이 작품은 일반적인 마모셋에서 마이크로 전극 어레이의 입체적, 신경외과 적 이식을 수행하는 프로토콜을 제시한다. 이 방법은 구체적으로 자유롭게 행동하는 동물의 전기 생리학적 기록을 가능하게 하지만 이 종의 다른 유사한 신경 외과 적 개입에 쉽게 적응할 수 있습니다 (예를 들어, 약물 투여를위한 캐뉼라 또는 뇌 자극을위한 전극).
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방법 논문
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이 작품은 일반적인 마모셋에서 마이크로 전극 어레이의 입체적, 신경외과 적 이식을 수행하는 프로토콜을 제시한다. 이 방법은 구체적으로 자유롭게 행동하는 동물의 전기 생리학적 기록을 가능하게 하지만 이 종의 다른 유사한 신경 외과 적 개입에 쉽게 적응할 수 있습니다 (예를 들어, 약물 투여를위한 캐뉼라 또는 뇌 자극을위한 전극).
Marmosets(Callithrix jacchus)는신경 과학을 포함한 생물 의학 및 전임상 연구에서 인기를 얻고있는 작은 비 인간 영장류입니다. 계통학적으로, 이 동물은 설치류보다는 인간에게 훨씬 더 가깝습니다. 그(것)들은 또한 음성및 사회적인 상호 작용의 넓은 범위를 포함하여 복잡한 행동을 표시합니다. 여기서, 일반적인 마모셋에서 기록 전극 어레이의 이식에 대한 효과적인 입체신경외과적 수술이 기재되어 있다. 이 프로토콜은 또한 성공적으로 수술을 수행하는 데 필요한 동물 관리의 수술 전 및 사후 단계를 자세히 설명합니다. 마지막으로, 이 프로토콜은 수술 후 1주일 후에 자유롭게 행동하는 마모셋에서 국부적인 필드 전위 및 스파이크 활성 기록의 예를 보여줍니다. 전반적으로,이 방법은 깨어 자유롭게 마모셋을 행동에서 뇌 기능을 연구 할 수있는 기회를 제공합니다. 동일한 프로토콜은 다른 작은 영장류와 함께 일하는 연구원에 의해 쉽게 사용될 수 있습니다. 또한, 자극 전극, 미세 주사, 옵트로로드 또는 가이드 캐뉼라의 이식 또는 이산 조직 영역의 절제와 같은 임플란트를 필요로 하는 다른 연구를 허용하도록 용이하게 변형될 수 있습니다.
일반적인마모셋(Callithrix jacchus)은신경과학을 포함한 많은 연구 분야에서 중요한 모델 유기체로 인정받고 있습니다. 이 신세계 영장류는 설치류와 다른 비인간 영장류(NHP)에 대한 중요한 상호 보완적인 동물 모델을 나타내며, 이러한 rhesus macaque. 설치류와 마찬가지로, 이 동물들은 작고 조작하기 쉬우며, 큰 NHP와 비교하여1,2,3,4를돌보고 번식하는 데 비교적 경제적이다. 더욱이, 이들 동물들은 다른 NHP1,2,3에비해 트위닝 및 높은 fecundity에 대한 성향을 가지고 있다. 마모셋이 다른 많은 영장류에 비해 또 다른 장점은 현대 분자 생물학 도구3,4,5,6,7 및 서열 게놈2입니다. ,3,4,5,8은 유전자 변형에 사용되었습니다. 렌티바이러스5를이용한 노크인 동물과 아연 핑거 뉴클레아제(ZFN)와 전사 활성제 유사 이펙터 뉴클레아제(TALENS)7을사용하는 녹아웃 동물은 모두 생존 가능한 개발동물들을 산출하였다.
설치류와 관련하여 장점은 영장류로서 마모셋이 인간3,5,6,9,10,11에필로지 유전학적으로 가깝다는 것입니다. 인간과 마찬가지로, 마모셋은 그들의 행동10의대부분을 인도하기 위하여 고도로 발달된 시각 시스템에 의존하는 일주 동물입니다. 추가적으로, marmosets는 다른 발성3의사용과 같은 사회적인 행동의 넓은 범위를 포함하여 행동 복잡성을 전시합니다, 연구원은 그밖 종에서 불가능한 질문을 해결하는 것을 허용하. 신경 과학적인 관점에서, 마모셋에는 더 일반적으로 사용되는 rhesus 원숭이9와는달리, lissencephaly 두뇌가 있습니다. 더욱이, 마모셋은 인간과 유사한 중추 신경계를 가지며, 보다 고도로 발달된 전두엽 피질9를포함한다. 함께, 이러한 모든 특성은 건강과 질병에 뇌 기능을 연구하는 가치있는 모델로 마모셋을 배치.
뇌 기능을 연구하기위한 일반적인 방법은 입체 신경 외과에 의해 해부학 특정 위치에 전극을 이식포함. 이는 깨어 있고 자유롭게 행동하는 동물12,13에서상이한 표적 영역에서신경 활동의 만성 기록을 허용한다. 스테레오조세 신경 외과는 신경 해부학 영역의 정확한 표적화를 허용하기 때문에 많은 연구 라인에서 사용되는 필수 기술입니다. 원숭이 및 설치류 문헌에 비해, 마모셋에 특정 스테레오 조세 신경 외과를 설명하는 적은 출판 된 연구가있다, 그들은 수술에 관련된 단계의 희소 한 세부 사항을 제공하는 경향이있다. 또한, 더 자세한 내용을 가진 사람들은 주로 머리 억제 동물14,15,16,17에서전기 생리학 기록 절차에 초점을 맞춥니다.
신경 과학 연구에서 모델 유기체로 마모셋의 광범위한 채택을 용이하게하기 위해, 본 방법은이 종에서 성공적인 입체 적 신경 수술에 필요한 특정 단계를 정의합니다. 본 방법에 상세하게 설명된 바와 같이, 기록 어레이의 이식 이외에, 동일한 기술은 질병18 또는 인과 운전의 치료를 위한 자극 전극의 이식을 포함하여 많은 다른 실험 적 단말을 위해 적응될 수 있다. 회로 동작19; 신경 전달 물질20의추출 및 정량화를위한 가이드 캐뉼라의 이식, 질병 모델12 또는 회로 추적 연구15를유도하기위한 것을 포함하여 시약의 주사; 이산 조직 영역의 절제21; 광유전학 연구를 위한 optrodes의 이식22; 피질 현미경 분석을위한 광학 창의 이식23; 및 전기 코르티코그래피(ECoG) 어레이의이식(24. 따라서, 이 절차의 전반적인 목표는 자유롭게 마모셋을 행동하는 만성 전기 생리학적 기록을 위한 미세 전극 어레이의 이식에 관여하는 수술 단계를 설명하는 것이다.
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동물 실험은 실험실 동물의 관리 및 사용을 위한 건강 가이드의 국가 학회에 따라 수행되고 산토스 Dumont 연구소 윤리위원회 (프로토콜 02/2015AAS)에 의해 승인되었습니다.
1. 수술 준비
2. 수술 전 절차
참고: 이 연구에서는 320-370 g의 2마리의 성인 남성마모셋(Callithrix jacchus)을사용하였다. 동물이 마취를 유도하기 전에 6 시간 동안 먹지 않았는지 확인하십시오.
3. 수술 절차
4. 수술 후 회복
5. 자유롭게 마모셋을 행동하는 만성 전기 생리학적 기록
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본 연구의 목적은 일반적인 마모셋에서 전기 생리학적 기록을 위한 미세 전극 어레이의 이식에 대한 입체신경외과적 수술을 설명하는 것이었다. 일반적인 수술 (마취 유도에서 마취 회복까지)은 이식 된 배열의 수에 따라 약 5-7 시간 동안 지속됩니다. 여기서, 두 개의 배열은 각 뇌 반구에 하나씩 대칭적으로 이식되었다. 각 어레이에는 기저 중추골-코르티코탈라믹 회로의 여러 구조를 대상으로 7개의 번들에 배열된 32개의 스테인리스 스틸 마이크로와이어가 포함되어있지만(그림 1),전극 설계 및 표적 뇌 영역은 실험. 성공적인 수술과 수술 후 수술 후, 동물은 3-5 일 이내에 완전히 회복되어야합니다. 어레이가 제대로 접지되고 이식된 경우 성숙한 신경교암흉터가 확립되기 전에 몇 주 또는 몇 달에 걸쳐 자유롭게 행동하는 동물에서 스파이크(그림 2A) 및...
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이 작품은 마모셋 뇌에서 마이크로 전극 기록 어레이의 이식에 관여하는 절차에 대한 자세한 설명을 제공합니다. 이 동일한 프로토콜은 다른 작은 영장류에서 수제 또는 시판 여부에 관계없이 전극을 이식 할 때 쉽게 사용할 수 있습니다. 또한, 그것은 쉽게 뇌 구조의 정확한 타겟팅을 필요로 하는 다른 실험 적인 끝에 대 한 적응 될 수 있다. 따라서 이 프로토콜은 가장 다양할 수 있는 측면이기 때문에 입체 좌표 및 두개골 드릴링 기법에 대해 의도적으로 모호합니다. 예를 들어, 이 수술에 사용된 어레이를 이식하기 위해 각개두개는 각 반구에 두 개의 적절한 크기의 창을 열기 위해 수행되었습니다. 그러나, 튼튼한 이식 할 때, 가이드 캐뉼라와 같은 개별 구조는이 또는 durectomy가 필요하지 않습니다. 오히려, 경막의 수준에 간단한 버 구멍은 충분합니다. 마찬가지로, 비전기 임플란트가 관련될 때 나사를 접지할 필요가 없습니다. 따라서, 외과 적 프로토콜에서 3.9 단계는 생략 될 수 있다. 대신, 치과 아크릴은 단순히 노출 된 두개골, ...
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저자는 공개 할 것이 없다.
저자는 촬영 및 편집에 대한 기술 적 지원에 대한 베르나르도 루이스에게 감사드립니다. 이 작품은 산토스 두몬트 연구소 (ISD), 브라질 교육부 (MEC) 및 쿠르데나카오 드 아페르페이소아멘토 드 페소알 드 니벨 슈페리어 (CAPES)에 의해 지원되었다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| Equipments | |||
| 683 소형 동물 인공 호흡기 | Harvard Apparatus, Inc. | 55-0000 | |
| 마취 어셈블리 | BRASMED | COLIBRI | |
| 이발사 이발기 | Mundial | HC-SERIES | |
| 치과 드릴 | Norgen | B07-201-M1KG | |
| 동종 가열 패드 및 모니터 | Harvard Apparatus, Inc. | 50-7212 | |
| 마모셋 입체 프레임 | 나리시게 과학 기기 연구실 | SR-6C-HT | |
| 환자 모니터 및 맥박 산소 농도계 | Bionet Co., Ltd | BM3 | |
| 입체 미세 조작기 | 나리시게 과학 기기 연구소 | SM-15R | |
| 수술 현미경 | Opto | SM PLUS IBZ | |
| Instruments | |||
| Allis 조직 집게 Sklar | 36-2275 | ||
| Alm Retractor, 둥근 점, 4x4 이빨 | Rhosse | RH11078 | |
| 각진 McPherson 집게 | Oftalmologiabr | 11301A | |
| 곡선 외과 용 가위 | Harvard Apparatus, Inc. | 72-8422 | |
| 곡선 조직 집게 | Sklar | 47-1186 | |
| 섬세한 해부 집게 | WPI | WP5015 | |
| 치과 드릴 비트 | Microdont | ISO.806.314.001.524.010 | |
| Essring 조직 집게 | Sklar | 19-2460 | |
| FG 1/4 치과 드릴 비트 | Microdont | ISO.700.314.001.006.005 | |
| Halsey 바늘 홀더 | WPI | 15926-G | |
| Halstead 모기 집게 | WPI | 503724-12 | |
| 지혈 집게, 직선 | Sklar | 17-1260 | |
| Jewler 집게 | Sklar | 66-7436 | |
| McPherson-Vannas Optathalmic microscissor, 3 mm 포인트 | Argos Instrumental | ARGOS-4004 | |
| Pereosteal Raspatory | Golgran | 38-1 | |
| 두피칼 손잡이 | Harvard Apparatus, Inc. | 72-8354 | |
| 스크루 드라이버 | Eurotool | SCR-830.00 | |
| Sodering Iron | Hikari | 21K006 | |
| 외과 가위 | Harvard Apparatus, Inc. | 72-8400 | |
| 톱니집게 | WPI | 501266-G | |
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| 24G 바늘, 사전 멸균 된 | Descarpack | 7898283812846 | |
| 50cm x 50cm 수술 분야, 사전 멸균 | Esterili-med | 110100236 | |
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