共通マーモセットにおけるマイクロ電極アレイの移植のための立体外科手術(カリスリックス・ジャカス)

この手順の全体的な目標は、自由に振る舞うマーモセットにおける慢性電気生理学的記録のための微小電極アレイの移植に関与する外科的ステップを概説することである。マーモセットは、神経科学の研究でますます使用されている小さな霊長類です。これらの動物はげっ歯類の実用的でロジスティックな利点の多くを共有しています。

若い年齢での双子と高い胎児性に対する彼らの傾向は、大規模で遺伝的に類似したコホートへの準備ができていることを意味します。さらに、その小さなボディサイズは、それらを簡単かつ比較的安価に世話をします。霊長類として、マーモセットはげっ歯類のそれよりも人間にはるかに似た中枢神経系を有する。

これには、高度に発達した前頭前野および視覚システムが含まれる。しかし、マーモセットが他の多くの種の霊長類に対して持っている利点は、それらを遺伝的に改変する進歩である。深い配列配列ゲノムと創業者のノックインとノックアウト動物を生成する成功により、マーモセットが健康と病気の脳機能を研究するための強力なモデルになる準備ができていることは明らかです。

脳機能を研究するための一般的な方法は、解剖学的に特定の場所に電極を埋め込む必要があります。これにより、目を覚まし、自由に振る舞う動物の異なる標的領域の神経活動を慢性的に記録することができます。手術前に、すべてのインプラントおよびガイドの経口ゼロ座標を決定する。

これを行うには、電極ホルダーに埋め込まれる各電極アレイを取り付け、1本のマイクロワイヤを経口ゼロに設定します。ここがイヤーバーが出会う場所です。必要に応じて、追加の電極アレイとホルダーに対してこれを繰り返します。

さらに、ステレオタックシックプローブホルダーに同様に取り付けられた24ゲージ針でこれを繰り返します。電気生理学的アレイの場合、使用される他のすべてのネジに接地線をはんだ付けする必要があります。最後に、手術の準備として、すべての器具、装置、および使い捨て物を整理し、滅菌します。

手術当日は、動物が麻酔を開始する前に6時間食べていないことを保証します。アトロピンとケタミンは、連続した筋肉内注射によって麻酔を誘発するために使用されます。次に、理髪店のバリカンを使用して動物の頭を剃ります。

手術中に動物を挿管することが重要です。私たちの好ましい方法は、それがsupine位置にある間、我々は動物のイヌの後ろに挿入する外科テーブルに弾性バンドを取り付けることを含む。次に綿製の先端プローブを使用して、マーモセットの舌を綿棒で乾燥させ、片手で握ります。

これにより、技術者は片手で口と気道を開きます。気管チューブを挿入した後、人工人工換気装置を毎分40呼吸に設定して麻酔アセンブリに取り付けます。必要に応じて、チューブとアセンブリをテープで固定します。

マーモセットが位置を起こしやすいので、動物の頭をステレオタックスフレームに固定します。これを行うには、まず、右耳棒の先端を動物の右耳道に挿入します。左耳道に左耳棒が続きます。

次に、前/後面が中央に配置されている間、水平面がフレームと平行になるようにヘッドを水平にする必要があります。これは、等間隔で固定されたイヤーバーの測定値を使用して、まず動物の頭部を中央に配置することによって達成されます。その後、マウスピースは動物の口に挿入され、動物のパレットに触れるまで調整され、軌道バーは軌道骨の下余白に触れるだけです。

水平面は、軌道骨の下余白と外部聴覚メディウスの中心を通過する平面と定義するので、進行する前に、軌道骨の下面が耳棒の中心に水平に整列するようにする必要があります。手順の間、すべてのバイタルサインを維持することが重要です。したがって、心拍数と酸素飽和度が許容範囲内であることを確認するために、ポータブルパルスオキシメーターをマーモセットの手に接続する必要があります。

さらに、37度の摂熱パッドに接続された直腸温度プローブは、尾部にテーピングされ、マーモセットの体温が麻酔によって悪影響を受けないようにします。最後の術前のステップは、殺菌された外科分野で動物を覆う前に、クロルヘキシジンとヨウ素で動物の剃った頭部をきれいにし、消毒することです。このサイトで局所鎮痛薬を塗布した後、頭皮の正中線で切開を行います。

頭蓋骨の表面を準備するには、まず、頭蓋骨から側頭筋を慎重に取り外す。これは、メスで頭蓋骨に挿入されたフォッサを切断することによって行われます。その後、側頭筋は、ペリオスチールラスペートリーを使用して、頭蓋骨から穏やかに分離する必要があります。

骨膜ラスペートを続けると、掻き取ることによって、露出したすべての頭蓋骨から骨膜を取り除く。次に、骨表面に浅いバリ穴を作成し、開頭切開術の周囲を掘り出すことによって、開頭術の位置をマークします。必要に応じて6~8個のネジ穴を頭蓋骨にドリルし、ネジを埋め込みます。

このとき、地面のワイヤーを、隣接する、はんだ付けされていないねじの周りの所定のねじに巻きます。マクファーソン鉗子を使用して、頭蓋切除術の中心にある骨を取り除きます。脳と硬膜が発見されている間、滅菌生理食塩水でそれらを水分補給してください。

硬膜を取り除くためには、25または26ゲージ針を約90度で曲げて、硬膜の表面を脳の表面から離れて穿刺し、持ち上げやすくする必要があります。この時点で、マイクロハサミは、硬膜の交換器を切除するために使用されます。電極をステレオタックスマイクロマニピュレータに取り付け、電極が所望の前/後部および内側/内側座標になるように位置付けます。

さて、電極の先端が脳の表面に触れるまで下げます。望ましい側側/腹側の座標に達するまで、ゆっくりと配列を脳に挿入します。電気的な関係を保障するために、アース線と各ねじの間に銀色のペンキの滴を加える。

露出した頭蓋骨、1本のねじ、電極アレイに歯科用アクリルを塗布して、電極を頭蓋骨に固定します。追加のアレイを使用して、この注入手順を繰り返します。最後に、歯科用アクリルを使用して、アレイの側面の周りに頑丈なヘッドキャップを作り、アースワイヤーと露出した頭蓋骨やネジに完全に備えて。

必要に応じて、ヘッドキャップにサポートバーを挿入し、歯科アクリルで所定の位置に密封することができます。筋肉または骨組織が露出した場合、ヘッドキャップ縫合の作成に続いて皮膚を縫合する。この時点で、消毒液も創傷に適用されるべきである。

手術が完了すると、回復を開始する時間です。まず、酸素ではなくイオブルランの供給をオフにし、立体フレームから動物を取り除きます。気管チューブを通して酸素を維持したまま、加熱ページに動物を置きます。

喉頭痙攣などの神経原性反射神経の最初の徴候が始まると、気管内管チューブを取り除く。酸素は、動物が保護反射、姿勢のトーン、およびアンブレートしようとする試みなど、麻酔回復の明確な兆候を提示するまでマスクを供給する必要があります。マーモセットは個別に収容し、自宅のケージに戻る前に、清潔なケージと24〜48時間の部屋に回復するために残す必要があります。

埋め込まれた動物は別々のケージに入れるべきです。手術後少なくとも1時間は動物を観察し、苦痛の兆候、特に協調していない動きを見守ることが重要です。抗生物質、鎮痛薬、抗炎症薬は、痛みをコントロールし、感染を防ぐために、手術後の日に投与する必要があります。

手術が成功した場合、動物は3〜5日以内に完全に回復する必要があります。手術後少なくとも1週間は、電気生理学的記録セッションを開始することをお勧めします。各記録セッションの開始時に、イオブルランを使用して動物を軽く麻酔し、電極アレイコネクタをニューラル記録システムに接続します。

実験室の中に動物を置き、録音を開始する前に完全な麻酔の回復を待ちます。手術に成功した後、数週間にわたって埋め込まれた電極からのスパイクおよび局所電位を記録することが可能である。最終的に、電極アレイが標的構造に正常に埋め込まれたことを確認する最終確認は、事後分析の前形にする必要があります。

電気トラックを含むNissl染色切片は、各埋め込みマイクロワイヤの位置を決定するために使用することができる。目を覚ます動物の慢性電気生理学的記録は、神経科学研究の多くのラインで使用される強力な技術です。一般的なマーモセットは歴史的に人気のあるモデルよりも多くの利点を提供しているので、このビデオの目的は、他の神経科学者が彼らの研究のために一般的なマーモセットを採用するのを助けるためです。

慢性記録電極の注入に加えて、このビデオで詳述されているように、同じ立体的手術プロトコルは、刺激電極の注入、導管、およびマイクロインジェクションを含む他の多くの実験的な終わりのために適応することができる。前述の技術の1つのためにこのプロトコルを適応させると、外科医は主に所望のインプラントのサイズに合わせて掘削手順を変更する。さらに、地上手順はこれらの技術の多くのために必要ではなく、したがって省略されるかもしれない。

実験目標に関係なく、このビデオを見た後、あなたは正常に一般的なマーモセットで立体性脳神経外科を実行する方法についての理解を持っている必要があります。