07-850-2280	スケジュール III 規制薬物、施設規則に従った調達、使用、保管
外科用ステープル	ConMed Corporation	8035
縫合糸 (3-0)	ハーバード	72-3333
シリンジ (1 ml, 29 1/2 g)	BD	329464	滅菌、腹腔内麻酔投与用
器 (3 ml, 25 G)	BD	309570	滅菌、鎮痛用 皮下投与用
	BD	305761	滅菌、バリ穴から骨折した骨片を取り除くための使用
エタノール	フィッシャーサイエンティフィ	S25309B	一般的な滅菌に使用
目の潤滑剤	フィッシャーサイエンティフィック	19-898-350
刺激装置	メドトロニック	モデル 3628
DBS 電極	ローズメディカルインツルメンツ、カリフォルニア州	SNEX100x-100mm	電極はプラチナです。同心円状およびバイポーラ
タジン(ポビドンヨード)	PDI	S23125	使い捨て綿棒、切開前の頭皮滅菌に使用

装置 注射 針 ック ベ