鍼治療によりラットとマウスにおけるてんかんElectrocorticograms（ECoGs）の操作とスリープ

この手順の全体的な目標は、てんかん、睡眠、および動物モデルにおける鍼治療の効果を評価することです。この方法は、てんかんの確立方法、睡眠の分析方法、小動物モデルでの鍼治療の実施方法に関する神経科学分野の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、その学期の外側皮質電極と外側筋萬形図電極を、定位固定装置手術によって迅速かつ容易に移植できることです。

この手順を実演するのは、私の研究室の大学院生であるYi-Jou Wuです。つま先をつまむことに対する反応の欠如によって鎮静の適切な深さを確認した後、最初のグループの6〜8週齢の250〜350グラムのSpregg Dollyラットに眼軟膏を塗布します。.バリカンを使用して、頭蓋骨の上部から髪の毛を取り除きます。

ポビドンヨード溶液と75%エタノールを順番に塗布して皮膚を消毒し、続いて抗生物質を注射して感染を防ぎます。次に、動物を定位固定装置に取り付け、イヤーバーを耳道に挿入します。メスを使用して、耳の間の頭蓋骨に沿って約2センチメートルの正中線尾側切開を行います。

次に、止血器を使用して皮膚のフラップをクリップし、頭蓋骨を露出させ、メスを使用して組織を取り除きます。頭蓋骨がきれいになったら、回転工具を使用して、露出した骨の左右の半球の両方で、前頭葉、頭頂葉、後頭葉、および小脳に直径約0.7ミリメートルの8つの穴を開けます。次に、焦点てんかんを検出するために、8つの皮質電図電極を穴にねじ込みます。

ラットの別のグループでは、3つの穴を開け、最初のグループと同じ座標で皮質の右前頭葉と頭頂葉に2つのスクリュー脳波電極を配置します。次に、3番目の脳波電極を左小脳の上に配置して、動物を接地し、信号アーチファクトを減らします。首の皮膚と筋肉を分離し、2つの筋電図電極を首の筋肉に挿入します。

頭蓋骨に別の穴を開け、マイクロインジェクションガイドカニューレを扁桃体の左中央核に挿入します。次に、頭蓋骨に1.6ミリメートルの穴を開け、頭頂葉の表面にキャリブレーションされた30キロボルトのサーモスターを挿入して、皮質の温度を監視します。絶縁された皮質電位と筋電図電極を台座に通します。

デンタルアクリルを使用して台座をセメントで固定し、カニューレを頭蓋骨に導き、サーモスターをテザーに接続します。次に、切開部をポリスポリンで局所的に治療して感染を防ぎ、手術後1週間はイブプロフィンとペニシリンGを補給した水を動物に投与します。限局性側頭葉てんかんを誘発するには、マイクロインジェクションポンプを使用して、注射ガイドカニューレを通じて扁桃体の左中央核に0.5マイクロリットルのピロカルピンを毎分0.2マイクロリットルで投与します。.

再発性てんかん重積を伴う全身性てんかんを誘発するには、1キログラムあたり300ミリグラムのピロカルピンIPを注射します。.鍼治療の場合は、まず手動でツボを特定します。たとえば、フェンチーのツボは、首の耳の間の後正中線から3ミリメートル離れた場所にあります。目的のツボで皮膚インピーダンスが低いことを確認した後、2ミリメートルの深さでツボにステンレス鋼の針を挿入します。

次に、機能的な電気刺激装置を使用して、針を通して1ミリアンペアの強度で150ミリ秒のバイファシックパルスの10ヘルツ列をツボに送達します。ここでは、左半球の頭頂葉上の皮質電図電極から取得した主なてんかん様皮質電脳波図が示されています。ピロカルピン投与後、残りの皮質電図電極からまれなてんかん活動がピックアップされ、焦点側頭葉てんかん誘導が成功したことを示しています。

5分以内に、行動に対する深刻なコリン作動性の影響が発生し、徐々に重症度が増し、皮質電図の全身性発作が発生し、続いててんかん重積状態イベントが発生します。最初のペンチレンテトラゾール注射後の暗期、または注射の休日の2回目の暗期から5回目のペンチレンテトラゾール注射までの暗期には、自然発生的および再発性の全身性てんかんとともに、てんかん様皮質電位図は観察されません。.覚醒は、高振幅の筋電図と豊富な自発運動活動を示し、警戒状態が非レム睡眠またはレム睡眠から覚醒に移行するにつれて皮質温度が徐々に上昇します。

ノンレム睡眠は、高振幅と低周波数の同期皮質電図、筋電図の振幅が徐々に低下し、自発運動活動がないこと、および警戒状態が覚醒状態からノンレム睡眠に移行するにつれて皮質温度が低下することを特徴としています。レム睡眠中、皮質電図波は同期解除され、振幅が減少します。主なエレクトロエンカファログラムの電力密度は、シータ周波数内で発生します。

筋電図の活動が最も低く、位相体のけいれんが観察され、皮質温度が急速に上昇します。両側の鳳智経穴に100ヘルツの電気鍼治療を投与すると、ピロカルピン誘発性てんかん様皮質電脳波が悪化し、10ヘルツの電気鍼治療がてんかん様電気皮質図を抑制します。また、扁桃体の左中枢核へのピロカルピン投与は、12時間の明暗サイクルの明期におけるノンレム睡眠も抑制します。

100ヘルツの電気鍼治療は、ピロカルピン誘発性のノンレム睡眠の抑制をさらに悪化させます。対照的に、両側の鳳智ツボへの10ヘルツの電気鍼治療は、暗期のノンレム睡眠自体を増加させ、明かりの期間中のピロカルピン誘発性のノンレム睡眠の減少をブロックします。このテクニックは、一度習得すれば、適切に実行すれば1時間半で完了することができます。

この手順を試みる前に、定位固定装置のスキルを熟練するまで練習することが重要です。その開発後、この技術は、神経科学の分野の研究者がてんかんや睡眠障害における鍼治療の影響を探求する道を開きます。このビデオを見れば、脳波電極や筋電図電極の外科的埋め込み方法、ガイドカニューレ、睡眠パターンや脳活動に対する鍼治療のその他の影響を評価するための学期について、よく理解できるはずです。