覚醒ラットに移植し、無線電図の記録と視覚誘発電位

この手順の全体的な目標は、ワイヤレステレメトリプローブの外科的移植後に意識のあるERGおよびVEP信号を測定することです。この技術は、健康な状態と病気の状態の両方で全身麻酔の制限なしにニューロンがどのように振る舞うかなど、神経科学分野の領域における重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、意識のある動物の網膜と視覚野の電気生理学を同時に記録できることです。

この手順を開始するには、顕微鏡下で電極を準備します。これを行うには、先端が細いペンチ2本を備えた2本のより線のステンレス鋼電極をほどきます。ステンレス鋼のストランドの1つを先端から約1センチメートルのところでトリミングし、リング電極を成形するための1本の長い直線ストランドを残します。

次に、1本のステンレス鋼のストランドを折り返し、ねじって電極の先端に滑らかなリングを形成します。次に、ループの基部をねじって、ポイント2からポイント5ミリメートルの直径の円を形成することにより、ERGアクティブ電極を成形します。2つのERG非アクティブ電極と1つのVEP非アクティブ電極の場合、ループの直径を8ミリメートルにします。

この例では、1つのアクティブERGと3つの非アクティブ電極を準備します。その後、円形のVEPアクティブ電極をステンレス鋼のネジに引っ掛けて、電極がネジの頭に当たるようにします。次に、3つの非アクティブな電極を2番目のステンレス鋼ネジに引っ掛けます。

接地電極は腹腔に直接入り、先端にループを作る必要はありません。麻酔をかけた動物の手術部位を剃って消毒した後、手術用メスで耳の間の正中線に沿って頭部に10ミリメートルの切開を行います。次に、胸骨の下の正中線に沿って、皮膚層を通じて腹部に5ミリメートルの切開を行います。

その後、腹部切開部から頭部切開部まで、直径5mmのカニューレを皮下でトンネルします。タンスミッターの電極ワイヤーを腹部からカニューレを通して頭部に送ります。参照電極は送信機ベースに置いておきます。

次に、すべての電極チップを無菌ガーゼで覆います。次に、ラットの頭を定位固定装置に固定します。手術用ハサミで額の切開部を30ミリメートルに伸ばします。

次に、2つの縫合糸で皮膚を引っ込めて手術部位を露出させます。頭蓋骨の上にある骨膜をこすり落とし、ブレグマ、ラムダ、正中線の縫合糸を露出させます。続いて、VEPアクティブおよびERG、VEP非アクティブ定位固定装置座標で頭蓋骨に2つの穴を開けます。

アクティブ電極と非アクティブ電極をステンレス鋼のネジで頭蓋骨に約1ミリメートルの深さで取り付けます。ERGアクティブ電極を埋め込むには、縫合糸を使用して上眼瞼を一時的に引っ込めます。次に、16〜21ゲージのカニューレを目の後ろから上結膜円蓋を通って額まで皮下に挿入します。

その後、ガイド針を取り外します。次に、額から目に向かってプラスチックカテーテルを通して能動電極を送ります。次に、プラスチックカテーテルを取り外します。

電極がトンネルに戻るのを防ぐために、電極ループに通された一時的な縫合糸を使用します。その後、辺縁部の1mm後ろの上結膜に5mmの切開を行います。鈍的解剖を使用して、下にある強膜を露出させます。

次に、強膜の厚さの半分で輪部のすぐ後ろに縫合糸を埋め込み、眼球に穴を開けないように注意してください。その後、ERGアクティブ電極から一時的な縫合糸を取り外します。ERGアクティブ電極を3つの連続した結び目で半分の強膜厚縫合糸に固定し、電極の先端が辺縁部の近くに位置して、良好な信号対雑音比を確保します。

必要に応じて、余分な電極リードを引き戻して、アクティブ電極が角膜に衝突しないようにします。次に、1〜2本の断続縫合糸を使用して結膜フラップを閉じ、ERG電極を完全に覆います。その後、まぶたの引き込み縫合糸を取り外します。

反対側の目についても手順を繰り返します。次に、頭蓋骨にシアノアクリレートジェルを塗布して、すべてのステンレス鋼のネジと電極線を固定します。ERGアクティブ電極を固定する前に、しっかりと引っ張られていないことを確認して、眼球運動を可能にします。

次に、中断された縫合糸を使用して切開部を閉じます。次に、げっ歯類を回転させて腹部を露出させます。腹部の真皮切開部を手術用ハサミでalba線に沿って40mmまで延長します。

その後、内側の筋肉壁に35ミリメートルの切開を行い、内側の腹腔を露出させます。2つの縫合糸を使用して、送信機本体を動物の右側の内腹壁に取り付け、肝臓に接触しないようにします。接地電極を2つの縫合糸でループに固定して折り畳み、他の電極リード線と一緒に腹腔内に自由に浮かせて配置します。

その後、連続縫合糸を使用して腹膜を閉じます。次に、中断された縫合糸を使用して皮膚の切開を閉じます。暗順応信号を記録するために、動物は12時間暗順応され、すべての手順は薄暗い赤色光の補助を受けて暗い部屋で事前に行われます。

説明のために、ここでは通常の部屋の照明条件下で録音が行われます。記録する前に、ラットの角膜に局所麻酔と拡張点眼薬を塗布します。次に、意識のある動物をカスタムメイドの透明な拘束具に導きます。

ネズミをガンツフェルドボウルの前に置き、目をボウルの開口部に合わせます。留置送信機から5cm以内に磁石を通して電源を入れます。受信機ベースのLEDステータスライトを確認して、送信機がオンになっていることを確認します。

レシーバーパッドであるファラデーケージを閉じて、信号対雑音比を改善します。次に、さまざまな光エネルギーで信号を収集します。この図は、手術後7日目の意識のあるラットのERG波形を示しています。

ERG応答は、刺激エネルギーの範囲に対して記録され、下部に薄暗い閃光に対する応答、上部に最も明るい閃光に対する応答が示されました。手術後28日目には、これらの波形は7日目と同様のままでした。4週間以上にわたって、光受容体の振幅と感度に有意な時間的影響はなかった。

ロッドバイポーラセルの振幅と感度。コーンバイポーラセルの振幅。そして、暗黙の時間。

同様に、VEP波形は手術後7日と28日で同等であるように見えます。振幅とタイミングのパラメータは、大きな時間的影響を示していません。これらの結果は、堅牢なERGおよびVEP信号の安定性を示しました。

一度習得すると、技術の外科的要素は1時間半から2時間で完了します。意識的な記録コンポーネントは、適切に準備されていれば、45分で完了することができます。この手順に続いて、薬理学的または疾患操作などの他の方法も事前に行うことができます。

これにより、創薬やクロニクルの縦断的実験における追加の疑問に答えることができます。さらに、この手順は、必要に応じて他の動物でも行うことができます。このビデオを見れば、意識のあるERGおよびVEPテレメトリー信号を外科的に移植し、その後測定する方法を十分に理解できるはずです。