Name: 단일 유닛 활동과 Electrocorticographic 신호를 녹음하기 위해 만성 신경 전극 외과 이식 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-24T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 26 s
Description: 학습하세요 쥐 모델에서 만성 신경 전극 외과 이식 기술을 통해 단일 유닛 활동과 전기피질 신호를 기록하는 방법을. 이 기술은 깨어있는 동물의 행동 신경과학 연구에 필수적입니다.

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이 작품은 신경 통신 기술을위한 센터 (CNCT), 바이오 메디컬 이미징 및 생물의 국립 연구소 (NIBIB, P41 EB002030)에 의해 재정 지원과 국립 보건원 (NIH)에서 지원하는 P41 자원 센터에 의해 재정 지원되었다. 저자들은 수술 기법의 발전을 위해 NeuroNexus 기술의 리오 Vetter 감사하고자, 그리고 수술시 사용되는 장비의 목록을 컴파일하는 동안 미시간 대학의 파텔을 Paras.

1. 사전 주입 절차 (공통) <ol><li> 에 잘 귀 뒤의 두 눈 사이에서 동물의 머리의 정상을 면도. 머리를 면도하는 이발사의 전기 면도기를 사용합니다. 다음, 이소 프로필 알코올 처음에 머리를 빼주 betadine (3 배 반복). 안구 윤활제를 적용합니다. </li><li> stereotaxic 귀에 막대에서 동물을 탑재합니다. 운하에 대해 머리를 옆으로 이동하여 동물의 권리 (内耳)의 유스 타키 오관으로 오른쪽 stereotaxic 귀 표시줄의 고정 팁을 직접. 익스 트림 치료는 각 귀 막대 끝이 제대로 (外耳道)에 위치되어 있는지 확실히하기 위해 이동해야합니다. 다음으로 유스 타키 오관으로 느슨하게 왼쪽 귀 막대를 푸시하고 ​​약간 안쪽으로 압력을 적용합니다. 동물의 코를 잡고 앞뒤로 단단히 그것을 흔드는. 동물이 마운트되어 있으면 제대로 머리 rigidly 탑재 느낄 것이다. </li></ol> 2. 사전 주입 수술 (공용) <ol><li> 미세 가위로 두 개의 절반 유통 잘라레 중간선 바깥쪽에서 부분적으로 두피를 제거 </li><li> 뼈에 부합 골막 결합 조직을 다쳤어요하​​고 제거합니다. 이러한 메스 블레이드 또는 멸균 면봉 끝의 뒷면과 같은 뭉툭한 가장자리로된다고하는 것은 모세 혈관이 깔린보다는 부드럽게 절단되기 때문에 출혈이 최소화됩니다. 제어 뼈 출혈 뼈 왁스 또는 cauterizing 아이언을 사용합니다. </li><li> 소독 및 과산화수소를 사용하여 뼈 표면을 청소하십시오. 더 명확하게 보이는 두개골 봉합를 만들기 위해 뼈를 건조합니다. Bregma 및 람다 포인트는 언급하고 머리를 날려하는 데 사용해야합니다. craniotomy 및 전극 이식을위한 위치 Bregma과 관련하여 측정해야하며 일시적으로 볼펜이나 표면에 shallowly 드릴링에 의해 표시됩니다. craniotomy 위치는 연구의 실험 목적 (예 : 모터, 관능 실험 1)에 따라 달라집니다. </li><li> 뼈로 screwholes를 파악 및 지상 배치 및 s를 안정화대원. 항상 스테인레스 스틸 또는 티타늄 나사를 사용합니다. 가능한 한 인치당 많은 스레드가 바람직한만큼 소규모 보석의 나사 (예 : # 2-56, 또는 # 00-80 용). </li></ol> 3. 실리콘 전극 임플란트 절차 <ol><li> 나사를 이온 주입 후 craniotomy를 드릴 다운하십시오. craniotomy의 모서리 이미 네 얕은 시험 점수를 드릴 다운하십시오. 가이드 craniotomy의 경계를 드릴로 파일럿 부호를 사용합니다. 튼튼한 포셉 한 켤레를 사용 뚫고되지 뼈의 중심 질량을 제거합니다. 오픈 craniotomy의 가장자리는 추가 시추로 청소해야 할 수도 있습니다. 골의 얇은 조각은 microrongeurs 한 켤레로 이어 수 있습니다. 이러한 중간선에 세로 봉합 1 0.5 mm 이내에 나타날 수 있습니다 화살 부비동 등 주요 혈관을 피하기 위해 신중하게 수술을 계획합니다. 화살 부비동을 펑쳐링하는 것은 광범위한 출혈을 일으킬 수 있습니다. 노출 경질은 aCSF이나 식염수가 충분 보관해야합니다. </li><li> 문양의 경질의 mater으로당신은 패션 작은 게이지의 멸균 피하 주사를 (예를 들어, &lt;28 게이지)를 사용하여 작은 후크를해야합니다. 바늘의 베벨를 타고 지점에서 90도 굽힘을 형성하는 약간 틸팅 (예 : 메스의 평평한 부분 등) 확고한 표면에 대해 그것이 평평한 누르십시오. 경질의 표면을 잡으면, 그리고 뇌 표면에서 위쪽으로 들어올리이 훅을 사용하십시오. 경질은 마이크로 가위를 사용하여자를 수 또는 경질의 후크의 수평적 움직임을 사용하여 찢어지지 수 있습니다. 경질 후크를 사용할 때 두뇌의 표면에 혈관을 피하기 위해주의를 기울입니다. 당신은 CSF는 경질이 resected 때 밖으로 누출과 경질의 표면으로부터 색상의 차이가주의해야합니다. </li><li> 조심스럽게 그라운드 접지 나사의 기지 주변의 실리콘 전극 와이어 및 치과 시멘트와 장소에서 전술을 첨부합니다. 실리콘 전극은 전극 케이블 리드가 craniotomy 위에 아치 형의 것을 주의깊게 있도록 배치해야합니다. </li><li> 임플란트가 리니어 모터 액추에이터 괞찮아를 사용하여 배치됩니다stereotaxic 장치에 ced. 삽입 장치에 전극을 부착하려면, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)은 납땜 인두로 가열하고 삽입 막대와 기록 전극에 적용됩니다. </li><li> 전극은 확보를 통해 수동으로 두뇌의 표면에 원하는 stereotaxic 위치로 전극의 끝부분을 낮춥니다. </li><li> 선형 액추에이터에 소프트웨어 인터페이스를 사용하여 뇌 조직 내에서 원하는 깊이에 전극을 이동합니다. </li><li> 전극 케이블에 인접한 나사에서 PEG를 부착하여 두뇌에 기록 전극을 고정합니다. 이제 구속 PEG를 해산하기 위해 염분을 추가하여 삽입 장치에서 전극을 제거할 수 있습니다. 멀리 각 전극에 대한 craniotomy 및 반복에서 삽입 장치를 올립니다. </li><li> 식염수 젖은 Gelfoam으로 노출 craniotomy를 커버. 실리콘 폴리머는 다음 전극 케이블을 차지하고 있으며 치과 아크릴로부터 보호하는 데 사용됩니다. 마지막에있는 커넥터 위치위치는 다음 강력한 headcap를 만들기 위해 치과 아크릴을 적용합니다. </li></ol> 4. 전극 임플란트 절차 MicroECoG <ol><li> microECoG 전극의 주입은 약간 큰 craniotomy를 포함합니다. 5 × 5 밀리미터 장치의 경우 6 X 6mm의 craniotomy을하셔야합니다. 아직 경질 또는 PIA를 만지고 위험에 건조하고없는 상태에서 craniotomy을 뚫는 전에 UV-치료 가능한 치과 아크릴은 craniotomy 사이트의 주변에 적용됩니다. </li><li> 멸균 수술 훈련은 craniotomy의 일반적인 모양의 뼈 표면을 자세히 보려면​​ # 107 버는 함께 사용됩니다. 작고 # 106 버는 그런 다음 얇은 투명 레이어로 골의 나머지 부분을 아래로 밖으로 드릴 수 있습니다. Rongeurs 다음 뼈의 나머지 조각을 날아갈 수있을 것입니다. microECoG는 epidurally 또는 subdurally 이식 수 있습니다. 다시 말하지만, 인공 CSF 또는 식염수 경질 잘 충분하게. </li><li> microECoG을 이식하기 위해서는 ope 위에 stereotaxic 팔을 배치N 개의 두개골과 무균 테이프를 사용하여 팔을에 전극을 고정하십시오. 전극은 지금 craniotomy로 아래로 낮아 수 있습니다. 전극의 사이트가 아래로 향하게되고 경질 또는 pial 표면과 접촉하는 것입니다 있는지 확인합니다. 습한 보관하면 전극이 조직에 밀어해야하며 자리에 남아있을 것입니다. </li><li> 접지 와이어는 자체가 이상 이하 적어도 세 번 주위에 배치하여 접지 나사에 연결됩니다. 접지 나사는 경질와 접촉으로 온 모든 나사가 될 수 있습니다. 참조 와이어도 같은 방식으로 참조 나사에 묶여 수 있습니다. </li><li> 경질 또는 PIA가 노출이 어디 식염수 젖은 Gelfoam의 작은 조각은 전극을 둘러싼 배치해야합니다. 식염수 젖은 Gelfoam의 소량 또한 박막 전극의 상단을 커버한다. UV-치료 가능한 치과 아크릴는 Gelfoam의 상단에 적용할 수 있으며, 안정적인 헤드 캡을 만드는 데 사용할 수 있습니다. 아크릴은 박막 케이블 coveri에 직접 적용NG 그것 커넥터에 도달할 때까지. 커넥터 덮개의 하단 넘어 커버하지 않도록주의하십시오. </li><li> 또는 4.3에서 microECoG의 주입은 즉시 microECoG 기판에 제조 작은 구멍을 통해 실리콘 microelectrode 배열 (단계 3.2-3.6)의 주입 다음에 할 수 있습니다. 이것은 주위의 뇌 표면의 고해상도 필드 레코딩과 함께 다양한 깊이에서 단일 단위의 동시 녹음을 허용합니다. </li></ol> 5. 수술후의 회복 <ol><li> 시멘트가 완전히 가득 찼어 후, 헤드 캡 주위에 단단히 피부를 치료하고 stereotaxic 프레임에서 동물을 제거합니다. </li><li> copiously 상처 주위 살균 분말 또는 항생 연고를 바릅니다. 귀를으로부터 출혈이있다면, 외이도에 일부 항생제 잘 넣으십시오. </li><li> barbiturates는 체온을 유지로부터 동물을 막기로 동물이 따뜻하게있어. 하우스 EACH는 만성 별도의 새장에 동물을 이식. 그것은 보통 수술로 완전히 복구하는 동물을위한 4-7일 소요됩니다. </li></ol> 6. 대표 결과 성공적인 실리콘 전극 이식 수술 500kOhm-2MOhm 사이에 측정 임피던스와 함께 사이트를 녹화하고, 10kOhm-50kOhm (1kHz에서) 사이에 박막 전극됩니다. 신경 신호뿐만 아니라 즉시 사후 수술을 확인하실 수 있습니다. 당신은 이식 전극에 스파이크를보고 박막 표면 전극 (그림 1)에서 느린 웨이브 oscillations을 볼 수 있어야합니다. <img src="/files/ftp_upload/3565/3565fig1.jpg" alt="그림 1" /> 1 그림. 하나의 유닛 활동과 ECoG의 oscillations의 대표 결과입니다. 네크로 텍스에 이식 만성 실리콘 전극 6 동시에 기록된 채널의) 와이드 밴드가 데이터입니다. 스파이크가 자주 녹화 사이트를 통해 볼 수 있습니다. B) E두뇌의 표면에 16 채널 박막 uECoG 전극 배열의 6 채널의 코그의 oscillations. 16 개 신호의 평균은 각 성분 (일반 평균 참조)​​에서 제거되었으며, 500 Hz에서 디지털 로우 패스 필터가 적용되었다.

<ol><li>Paxinos, G. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+GA+%22The+Rat+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates%22">The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates</a>. , Sixth Edition, Academic Press. (2007).</li>
<li>Fujisawa, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavior-dependent+short-term+assembly+dynamics+in+the+medial+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Behavior-dependent short-term assembly dynamics in the medial prefrontal cortex.</a> Nat. Neurosci. 11 (7), 823-833 (2008).</li>
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</ol>

DRK는 NeuroNexus 기술의 일부 소유자입니다.

4,5 neuroprosthetic 체제 microstimulation 3 또는 제어 신호를 제공, 뇌 기능 2 연구에 대한 intracortical 및 표면 다채널 녹화 인터페이스를 사용하는 점점 관심이 있습니다. 이 비디오에 제시된 방법은 만성 관통 및 표면 전극 시스템을 이식하는 방법을 보여줍니다. 다른 실리콘 만성 전극 시스템은 6 존재하는 동안, 우리는 NeuroNexus 테크놀로지 7,8 개발한 평면 전극을 이온 주입에 주력했습니다. 다른 전극 시스템의 이식을위한 기술은 상당히 다릅니다. 설명 외과 단계, stereotaxic 귀 클럽에서 동물을 장착하는 것이 가장 어렵고 이식 전극의 배치의 정확성을 결정하는 가장 중요한 단계가 될 수 있습니다. 익스 트림 치료는 각 귀 막대 끝이 제대로 (外耳道)에 위치하고있다는 생각이 따라서 이동해야합니다. assura 후왼손 엄지와 집게손가락이 고개를 지원하고 귀, 바 팁 반대 머리의 압력을 계속 적용하면서 귀 바 팁은 동물의 권리 귀 (外耳道)에 있는지 제정신, 네 오른손으로 동물의 목을 놓습니다. 오른손으로 유스 타키 오관으로 느슨하게 왼쪽 귀 막대를 푸시하고 ​​약간 안쪽으로 압력을 적용합니다. 당신이 (外耳道)로 왼쪽 귀, 바 팁 전표를 느낄 수있을 때까지 아래로 앞으로 모든 주변 동물의 머리의 왼쪽으로 이동합니다. 오른손으로 왼쪽 귀 표시줄에 압력을 적용하는 것을 계속한다. 동물의 머리를 풀어하며, 여러분 이제 무료로 왼손으로, 왼쪽 귀 표시줄의 세트 나사를 조입니다.

<table border="1"><tbody><tr><td> 장비 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 댓글 </td></tr><tr><td> 뼈 스크류 - # 2-56 X 16분의 3, 필립스 냄비 머리, 18-8 S / S </td><td> BoltDepot </td><td> 7650 </td><td></td></tr><tr><td> 뼈 스크류 - # 2-56 × 1 / 8, 필립스 냄비 머리, 18-8 S / S </td><td> BoltDepot </td><td> 9617 </td><td></td></tr><tr><td> 대형 산소 탱크 - 크기 K </td><td> 극저온 가스 </td><td> OXKME </td><td></td></tr><tr><td> 작은 산소 탱크 - 사이즈 전자 </td><td> 극저온 가스 </td><td> OXYE-AL </td><td></td></tr><tr><td> Vannas - 튀빙겐 봄 가위 - 2.5mm 블레이드 각도 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 15002-08 </td><td></td></tr><tr><td> 뒤몽 # 5 포셉, 테플론 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 11626-11 </td><td></td></tr><tr><td> 뒤몽 # 5 포셉, Dumostar </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 11295-10 </td><td></td></tr><tr><td> 학생 Vannas 봄 가위 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 91500-09 </td><td></td></tr><tr><td> Adson 집게 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 11006-12 </td><td></td></tr><tr><td> 구부러져 Friendman - 피어슨 Ronqeur, </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 16221-14 </td><td></td></tr><tr><td> 아이리스 가위 - ToughCut </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 14058-11 </td><td></td></tr><tr><td> Vannas - 튀빙겐 봄 가위 - 5mm 블레이드 스트레이트 </td><td> Fi를NE 과학 도구 </td><td> 15003-08 </td><td></td></tr><tr><td> 메스 핸들 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 10003-12 </td><td></td></tr><tr><td> 플라스틱 살균 상자 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 20810-02 </td><td></td></tr><tr><td> 스테인레스 스틸 눈금자 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 30086-15 </td><td></td></tr><tr><td> 프로브 및 주걱 - 스트레이트 14cm </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 10090-13 </td><td></td></tr><tr><td> Hemostat 스트레이트 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 13002-10 </td><td></td></tr><tr><td> Hemostat가 구부러져 </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 13003-10 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> 마이크로 드릴 역inless 철강 털은 - 0.7mm </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 19008-07 </td><td> 10/Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> 마이크로 훈련 스테인레스 철강 털은 - 0.5mm </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 19007-05 </td><td> 10/Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> 셀프 부수 뼈 나사 - 1.17mm (diam) - 4.7mm (길이) </td><td> 파인 과학 도구 </td><td> 19010-00 </td><td> 100/Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> 인공 눈물 </td><td> 어부 </td><td> NC9860842 </td><td> 각각의 </td></tr><tr valign="bottom"><td> Betadine </td><td> 어부 </td><td> 19-066452 </td><td> 병 </td></tr><tr valign="bottom"><td> F-AIR 카본 필터 </td><td> 어부 </td><td> NC9112250 </td><td> 깡통 </td></tr><tr valign="bottom"><td> 작은 주걱 면화는 끌어내려 &#39;무균 비 </td> &lt;TD&gt; Materiel 서비스 </td><td> 1104 </td><td> 10Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> 거즈 2 &quot;X 2&quot; </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 1630 </td><td> 25Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> 니들 팁, 23 GA X 1 &quot; </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 39,412 </td><td> 케이스가 판매 </td></tr><tr valign="bottom"><td> 니들 팁 (27) GA X 1.25 &quot; </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 25,251 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> 니들 팁, 30 GA X 0.5 &quot; </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 22,023 </td><td> 10Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> 연고, 트리플 항생제 0.6g </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 2528 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> 파우치, 셀프 인감 살균 Pouche<html> 초, 3.5 &quot;X 8&quot; </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 1023 </td><td> 10Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> 솔루션 1000ml를 Ringers </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 5263 </td><td> 12Bag/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> 메스 블레이드 # 15 멸균 일회용 </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 1975 </td><td> 3Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> 봉합사, 나일론 w/P-3 니들, 5-0, 18인치 </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 4618 </td><td> 12/Box </td></tr><tr valign="bottom"><td> Underpad, 일회용 23 &quot;X 36&quot; </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 2545 </td><td> 15Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> 윤활제, 젤리 외과 무균 </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 2538 </td><td> 12Box/Case </td></tr>&quot;&gt; <td> 흡수성 폼 젤 2cmx6cmx7mm </td><td> Materiel 서비스 </td><td> 3107 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> 여섯 조각 세트 - 나사 스크루 드라이버 세트 </td><td> 국립 보석점 용품 </td><td> ETSCR98001 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Kwik 실, 접착제 </td><td> WPI </td><td> KWIK-SIL </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Kwik 실 튜브 </td><td> WPI </td><td> 600,009 </td><td></td></tr><tr valign="top"><td> 만성 실리콘 전극 16-64 사이트 </td><td> NeuroNexus 기술 </td><td> 프로브 디자인에 다름 </td><td></td></tr><tr valign="top"><td> 만성 박막 표면 전극 (microECoG) 16-32 사이트 </td><td> NeuroNexus 기술 </td><td> 프로브 디자인에 다름 </td><td>&nbsp;
 </td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

단일 유닛 활동과 electrocorticographic 신호를 녹음하기 위해 만성 신경 전극 외과 이식

Surgical Implantation of Chronic Neural Electrodes for Recording Single Unit Activity and Electrocorticographic Signals

장기 electrophysiological 녹음의 성공은 종종 주입 수술의 품질에 따라 달라집니다. 여기 전극 시스템을 이온 주입하는 과정을 배우고있는 외과의에 대한 유용한 정보를 제공합니다. 우리는 관통 및 표면 전극 모두의 주입 절차를 보여줍니다. 수술 과정은 절차에 걸쳐 각 단계의 자세한 설명을 포함하여 처음부터 끝까지 설명되어 있습니다. 그것은이 비디오 가이드 설치류 모델 및 기타 소형 동물 모델에서 실시 절차를 향해 초점을 맞추고있다는 또한 지적되어야한다. 설명된 절차의 수정은 다른 동물 모델에 가능합니다.

우리는 만성 신경 기록 전극을 이온 주입하는 과정을 배우고있는 외과의에 대한 유용한 정보를 제공합니다. 관통 및 표면 양쪽 전극 시스템을위한 기술은 쥐 동물 모델에 설명되어 있습니다.

단일 유닛 활동과 Electrocorticographic 신호를 녹음하기 위해 만성 신경 전극 외과 이식

장기적인 전기생리학적 기록의 성공 여부는 종종 이식 수술의 품질에 달려 있습니다. 본 문서에서는 ...을 위한 유용한 정보를 제공합니다.

이 절차의 전반적인 목표는 만성 전기생리학적 기록을 위한 전극을 삽입하는 것입니다. 이를 위해 먼저 동물을 마취하고 수술 준비를 합니다. 준비가 완료되면 중앙선을 따라 절개하여 두개골 상단을 노출시킵니다.다음으로 나사를 고정하기 위한 구멍을 뚫고 개두술을 실시합니다. 마지막으로 전극을 이식하고 치과용 아크릴로 보호 캡을 제작합니다. 작업이 완료되면 전극을 신호 수집 시스템에 연결하여 활동 전위 및 국소 전위(local field potentials)를 포함한 전기생리학적 신호를 기록할 수 있습니다.만성 전기생리학적 기록의 주요 장점은 마취 없이 깨어 있는 상태로 행동하는 동물을 연구할 수 있다는 점입니다. 이러한 방식은 학습 및 기억, 주의력, 의사 결정 등 급성 수술로는 확인하기 어려운 신경과학의 핵심 질문들에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 오늘의 수술은 Sarah Nik과 Colin Stetner가 진행할 예정입니다. 발가락 꼬집기를 통해 통증 반사가 없는 것을 확인하여 동물에게 수술 수준의 마취가 유도되었음을 확인한 후, 수술 준비를 하십시오.양 눈 사이부터 귀 뒤쪽까지 동물의 털을 깎은 후, 눈에 윤활제를 도포합니다. 그다음 Isop profile, 알코올, Betadine을 교대로 사용하여 제모 부위를 3회 세척합니다. 측정 장치를 부착하고 정위 고정기(Stereotaxic) 귀 바에 동물을 고정합니다.이제, 먼저 동물을 이동시켜 첫 번째 이어 바(ear bar)를 배치하고, 다음으로 약간의 안쪽 압력을 가해 두 번째 이어 바의 방향을 잡아 각 이어 바 팁을 청각 ATU에 조심스럽게 위치시킵니다. 동물의 귀 뒷부분을 잡고 앞뒤로 단단하게 흔들어 봅니다. 동물이 적절하게 고정되었다면, 머리가 단단하고 안정적으로 고정된 느낌이 듭니다.메스로 머리 부분을 다시 멸균하고, 중앙선을 따라 절개합니다. 멸균 면봉을 사용하여 클램프로 피부를 고정합니다. 뼈에 부착된 하부 결합 조직을 제거합니다.면봉 팁으로 출혈을 흡수하고 최소화할 수 있습니다. 이 시점에서 클램프를 피부 아래 조직으로 재배치하고, 과산화수소를 사용하여 뼈 표면을 소독하고 세척합니다. 그 다음 거즈 패드로 뼈를 건조시키며, BMA 및 lambda 지점을 기준으로 정위 고정 타워(stereotaxic tower)를 사용하여 개두술을 위한 천공 위치를 확인합니다.펜이나 얕은 드릴링을 통해 표면에 표시를 합니다. 이제 앵커 스크류를 고정하기 위해 뼈에 나사 구멍을 뚫고, 주변부-를 따라 접지 앵커 스크류를 배치하며 Lambda 후방에 접지 스크류를 배치합니다. 개두술 부위 주변에는 스크류를 배치하지 않고 비워 둡니다.나사를 식립한 후, 두개골 절개술을 위한 드릴링을 수행합니다. 먼저 두개골 절개 부위의 네 모서리에 얕은 가이드 구멍을 뚫고, 이어서 절개 부위의 외곽선을 따라 드릴링합니다. 이때 대량 출혈을 유발할 수 있으므로 가능하면 상시상정맥동(sagittal sinus)을 피하십시오. 이제 튼튼한 포셉을 사용하여 중앙의 골편을 제거하고, 노출된 경막에 인공 뇌척수액(CSF) 또는 식염수를 공급하여 수분을 유지합니다.28 gauge 또는 그보다 작은 규격의 피하 주사침 끝을 90도로 살짝 구부려 혈관을 피해 사용합니다. 경막의 표면을 걸어 뇌에서 들어 올립니다. 미세 가위를 사용하여 연결 조직을 다듬어 제거합니다.경막을 절제하면 뇌척수액(CSF)이 유출됩니다. 정위 고정 장치에 리니어 모터 액추에이터를 고정하십시오. 실리콘 전극의 접지선을 접지 나사 바닥 부분에 조심스럽게 부착하십시오.케이블이 두개골 절제술 부위 위에 놓이도록 전극을 배치합니다. 다음으로, 가열된 PEG를 사용하여 기록 전극을 삽입 장치에 부착합니다. 그런 다음 전극의 팁을 뇌 표면의 원하는 입체 좌표 위치까지 수동으로 내립니다.리니어 액추에이터의 소프트웨어 인터페이스를 사용하여 전극을 뇌 조직 내의 원하는 깊이까지 이동시킵니다. 퀵 씰을 사용하여 기록 전극 케이블을 인접한 나사에 부착함으로써 뇌에 고정합니다. 고정이 완료되면, 식염수로 PEG 연결 부위를 용해시켜 삽입 장치로부터 전극을 분리합니다.뇌에서 삽입 장치를 들어 올립니다. 완료되면, 노출된 두개골 절개 부위를 생리식염수 적신 거즈, 겔 폼 또는 알긴산 겔로 덮고, 각 전극 케이블을 보호하고 덮기 위해 실리콘 폴리머를 도포합니다. 임플란트 부위를 고정하기 위해 아크릴을 도포하고 경화될 때까지 기다립니다.다음으로, 커넥터를 최종 위치에 배치하고 치과용 아크릴을 도포하여 튼튼한 헤드 캡을 만듭니다. 시멘트가 경화될 때까지 기다립니다. 그런 다음 '수술 후 회복' 섹션으로 진행하십시오.5x5 mm 크기의 장치를 식립하기 위해, 두개골 절개 부위가 노출되는 시간을 단축하고 청결을 유지할 수 있도록 Lambda와 Bgma 사이에 6x6 mm 크기의 개두술 부위를 준비합니다. 드릴링 전, 캡과 개두술 부위의 건조한 주변부에 UV 경화형 치과용 아크릴을 도포합니다. 이제 107 번 버(bur)를 사용하여 개두술의 전체적인 모양대로 뼈 표면을 얇고 투명한 층이 남을 때까지 드릴링한 후, 106 번 버를 사용하여 마무리합니다.가장자리 얇게 만들기를 마무리하려면, 롱노즈 플라이어(wrongs)를 사용하여 남은 뼈 조각을 들어 올립니다. 인공 CSF 또는 식염수에 적신 겔 폼을 사용하여 경막이 충분히 수분을 유지하도록 하십시오. 그렇지 않으면 전극이 조직 안으로 부드럽게 삽입되지 않습니다.멸균 테이프를 사용하여 마이크로 ECOG 전극을 정위 고정 장치에 고정합니다. 노출된 두개골 위로 조심스럽게 이동합니다. 전극 부위가 경막 또는 박리 표면에 닿을 수 있도록 아래를 향하게 하여 전극을 내립니다.이제 경막이나 외피가 노출된 전극 주변과 박막 전극 위에 생리식염수에 적신 작은 젤 폼 조각들을 배치합니다. 그런 다음 젤 폼 위부터 커넥터까지 UV 경화성 치과용 아크릴을 도포하여 헤드 캡을 고정합니다. 이때 커넥터의 캡 하단 부분을 넘어서 덮지 않도록 주의하십시오.나사는 덮지 않은 상태로 두어 전선이 닿을 수 있게 합니다. 캡이 고정되면 테이프를 자르고 타워에서 물러납니다. 접지선을 경막에 닿아 있는 임의의 나사에 세 번 이상 위아래로 감아 연결하십시오.그 다음, 기준선을 동일한 방식으로 다른 나사에 연결합니다. 마지막으로, 캡의 표면을 아크릴로 추가 보강하여 마무리합니다. 시멘트가 경화되면 수술 부위를 봉합할 준비가 완료됩니다.수술 후 회복을 시작하려면 프레임에서 동물을 분리하십시오. 동물이 스스로 정상 산소 수치를 유지할 수 있을 때까지 체온을 따뜻하게 유지하고 보조 산소를 공급하십시오. 만성 이식술을 받은 각 동물은 개별 케이지에 수용하십시오.동물이 수술 후 완전히 회복하는 데는 보통 4~7일이 소요됩니다. 성공적으로 임플란트가 삽입된 경우, 수술 직후 1 kHz에서 측정되는 임피던스 값이 예측 가능한 범위 내에 있습니다. 신경 신호는 임플란트 전극에서 스파이크(spike)를 나타내며, 박막 표면 전극에서는 서파 진동(slow wave oscillation)을 나타냅니다.이 영상을 시청한 후에는 반복적인 연습을 통해 만성 수술을 수행하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 숙련되면 두 시간 이내에 수술을 완료할 수 있을 것입니다.

surgical-implantation-chronic-neural-electrodes-for-recording-single

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

이 비디오는 코필린 발현을 표적으로 하고 조작하는 아데노 관련 바이러스에 대한 반응으로 전기 신호를 기록하기 위해 쥐의 대뇌 피질에 전기 피질 측정 전극을 이식하는 프로토콜을 보여줍니다.

전기 피질 기록을 위한 마우스 피질에 전극 이식

이 비디오는 실시간 발작 감지를 위해 마취된 쥐에 머리 전극 시스템을 이식하는 방법을 보여줍니다. 이 절차에는 자극 및 전극 기록, 치과용 시멘트로 고정, 헤드 마운트 증폭기에 연결하는 작업이 포함됩니다.

실시간 발작 감지를 위해 쥐 모델에 머리 전극 시스템 이식

다른 전극 코팅은 전기 화학적, 화학적, 기계적 특성 변화를 신경 기록 성능에 영향을 미친다. 체외에서 전극의 비교 그러나 생체 반응의 비교는 일반적으로 전극 / 신경 세포의 거리에서 동물 사이의 변화에 의해 복잡하고, 비교적 간단하다. 이 문서에서는 신경 기록 전극을 비교하는 강력한 방법을 제공한다.

신경 기록 전극의 체계적인 전기 및 전기 생리 평가를위한 방법

두개의 전극 이식 환자는 환자가 행동 작업을 수행하는 동안 뇌의 여러 영역에서 신경 학적 데이터를 기록 할 수있는 독특한 기회를 제공한다. 여기서, 우리는이 환자 집단에 대한 액세스, 다른 기관에서 재현 할 수 이식 환자에서의 기록 방법을 제시한다.

두개 내 전극 피사체에 행동 작업 수행

우리는 포름알데히드 고정 인간의 시체 신경외과 인간의 뇌의 피 질에 microelectrode 배열에의 이식에 대 한 교육을 지원 하기 위해 사용 되는 절차를 설계.

외과 훈련 Neocortical Microelectrode 배열 포름알데히드 고정 인간 수 색 모델을 사용 하 여 이식에 대 한

이 상세한 프로토콜 transcranial 전기 자극 자유롭게 이동 하는 쥐에서의 단기 및 장기 효과 조사 하기 위하여 측 뼈에 transcranial 자극 전극 배치를 설명 합니다.

만성 Transcranial 전기 자극 및 쥐 Intracortical 녹음

우리는 지속적으로 피 질 측 두 엽에 후 두 극과 정면 기둥에서의 거의 전체 측면 표면 커버 일반적인 마모 셋에 대 한 전체 피 질 electrocorticographic 배열을 개발 했습니다. 이 프로토콜의 비단 뇌 경 막 외 공간에 배열의 만성 이식 절차를 설명합니다.

일반적인 마모 셋에 전체 피 질 Electrocorticographic 배열의 만성 이식

아래에 기재된 것은 자유롭게 움직이는 쥐에서 만성 전기생리학적 기록을 위해 해부학적으로 먼 뇌 영역에 걸쳐 다중 폴리머 전극 어레이를 이식하는 방법이다. 준비 및 외과 이식은 다른 종에서 사용하기 위해 이러한 방법의 적응을 안내하는 디자인 원칙에 중점을 두고 자세히 설명됩니다.

다중 유연한 폴리머 전극 어레이의 만성 이식

여기에서는 수술 방법 및 도구, 수술 후 자기 공명 영상, 청각 피질의 전기 생리학, 임플란트의 전기 화학적 특성 및 사후 면역 화학을 설명하는 minipig 모델에서 연질 경막하 전극 어레이의 장기 성능 및 안전성 평가 방법을 제시합니다.

경막하 연피질검사(ECoG) 어레이 이식 및 Minipig의 장기 피질 기록

여기에서는 설치류의 만성 전기 생리학을 위한 가볍고 비용 효율적인 프로브 임플란트 시스템을 소개하며, 사용 편의성, 프로브 회수율, 실험적 다양성 및 행동과의 호환성에 최적화되어 있습니다.

DREAM Implant: 머리가 고정되고 자유롭게 행동하는 마우스의 만성 전기생리학을 위한 가볍고 비용 효율적인 모듈식 임플란트 시스템

학습하세요 쥐 모델에서 만성 신경 전극 외과 이식 기술을 통해 단일 유닛 활동과 전기피질 신호를 기록하는 방법을. 이 기술은 깨어있는 동물의 행동 신경과학 연구에 필수적입니다.

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