発作誘発剤に応答した多電極アレイによる脳皮質のモニタリング

Abstract

出典:Lu, H. C., et al. マウス脳スライス調製における発作様活性の直流刺激と多電極アレイ記録. J. Vis. Exp. (2016).

このビデオでは、前帯状皮質(ACC)と視床領域を含む脳切片に対する経頭蓋直流刺激(tDCS)の影響を調査し、電気信号を測定するための多電極アレイ(MEA)を使用しています。この研究では、電気パルスを送達し、発作誘発薬を注入することにより、発作に対するACCの反応を調査しています。

Protocol

動物サンプルを含むすべての手順は、適切な動物倫理審査委員会によって審査され、承認されています。

1. MEA(Multielectrode Array)記録のための実験液と装置の準備

1. 人工脳脊髄液(aCSF;124 mM NaCl、4.4 mM KCl、1 mM NaH₂PO₃、2 mM MgSO₄、2 mM CaCl₂、25 mM NaHCO₃、および10 mMグルコース、95%O₂および5%_CO2で泡立った)を調製します。
2. 6 x 10 planar MEA と 8 x 8 MEA の 2 種類の MEA プローブを使用します。前者のプローブは、皮質、線条体、視床を構成する領域をカバーしています。後者のプローブは皮質領域のみをカバーします。
3. バンドパスフィルタを0.1Hz〜3kHzに設定した60チャンネルアンプを1,200アンプで使用します。10 kHzのサンプリングレートでデータを集録します。
4. DCS(直流刺激)用のMEAチャンバー内に2本のAgClコーティングされた銀線を配置します。次に、AgClでコーティングされた銀線を使用して、孤立した刺激装置によって生成された電界を生成します。

Results

図 1: 視床形成膜スライスとMEA記録システムのセットアップの準備。(A)MT-ACCスライス手順、(a)脳を取り出し、(b)酸素化されたaCSFを冷却に移します。(c)正中線から2つの傍矢状に切り込みを入れます。(d)脳ブロックの内側部分の側面図。(e)脳ブロックの腹側に2つの角度をつけて切り込みを入れます。(f)ブレインブロックを角度のついたプラスチックプレートに接着します。(g)背側に切り込みを入れ、脳ブロックを広げます。(h)脳ブロックをビブラトームで接着します。(i)脳ブロックからスライスを収集します。(B)MEA録音システムのセットアップ。(C)MEA記録エリア。(a) MEA プローブ。(b)MEA回路。(c)脳スライスのACCは、電極プローブの上に配向されていた。

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Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
イソフルラン	ハロカーボンプロダクツ株式会社	NDCの12164-002-25	4%
aCSF(合計:1 L):
D(+)-グルコース	メルク	1.08337.1000	10 mM
炭酸水素ナトリウム	メルク	1.06329.0500	25メートル
塩化ナトリウム	メルク	1.06404.1000	124 mM
(+)-L-アスコルビン酸ナトリウム、>=98%	シグマ	A4034-100Gの	0.15 g/2 cc(約2 c.c.)
硫酸マグネシウム、無水、ReagentPlus	シグマ	M7506-500G	2 mM
塩化カルシウム二水和物	メルク	1.02382.1000	2 mM
リン酸二水素ナトリウム一水和物	メルク	1.06346.1000	1 mM
塩化カリウム	メイ&ベイカー株式会社、ダゲナム、イングランド	MS 7616	4.4メートル
(+)-バイキュクリン	トクリス	130	5 μM in aCSF
4-アミノピリジン	トクリス	940	250 μM の aCSF
ビブラトーム	ビブラトーム	1000系	500 μmの厚さのスライスにブロックスライス
多電極アレイ(MEA)プローブ:6 x 10平面MEA	マルチチャンネルシステム	60MEA500/30iR-TI-PR MEAS 6x10	電極径、30 μm、電極間隔、500 μm、インピーダンス、200 Hzで50 kΩ
多電極アレイ(MEA)プローブ:8 x 8 MEA	アヤンダバイオシステムズ	60MEA200/10iR-Ti-PR MEAS 8x8	ピラミッド型電極、直径40μm、先端高さ50μm、電極間隔200μm、インピーダンス1,000kΩ(200Hz)
60チャンネルのアンプを使用し、バンドパスフィルタを0.1Hz〜3KHzに設定、1,200倍の増幅率で使用しました	マルチチャンネルシステム	MEA-1060-BC
10KHzのサンプリングレートのMC Rackソフトウェア	マルチチャンネルシステム		データ収集と記録のためのソフトウェア
・パルス発生器の制御	マルチチャンネルシステム	STG 1002
スライスアンカーキットとホールドダウン	ワーナー・インストゥルメンツ	SHD-26H/10;ウィスコンシン64-0250
蠕動ポンプ-ミニパルス3	ギルソム	MINIPULS3	灌流速度:8 ml /分
絶縁刺激装置	A-Mシステムズ	モデル2100	強度±350μA、持続時間200μsec
タングステン電極	A-Mシステムズ	575300	thalamusに置かれる