慢性的な経頭蓋電気刺激およびラットの皮質内の記録

この手順の全体的な目標は、慢性経頭蓋刺激電極を作製して埋め込むための段階的なプロトコルを示すことです。この方法は、時間的に標的を絞った拡散経頭蓋電気刺激の長期的な影響など、神経刺激分野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、インプラントのサイズが小さいため、この方法を自由に動く動物の通常の電気生理学的光遺伝学的およびイメージング技術と組み合わせるのに適していることです。

この技術の意味は、大規模な脳ネットワークに迅速に影響を与えることができるため、てんかん、うつ病、およびその他の神経心理学的障害の治療に集中しています。刺激電極を作るには、長さ10センチメートルのミニチュアフックアップワイヤーを6本カットします。一方の端にあるクラッディングの2センチメートル、もう一方の端にあるクラッディングの1センチメートルを取り外します。

次に、2本のケーブルを撚り合わせ、短い方の剥がれた面をハンダ付けします。その後、SOT-353ケースを備えた集積回路の3つのテープパッケージのストリップを入手します。撚り線をパッケージの3つの穴に通します。

ワイヤーの剥がれた部分が長い方は、パッケージの空洞内にある必要があります。絶縁体の端が穴の端と揃うようにケーブルを配置します。次に、穴に歯科用セメントを塗布してワイヤーを固定します。

セメントが固まったら、パッケージを裏返して、穴に瞬間接着剤の薄い層を挿入し、多孔質セメントに向かって水タイプのシールを形成します。剥がれたワイヤーを接着しないでください。その後、剥がした短い方の方でケーブルを撚り合わせ、はんだ付けします。

細いピンセットの先端でワイヤーの長い剥がれた部分をつかみます。それらを転がし、空洞に巻き付けます。必要に応じて余分なケーブルを切断します。

記録用トリプレット電極を作るには、1cmの長さのステンレス管を高速回転鋸で切断します。鋭利な針でチューブの端からフィンを取り外し、チューブに破片がなく、完全に透過性があることを確認します。金メッキの基板スペーサーピンを最小3センチの長さで曲げると、J字型のホルダーになります。

J字型の長い方の脚をカットしてはんだ付けすると、元の形状に戻り、定位固定装置が保持する長い直線部分と、電極を保持して固定点となるU字型との間に取り外し可能な接合部を作ります。その後、チューブとJホルダーの短い脚を接着します。安定性のために、必要に応じて追加の1センチメートルの長いバーを接着します。

次に、長さ2.5センチの電極線をステンレス製の極細ハサミで3本カットします。それが明確で鋭いカットであり、電極ワイヤの円形表面で絶縁体が損傷していないことを確認してください。また、力が加わってカット先端が曲がっていないか確認してください。

各ワイヤーの一方の端を1mmまたは2mm異なる角度で曲げて、区別できるようにします。その後、チューブにワイヤーを充填し、実験用の電極の適切な間隔を選択します。適切なチャネル順序を維持するために、どのワイヤがどの深さに対応するかに注意してください。

ワイヤーが互いに並んでチューブと平行になったら、チューブの両端に液体瞬間接着剤を1滴鋭利な針で配置して電極ワイヤーを固定します。毛細管現象により接着剤がチューブに流れ込んでいるのに、突き出た端の記録部位に向かっていないことを確認してください。使用する記録系に対応した適切なマイクロコネクタを備えた電極インターフェースボードをご用意ください。

次に、ワイヤの曲がった端を、目的の記録チャネルに対応する電極インターフェースボードの穴に導入します。すべてのワイヤーが所定の位置にあるとき、ピンセットで金のピンを穴に押し込みます。この手順では、バリカンで動物の頭皮からほとんどの髪を取り除きます。

次に、脱毛クリームを頭皮に塗ります。表面に均等に広げ、数分待ちます。ヘラを使ってクリームと残りの髪をやさしく取り除きます。

消毒剤で皮膚を洗い流してください。1〜2%のリドカインを皮下に注入して皮膚を麻痺させます。.次に、各目に獣医軟膏を1滴塗ります。

額から首までメスで正中線に沿って徹底的かつ長い矢状切開を行います。その後、頭蓋骨から骨膜を含む組織を解剖します。次に、ノミまたは歯のピンセットを使用して、2つの側頭骨の深部の間の領域を清掃します。

4匹のブルドッグを使用して解剖した皮膚を引っ込めて、頭蓋骨を露出させたままにします。細いピンセットを側頭骨の急な端と筋肉の間にそっと置き、それらを分離します。筋肉に損傷を与えることなく、後頭骨の端から冠状縫合糸の平面まで、側頭骨の大きな表面をできるだけ露出させるように、揺れる動きをします。

その後、リトラクターをバイテンポラリーに配置して、側頭骨を露出させたままにします。頭蓋骨の表面を1〜2ミリリットルの3%過酸化水素ですすいでください。次に、1〜2ミリリットルの水で非常に慎重に洗い、側頭骨の表面を残して眼球棒で水分を拭き取ります。

次に、刺激電極が洗浄された垂直頭蓋骨表面にフィットするかどうかをテストします。刺激電極の上端は、側頭骨のクリスタの端と一直線に並んでいる必要があります。必要に応じて、ブルドッグとリトラクターを再調整するか、ハサミで刺激電極を成形します。

その後、刺激電極の空洞を導電性ゲルで満たします。そして、電極の縁に接着剤の薄い層を置きます。刺激電極を側頭骨の乾燥した表面に1回正確な動きで置き、細いピンセットで1分間しっかりと固定します。

接着剤に湿気が触れていないことを確認し、必要に応じて眼球スティックで拭き取ります。刺激電極が乾燥した側頭骨に均一に接着されていることを確認してください。水分をこまめに拭き取り、周囲の組織を慎重に引っ込めます。

必要に応じて支援を求めてください。その後、刺激電極の端に歯科用セメントを塗布し、組織の漏れた水分を眼球スティックで連続的に乾燥させます。刺激電極全体をセメントで覆います。

セメントが完全に固まったら、反対側でこれらの手順を繰り返します。その後、ネジの直径に比べて直径が10%小さいドリルヘッドを使用して、頭蓋骨全体にネジを固定するための穴を開けます。ミニチュアネジを穴に打ち込み、その上に歯科用セメントを塗布します。

その後、記録電極の埋め込みを続けます。コネクタをはんだ付けし、端で構造物に固定します。その後、露出した組織を消毒剤で十分に洗います。

1〜2%のリドカインを皮下注射します。.次に、創傷エッジを繁殖させるために、コネクタインプラントの周囲に単純な中断された縫合糸でそれらを囲みます。その後、傷口をポビドンヨードで消毒します。

ここでは、自然発作を発現するLong-Evansラットに適用された閉ループてんかん発作検出および介入システムの代表的な結果を示します。この列車は、スパイク放電と波放電と呼ばれる欠神てんかんの電気写真パターンの行動症状を示すことが知られています。ここに示されているのは、発作介入のLFPトレースであり、16週間の発作の中断における時間的標的刺激の安定したパフォーマンスを示しています。

これは、埋め込まれた刺激電極の堅牢性と信頼性を示しています。これらの結果を文脈に当てはめるために、電極の不適切なシーリングとセメントのために側頭骨と電極表面の間に二次組織が成長した中止された実験の記録を以下に示します。このビデオを見れば、経頭蓋刺激電極の埋め込み方法について十分に理解できるはずです。

この手順に続いて、刺激中にさまざまなモダリティを記録するために、記録電極や頭蓋窓の埋め込みなどの他の方法を実行できます。