마우스 뇌 조각 준비에서 발작 같은 활동의 직류 자극 및 다중 전극 배열 기록

Summary

연구에 따르면 음극 경두개 직류 자극은 약물 내성 발작을 억제하는 효과를 낼 수 있습니다. 본 연구에서는 생쥐의 뇌 절편 제제에서 직류 자극 및 발작과 같은 활동의 다전극 어레이 기록을 평가하는 시험관 실험 설정을 고안했습니다. 직류 자극 매개변수를 평가했습니다.

Abstract

Cathodal 두개 직류 자극 (tDCS)의 약제 내성에 발작 억제 효과를 유도한다. 효율적인 동작을 수행하기 위해, 상기 자극 파라미터 (예를 들면, 방향 전계 강도와 자극 시간)을 마우스 뇌 슬라이스 제제에서 검사 될 필요가있다. 테스트 및 마우스 뇌 슬라이스의 위치에 전극의 상대적 배향을 정렬이 가능하다. 본 발명의 방법은 앞쪽에 cingulate 피질 발작 같은 활동에 대한 DCS의 효과를 평가하기 thalamocingulate 경로를 유지합니다. 다 채널 어레이 레코딩 결과 cathodal DCS 크게 -4- 아미노 피리딘과 bicuculline 유도 발작 같은 활성의 자극 - 유발 반응의 크기 및 지속 시간을 감소 것으로 나타났다. 이 연구는 또한 15 분에서 cathodal DCS 응용 프로그램이 thalamocingulate 경로에 장기 우울증의 원인 것으로 나타났습니다. 본 연구는 thalamocingulat에 ​​DCS의 효과를 조사전자 시냅스 가소성 및 급성 발작 같은 활동. 현재의 방법은 시험 관내 마우스 모델에서 방향 전계 강도와 자극 시간을 포함하여 최적의 자극 파라미터를 테스트 할 수있다. 또한,이 방법은 두 셀룰러 네트워크 레벨에서 대뇌 발작 같은 활동 DCS의 효과를 평가할 수있다.

Introduction

간질은 흔한 신경 질환입니다. 간질 환자의 30%는 약물 내성 발작을 앓고 있다¹. 경두개 직류 자극(tDCS)은 발작과 같은 큰 뇌 영역에 걸쳐 네트워크 활동을 제어하거나 변경하기 위한 비침습적 접근 방식을 제공합니다. 임상 연구에 따르면 tDCS는 난치성 발작을 효과적으로 치료하고² 발작에 대한 단기 및 장기 억제 효과를 나타낼 수 있다^3-5. 그러나 tDCS 작용의 치료 메커니즘은 아직 불분명합니다. 제시된 뇌 절편 모델은 tDCS 작용의 치료 메커니즘이 발작과 같은 뇌 활동의 증상을 어떻게 변화시키는지 조사하기 위한 시험관 내 방법입니다. 따라서 최적의 효과를 얻으려면 방향, 전계 강도 및 자극 지속 시간을 포함한 특정 자극 매개변수를 실험 모델에서 테스트해야 합니다. 이전 연구에서는 전기장의 방향이 치료 효과를 얻는 데 중요하다는 것을 보여주었습니다⁶. 따라서 테스트된 뇌 절편의 위치에 대한 전극의 방향을 테스트하고 배열하는 것이 가능합니다.

전두엽 간질과 전대상피질(ACC) 발작은 종종 약물에 내성이 있습니다^7,8. 일부 연구에서는 대상피질^9-11에 tDCS가 적용되었다고 보고했습니다. tDCS는 A....

Protocol

동물의 과목을 포함하는 절차는 기관 동물 관리 및 활용위원회, 중앙 연구원, 타이페이, 대만에 의해 승인되었다.

1. 다중 전극 배열 녹화에 대한 실험 솔루션 및 장비 준비

1. 인공 뇌척수액 (ACSF 준비 124 mM의 염화나트륨, 4.4 mM의 KCl을들을 1mM의 NaH를 ₂ 95 % O 버블 PO _3, 2 mM의 _황산, 2 mM의 _CaCl2를 25 _{밀리미터의 NaHCO3} 및 10 mM의 글루코오스, _2, 5 % CO _2).
2. 6 × 10 평면 MEA와 8 × 8 MEA : MEA 프로브의 두 가지 유형을 사용합니다. 전자 프로브는 피질, 선조체 및 시상을 포함하는 영역을 포함한다. 후자의 프로브는 대뇌 피질의 영역을 다룹니다.
3. 0.1 Hz에서 1,200 증폭에서 3 kHz의 사이에 밴드 패스 필터를 60 채널 증폭기를 사용한다. 10 kHz 샘플링 레이트로 데이터를 획득.
4. DCS의 MEA 챔버 내부에 두 개의 AgCl을 코팅은 와이어를 놓습니다. AgCl을을 사용하여실버 코팅 된 와이어는 절연 자극에 의​​해 생성 된 전기장을 생....

Results

Thalamocingulate 조각과 MEA 녹화 시스템 설치 프로그램의 준비

생쥐에서 MT-ACC 슬라이스가 thalamocingulate 경로의 전기 생리 학적 특성을 탐구 할 수있는 특별한 제제 슬라이스이다.도 1a는 MT-ACC 슬라이스 제조 된 방식을 나타낸다. 마우스의 뇌를 신속하게 제거하고 (도 1A, A, B)의 차가운 ACSF 산소로 유지 하였다. 피질을 해부 공개, 뇌, 시상 뇌 블록을 획득하기 위해 각 반구의 중심선으로부터 2.0 mm 측면을 절단 하였다 (도 1a, C, D). 두 각도 복부 상처는 thalamocingulate 경로를 유지하기 위해 뇌 블록 하였다. 제 광구는 뇌 블록의 전면에서 만들어진, 선조체에 보이는 섬유 관 평행. 제 크로스.......

Discussion

본 연구에서 ACC 간질 유사 활성에 DCS 기간 및 배향의 영향을 시험 하였다. 마우스 뇌 조각에서 안정적인 데이터를 얻으려면 어떻게 MT-ACC 경로의 무결성을 유지하고,이 각도 복부 상처와 피질의 지느러미를 잘라 만든되는, 특히 단계 핵심 손상을 방지 할 수 있습니다. 또한, 뇌 조각을 준비하는 시간은 신선하고 강한 뇌를 유지할 수 짧은 시간이어야 뇌 슬라이스의 활성에 영향을 미칠 수있다. 이전의 연구 대상 조직에 전기 화학적 손상이 생체 내 준비 ^15에서 발생할 수있는 것으로 나타났다. 시험 관내 뇌 슬라이스 제제는이 문제를 방지 할 수있다. 시험 관내 대비하여, 조직이 직접 따라서 전기 효과 ^(16)을 최소화 전극을 접촉하지 않습니다. DCS의 효과는 상이한 방향으로 배향 된 전극과 비교 하​​였다. 때 electrodES는 DCS가 유발 활동 (그림 3)에 영향을 미치지 않았다 90 ° 및 270 °.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
마취제:
Isoflurane	Halocarbon Products Corporation	NDC 12164-002-25	4%
Name	Company	카탈로그 번호	Comments
aCSF (total:1 L):
D(+)-Glucose	MERCK	1.08337.1000	10 mM
탄산수소나트륨	MERCK	1.06329.0500	25mM
염화나트륨	MERCK	1.06404.1000	124mM
(+)-L-아스코르브산나트륨, >=98%	SIGMA	A4034-100G	0.15g/2 cc.c
황산마그네슘, 무수, ReagentPlus	SIGMA	M7506-500G	2mM
염화칼슘 이수화물	MERCK	1.02382.1000	2mM
인산이수소나트륨 일수화물	MERCK	1.06346.1000	1 mM
염화칼륨	5 월 & Baker LTD Dagenham England	MS 7616	4.4 mM
Name	>Company	카탈로그 번호	Comments
Drugs:
(+)-Bicuculline	TOCRIS	0130	5 µ aCSF
4-아미노피리딘	TOCRIS	0940	250 µ 중 M; M in aCSF
Name	Company	카탈로그 번호	Comments
>Brain slice 준비:
Vibratome	Vibratome	시리즈 1000	블록 슬라이싱 500 µ m 두께의 슬라이스
Name	Company	카탈로그 번호	Comments
MEA 시스템:
MEA(Multielectrode Array) 프로브: 6 x 10 평면 MEA	다중 채널 시스템	60MEA500/30iR-Ti-pr MEAS 6x10	전극 직경, 30 & 마이크로; m; 전극 간격, 500 & 마이크로; m; 임피던스, 50 kΩ 200 Hz에서
다전극 어레이 (MEA) 프로브: 8 x 8 MEA	Ayanda	Biosystems 60MEA200/10iR-Ti-pr MEAS 8x8	피라미드 형 전극; 직경, 40 &마이크로; m; 팁 높이, 50 & 마이크로; m; 전극 간격, 200 & 마이크로; m; 임피던스, 1,000 kΩ 200Hz에서
60채널 앰프는 1,200X 증폭에서 0.1Hz와 3KHz 사이의 대역 통과 필터 세트와 함께 사용되었으며	, 다중 채널 시스템	MEA-1060-BC
MC 랙 소프트웨어	데이터 수집 및 기록용	다중 채널 시스템
	다중 채널 시스템	STG 1002
슬라이스 앵커 키트 및 홀드다운	워너 인스트루먼트	SHD-26H/10; WI64-0250
연동 펌프-minipuls3	Gilsom	MINIPULS3	관류 속도 : 8 ml/min
Name	Company	카탈로그 번호	코멘트
자극 시스템:
절연 자극기	A-M 시스템	모델 2100	강도 ± 350 &뮤; A, 200 &mu의 지속 시간; sec
텅스텐 전극	A-M 시스템	575300	시상에 배치