微小電極は、長期的な脳深部刺激のためのラットの視床下核に電極の移植ガイド付き

この手順の全体的な目標は、ラットの視床下核へのマイクロ電極の記録誘導移植を行い、その後、この核を長期間刺激することです。これは、最初に露出した頭蓋骨に電極穴を開けることによって達成されます。2番目のステップは、電極を電極穴から脳に進め、同時にSTNの特定の活動が検出可能になるまで脳のさまざまな領域の電気的活動を記録することです。

次に、電極シャンクの周囲にデンタルセメントを塗布して電極を固定し、電極ピンにヘッドプラグを取り付けます。最後のステップは、プラグを歯科用セメントで固定し、刺激装置につながるワイヤーに接続することです。最終的に、採取した脳を8ミクロンの厚さにカットし、ヘマット、トイン、エオインで染色して、電極の先端が視床下核に配置されていることを示します。

この技術の主な利点は、盲検電極移植のような既存の方法よりも、マイクロ電極の誘導移植の記録が高精度で視床下核を標的にすることを改善することです 動物実験は、ブルク大学と法的な州当局によって承認され、実験的脳卒中研究の研究のための推奨事項に従って行われました 生体内実験の現在の動物研究報告。ガイドラインは、毎分2リットルの空気と3.5%のイソフッ素で供給される誘導室でラットを麻酔することから始まります。消毒液を染み込ませた綿棒で剃った部分を綿棒で拭きます。

抜け毛を取り除くには、ノーズコーンへの気流を切り替え、麻酔を1分あたり1リットルの流量で供給される2.5%のイソフッ素に調整します。ラットをノーズコーンに置き、脳定位固定装置フレームに置きます。指間領域をつまんで麻酔のレベルを確認します。

ラットが十分に麻酔されていれば、防御反射は廃止されます。麻酔下での乾燥を防ぐために、目に獣医軟膏を塗ります。ラットの体温を摂氏37度に監視および維持します。

剃毛部の中央に0.2ミリリットルのメピバカインを皮下注射して手術部位に麻酔をかけ、この時点から無菌性を確保します。メスを使用して、耳の間から始まり、約2センチ前方に伸びる正中線切開を行います。骨膜も切開されていることを確認してから、4つのクランプで頭蓋骨を露出させます。

綿棒を使用して、冠状縫合糸と矢状縫合糸が露出するまで骨膜をそっと取り外します。脱脂綿で血を止めます。針をプローブホルダーに固定し、針の先端に黒いフェルトペンで印を付けます。

前方、後方、正中線、外側、背側、腹側ドライブスクリューを使用。針の先端をbgmaの真上に置きます。APとMLのベニヤのスケールの測定値を取ります。

AP の読み取り値から 3.6 mm を、ML の読み取り値から 2.5 mm を差し引いて、正しい STN に電極を埋め込みます。針の先端を頭蓋骨の表面まで下げて、フェルトペンの染料で注射部位に印を付け、デンタルドリルを脳定位固定装置の大きなプローブホルダーに固定します。デンタルドリルを頭蓋骨のマークされたポイントに移動し、顕微鏡を覗きながら、硬膜が見えるまで頭蓋骨に直径約1ミリメートルの穴を開けます。

これが電極の穴です。硬膜は電極の先端を破壊するほど硬いため、マイクロダイセクション鉗子または滅菌針を使用して硬膜を引っ込めます。各前頭汐上皮と電極用の穴の反対側の頭頂汐角に歯科用ドリルで穴を開けます。

その後、各頭頂間扁平上に穴を開けます。5つの穴のそれぞれに骨ネジをねじ込みます。ネジを深くねじ込みすぎると、脳に圧力がかかるので避けてください。

巻数はネジのピッチによって異なります。ここでは、各ネジを2〜3回転させます。プローブホルダーを脳定位固定装置から外し、cl マイクロマニピュレーターの電極でプローブホルダーを固定します。

AP MLおよびDVドライブネジを使用して、先端がBreg maにほぼ接触するまで、プローブホルダーを電極と一緒に動かします。breg maでのAP MLおよびDVベニヤスケールの測定値に注意してください。次に、電極を数ミリメートル持ち上げて、移動中に電極が頭蓋骨をこすらないようにします。

電極を穴に挿入する必要がある位置の座標を決定するには、APの読み取り値に3.6ミリメートルを追加し、MLの読み取り値に2.5ミリメートルを追加します。APおよびMLドライブスクリューを使用して、電極を計算された位置に移動します。この時点で、電極の先端はドリルで開けられた電極穴の真上に配置する必要があります。

次に、顕微鏡を覗きながら、電極を硬膜のレベルまで下げます。これは DV 方向で 0 であることに注意してください。次に、電極の先端を脳にそっと挿入します。

顕微鏡を覗きながら、電極ピンを記録システムのコネクタに接続します。定位固定装置を部屋のカウンターポイズで接地します。次に、ファラデーケージの代わりに、定位固定装置のラットにファラデーケージ

また、ファラデーケージと同じ効果を持つアルミホイルも、ここに示すように使用することができます。可能な場合は、録音システムを起動します。スピーカーを使用して、電極を進めながら単一ユニットの放電の音響信号を取得します。

電極の進行中の電気的活動を記録しながら、電極を脳にゆっくりと挿入します。記録中は、麻酔の低い動物がより明確な電気的脳活動を示すため、麻酔をできるだけ0.8〜1%に減らします。STNの特定の電気的活動は、通常、硬膜から7.5〜8.1ミリメートルの深さで検出できます。

STNにおけるニューロンの典型的な活動は、不規則な発火パターンと高い発火率によって特徴付けられます。次に、電極を下げるときに頭蓋骨の表面で変位した血液や脳脊髄液を綿棒で拭き取り、少量の歯科用セメントを混ぜてから、小さなヘラを使用して電極の周りと5本のネジのうち4本の周りに塗布します。歯科用セメントが硬化したら、電極ピンを記録システムの電極ホルダーとコネクタから外します。

次に、歯科用セメントで固定されていなかった5本目のネジを緩めます。プラグを電極ピンに取り付け、プラグのアース線を4本目のネジで固定します。セメントが濃くなるにつれて、プラグの周りに歯科用セメントを塗布します。

プラグの周りに成形してキャップを形成します。動物に害を及ぼす可能性のある歯科用セメントの鋭いエッジを避け、硬化中にそれらを取り除きます。創傷縁を創面切除し、キャップの後ろと前面で縫合糸で閉じ、創傷縁を消毒します。

ヘッドプラグをスイベルに固定されているワイヤーに接続します。次に、ラットを定位固定装置から取り外し、適切な術後鎮痛剤を投与します。1キログラムあたり12.5ミリグラム。

ここではトラマドールが使用されています。ラットをサーマルサポート付きの清潔なケージに入れ、このケージにスイベルを固定します。動物の回復を観察します。

この画像は、移植後14日で屠殺した動物のヘマット、トイン、エオインで染色した厚さ8ミクロンの切片と、電極の先端が位置する位置を視覚化するための連続刺激を示しています。STN は実線で囲まれています。14日間の刺激期間中に電極先端が位置していた場所に小さな病変が見られます。

電極の貫通管が見えないことは注目に値し、電極が周囲の組織を破壊しないことを示しています。この画像は、同じ領域を高倍率で示しています。電極先端に対する脳組織の反応により、病変の周囲に少数の炎症細胞が検出されました。

一度マスターすると、このテクニックは適切に実行されれば1時間半で行うことができます。