Name: 미세 전극은 장기 깊은 뇌 자극 쥐의 Subthalamic 핵에 전극의 주입을 가이드 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-10-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 52 s
Description: 배우세요 쥐의 subthalamic nucleus에 미세전극을 이식하고 장기 자극을 수행하는 방법을. 미기록 시스템을 활용한 정확한 위치 선정으로 운동 조절 신경 메커니즘 연구에 활용됩니다.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

우리는 전선을 준비해 준 Mr Wagbel과 우리의 계획에 따라 플러그와 케이지를 건설해 준 Mr Tiesch에게 감사를 표하고 싶습니다. 이 작업은 Deutsche Forschungsgemeinschaft (Sonderforschungsbereich 688)의 지원을 받았습니다. Felix Fluri는 독일 뷔르츠부르크 대학 클리닉의 Interdisziplinäre Zentrum für Klinische Forschung (IZKF)의 펠로우십을 보유하고 있습니다.

실험 뇌졸중 연구에 대한 권장 사항에 따라 및 수행 (17)을 연구하고 현재 동물 연구 : 동물 실험은 뷔르츠부르크 대학 및 법적 상태 당국 (54-2531.01-102 / 13 낮은 프랑켄, 승인 번호)에 의해 승인되었다의보고 생체 실험 지침에서 (http://www.nc3rs.org.uk/arrive-guidelines). 1. 마취 <ol><li> 절차의 기간 동안 공급 가스 (산소)와 이소 플루 란의 충분한 양을 보장하기 위해 마취 시스템을 확인합니다. 정위 악기의 앞니 막대로 원추형 두부를 연결 -3.3 mm의 앞니 막대를 넣어. </li><li> 공급 가스 (/ 분 2 패)를 켭니다. 상자에 쥐를 놓고 상단을 밀봉. 3.5 %로 이소 플루 란 기화기를 켭니다. </li><li> 쥐가 누운 때 마취 가스 앞니 막대에 고정 노즈콘 흐른다 있도록 시스템을 전환. </li><li> RA를 제거상자 실에서 T와 귀와 눈 사이의 영역을 면도; Jodosept PVP와 적신 면봉을 사용하여, 느슨한 머리를 제거하는 면도 영역을 닦아. </li><li> 원추형 두부 (그림 1)에서 쥐를 놓고 O 2 (/ 분 1 패)에 이소 플루 란 2.5 %로 마취를 계속합니다. 인터 영역을 곤란하게하여 마취의 수준을 확인합니다. 쥐가 적절하게 마취되면, 방어 반사 신경 (발의 즉, 철수)를 폐지한다. </li><li> 절차를 수행하는 동안 자극에 호흡과 반응을 모니터링하고 필요에 따라 기화기를 조정합니다. </li><li> 마취 동안 건조를 방지하기 위해 눈에 수의사 연고를 적용합니다. 모니터링 및 피드백 제어 시스템에 의해 가열 37 ± 0.5 ℃의 체온을 유지한다. </li></ol> 2. 수술 <ol><li> 전체 수술 중 무균 수술 필드를 유지합니다. surgeon&#39;s 손 멸균 및 운영 필드는 멸균 한 후에 만​​ 이동 carefu에서야 및 불임을 깰하지 기억. 이것은 또한 하나의 악기를 설정할 수있는 멸균 필드 (즉, 멸균 방수 커튼)를 갖는이 포함되어 있습니다. </li><li> 면도 영역의 중심에 0.2 ml를 피하 mepivacaine 주입. Mepivacaine 3 시간까지의 행동의 지속 시간을 갖는 국소 마취제이다. 그것은 더 외과 영역 마취 것이다. </li><li> 메스를 사용하여 중간 선 절개는 귀 사이에 시작하고 2cm으로 연장합니다. 골막 (피부 아래 반짝 막)도 절개되어 있는지 확인합니다. 네 클램프 (그림 2)와 두개골을 노출. </li><li> 관상 및 시상 봉합이 노출 될 때까지 면봉을 사용하여 부드럽게 골막을 제거; 그 후, 탈지면과 피를 막다. </li><li> 프로브 홀더에 고정 바늘을 사용 브레 그마의 좌표를 결정하고 검은 펠트 펜 바늘 끝을 표시한다. 전방 / 후방 (AP)를 사용하여 중간 선 / 측면(ML)와 dorsoventral (DV) 드라이브 나사 직접 브레 그마 위에 바늘의 선단을 위치. </li><li> AP와 ML 버니어 스케일 판독을 가지고 : 오른쪽 STN에 전극을 주입 ML 독서에서 AP 읽기 3.6 mm 및 2.5 mm 빼기, 또는 왼쪽 STN에 전극을 주입 2.5 mm를 추가합니다. 이 위치는, 두개골의 표면에 바늘 끝을 하강 후 펠트 펜의 염료에 의해 표시 될 것이다. </li><li> 정위 악기의 큰 프로브 홀더에 치과 드릴을 클램프. 즉, 두개골에 표시된 지점 - 계산 된 영역에 치과 드릴을 이동합니다. 경질이 보일 때까지 현미경을 통해 보면, (두개골은 약 1mm 두께) 두개골에 구멍 (직경 약 1 mm)를 드릴. 마이크로 해부 포셉 또는 멸균 된 바늘을 사용하여 경질 후퇴. 경질는 전극의 끝을 파괴하기에 충분히 튼튼. </li><li> 각각의 정면 비늘에 치과 드릴 구멍을 드릴 및 INT에전극 구멍 erparietal 비늘 대향. 정위 장비에서 프로브 홀더를 분리합니다. 정맥 혈관이 두개골에서 봉합을 다음과 같이 두개골 봉합 드릴하지 마십시오. </li><li> 다섯 구멍의 각에 뼈 나사를 조이십시오. 너무 깊이에 나사를 스레딩하지 마십시오. 스테인레스 스틸 나사 (M1.6)의 경우, 2-3 적절하게 뇌에 압력을주지 않고 나사를 보유 할 나사의 회전. 권수는 나사의 피치에 의존 할 것이다. 미세 조작기의 전극 (그림 3)와 프로브 홀더를 클램프. </li><li> 끝이 거의 브레 그마에 접촉 될 때까지 AP, ML 및 DV 드라이브 나사를 사용하여 전극과 프로브 홀더를 이동합니다. 브레 그마에서 AP, ML 및 DV 버니어 스케일 판독을합니다. 판독이 이루어질 경우, 이동하는 동안 두개골을 긁어에서 전극을 방지하기 위해 전극을 몇 mm를 올립니다. 이 전극으로 삽입되어야하는 곳의 좌표 위치를 결정구멍, ML 독서에 2.5 mm의 AP 독서에 3.6 mm를 추가하고 추가 (또는 빼기). </li><li> AP 및 ML 드라이브 나사를 사용하여, 계산 된 위치에 전극을 이동. 이 시점에서, 전극 팁 드릴 전극 구멍 바로 위에 위치하고해야합니다. 그런 다음, 현미경을 통해 보면, 경질 (그림 4)의 수준에 전극을 낮 춥니 다. 이 레벨은 DV 방향 제로 레벨로서 기능한다. 그 후, 부드럽게 현미경을 통해 보면 뇌에 전극의 끝 부분을 삽입합니다. </li><li> 기록 시스템의 커넥터 전극 핀을 연결한다. 패러데이 케이지를 착용 할 것 (또는 알루미늄 호일로 대체) 정위기구의 쥐 (그림 5)를 통해. 에서 근무하는 공간의 카운터 포이즈와 정위 장비를 접지합니다. </li><li> 기록 시스템을 시작한다. 가능하다면, 또한 방전시 advancin / 단일 유닛 고약의 음향 신호를 얻는 스피커를 사용G 전극. </li><li> 천천히 전극을 진행하는 동안 전기 활동을 기록하여 뇌에 전극을 삽입합니다. 경질로부터 7.5 내지 8.1 mm의 깊이, STN의 특정 전기 활동은 일반적으로 검출 (도 6)이다. 18 : STN 뉴런의 전형적인 활동이 불규칙한 발사 패턴과 높은 발사 속도를 특징으로한다 (40.9 ± 12.9 Hz의 주파수를 의미한다). </li><li> 기록시, (0.8~1.0 %로, 예) 최대한 마취를 감소; 저 마취 동물은 명확 전기 두뇌 활동을 보여줍니다. </li><li> 전극을 내릴 때 두개골의 표면에서 변위 된 모든 혈액이나 뇌척수액을 얻어 면봉. </li><li> 소량의 치과 용 시멘트를 혼합하고 전극 주위와 작은 주걱 (도 7)을 사용하여 나사 5의 네 주위를 적용한다. 다섯째 스크류 플러그의 접지 와이어를 고정하는 데 사용될. </li><li> 치과 용 시멘트가 고정 될 때, 기록 장치의 전극 홀더 및 커넥터 핀을 전극 분리. </li><li> 치과 용 시멘트로 고정되지 않은 나사를 풉니 다. 전극 핀 플러그를 넣습니다. 다섯 번째 나사 (그림 8)와 플러그의 접지선을 고정합니다. </li><li> 치과 용 시멘트를 혼합하고 플러그 주위를 적용 할 수 있습니다. 시멘트가 두꺼워 같이, 캡을 형성하기 위해 플러그 주위 금형. 동물에 해 (그림 9a 및 B)를 강화하는 동안 그들을 제거 할 수 있습니다 치과 시멘트의 날카로운 모서리를 피하십시오. </li><li> 상처 가장자리를 괴사 조직을 제거하고 전면과 캡 뒤에 봉합을 닫습니다. 상처 가장자리를 소독. </li><li> 회전에 고정 된 와이어에 머리 플러그를 연결합니다. 정위 악기에서 쥐를 제거합니다. </li><li> 2-3 일 동안은 하루에 한 번씩 다음 개입의 끝에서 트라마돌 (12.5 ㎎ / ㎏, 복강)를 적용합니다. 화력 깨끗한 케이지에 쥐를 놓습니다L 지원이 케이지 (그림 10)에 회전을 수정하고 1 시간 동안주의 깊게 검사합니다. </li><li> 이 흉골 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복 할 때까지 무인 동물을 두지 마십시오. 완전히 회복 될 때까지 다른 동물의 회사에 수술을 한 동물을 반환하지 않습니다. </li></ol> 3. 자극 <ol><li> 임피던스 측정기를 사용하여 자극 전에 동물의 저항을 결정한다. </li><li> 와이어 및 전류 출력 와이어의 타 단부에 플러그와 자극의 접지선에 대한 출력 회전의 플러그를 연결한다. 자극을 프로그래밍하기 위해 컴퓨터와 함께 자극기를 연결합니다. </li><li> 프로그램의 자극 파라미터를 선택; 예를 들면, 파킨슨 병에 사용되는 파라미터는 펄스 길이이다 : 60 마이크로 초; 주파수 : 130 Hz에서. 운동 장애 인식 될 때까지 증가하는 현재의 진폭 쥐를 자극한다. 일을 줄일 수운동 이상증을 유발 강도 아래 10~20%하거나 신경 학적 징후가 사라지고 동물이 편안 할 때까지 전자 전기 강도. 단상 직사각형 펄스가 본 연구에 사용 하였다. </li><li> 실험을 완료 한 후 이소 플루 란 동물을 안락사 : 5 % 이상으로 isofurane 유량이나 농도를 조정한다. 정지 호흡 후 1 분까지 이소 플루 란 노출을 계속합니다. </li></ol>

<ol><li>Kumar, R., Lang, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+of+the+globus+pallidus+pars+interna+in+advanced+Parkinson%E2%80%99s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation of the globus pallidus pars interna in advanced Parkinson’s disease.</a> Neurology. 55 (12 Suppl 6), S34-S39 (2000).</li>
<li>Volkmann, J., Allert, N., Voges, J., Weiss, P. H., Freund, H. -J., Sturm, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+and+efficacy+of+pallidal+or+subthalamic+nucleus+stimulation+in+advanced+PD%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Safety and efficacy of pallidal or subthalamic nucleus stimulation in advanced PD.</a> Neurology. 56 (4), 548-551 (2001).</li>
<li>Volkmann, J., Allert, N., Voges, J., Sturm, V., Schnitzler, A., Freund, H. -J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+results+of+bilateral+pallidal+stimulation+in+Parkinson%E2%80%99s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Long-term results of bilateral pallidal stimulation in Parkinson’s disease.</a> Annals of Neurology. 55 (6), 871-875 (2004).</li>
<li>Odekerken, V. J., van Laar, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subthalamic+nucleus+versus+globus+pallidus+bilateral+deep+brain+stimulation+for+advanced+Parkinson%E2%80%99s+disease+%28NSTAPS+study%29%3A+a+randomised+controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Neurology%22%5BJournal%5D)">Subthalamic nucleus versus globus pallidus bilateral deep brain stimulation for advanced Parkinson’s disease (NSTAPS study): a randomised controlled trial.</a> The Lancet Neurology. 12 (1), 37-44 (2013).</li>
<li>Benabid, A. L., Pollak, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+suppression+of+tremor+by+chronic+stimulation+of+the+ventral+intermediate+thalamic+nucleus%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet%22%5BJournal%5D)">Long-term suppression of tremor by chronic stimulation of the ventral intermediate thalamic nucleus.</a> The Lancet. 337 (8738), 403-406 (1991).</li>
<li>Volkmann, J., Wolters, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pallidal+deep+brain+stimulation+in+patients+with+primary+generalised+or+segmental+dystonia%3A+5-year+follow-up+of+a+randomised+trial%5BTitle%5D)+AND+%22The+Lancet+Neurology%22%5BJournal%5D)">Pallidal deep brain stimulation in patients with primary generalised or segmental dystonia: 5-year follow-up of a randomised trial.</a> The Lancet Neurology. 11 (12), 1029-1038 (2012).</li>
<li>Nguyen, J. -P., Nizard, J., Keravel, Y., Lefaucheur, J. -P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasive+brain+stimulation+for+the+treatment+of+neuropathic+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Neurology%22%5BJournal%5D)">Invasive brain stimulation for the treatment of neuropathic pain.</a> Nature Reviews Neurology. 7 (12), 699-709 (2011).</li>
<li>Kohl, S., Schönherr, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+for+treatment-refractory+obsessive+compulsive+disorder%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+psychiatry%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation for treatment-refractory obsessive compulsive disorder: a systematic review.</a> BMC psychiatry. 14, 214(2014).</li>
<li>Schlaepfer, T. E., Bewernick, B. H., Kayser, S., Mädler, B., Coenen, V. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+Effects+of+Deep+Brain+Stimulation+for+Treatment-Resistant+Major+Depression%5BTitle%5D)+AND+%22Biological+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Rapid Effects of Deep Brain Stimulation for Treatment-Resistant Major Depression.</a> Biological Psychiatry. 73 (12), 1204-1212 (2013).</li>
<li>Fisher, R., Salanova, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+of+the+anterior+nucleus+of+thalamus+for+treatment+of+refractory+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsia%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation of the anterior nucleus of thalamus for treatment of refractory epilepsy.</a> Epilepsia. 51 (5), 899-908 (2010).</li>
<li>DeGiorgio, C., Heck, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vagus+nerve+stimulation+for+epilepsy%3A+Randomized+comparison+of+three+stimulation+paradigms%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Vagus nerve stimulation for epilepsy: Randomized comparison of three stimulation paradigms.</a> Neurology. 65 (2), 317-319 (2005).</li>
<li>Callaghan, E. L., McBryde, F. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+Brain+Stimulation+for+the+Treatment+of+Resistant+Hypertension%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Hypertension+Reports%22%5BJournal%5D)">Deep Brain Stimulation for the Treatment of Resistant Hypertension.</a> Current Hypertension Reports. 16 (11), 1-10 (2014).</li>
<li>Green, A. L. M. R. C. S., Wang, S., Owen, S. L. F., Paterson, D. J. D. P., Stein, J. F. D., Aziz, T. Z. D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlling+the+Heart+Via+the+Brain%3A+A+Potential+New+Therapy+for+Orthostatic+Hypotension.+%5BMiscellaneous+Article%5D%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery+June+2006%22%5BJournal%5D)">Controlling the Heart Via the Brain: A Potential New Therapy for Orthostatic Hypotension. [Miscellaneous Article].</a> Neurosurgery June 2006. 58 (6), 1176-1183 (2006).</li>
<li>Chang, J. -Y., Shi, L. -H., Luo, F., Zhang, W. -M., Woodward, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+the+neural+mechanisms+of+deep+brain+stimulation+in+rodent+models+of+Parkinson%E2%80%99s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%2C+%26+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">Studies of the neural mechanisms of deep brain stimulation in rodent models of Parkinson’s disease.</a> Neuroscience, & Biobehavioral Reviews. 32 (3), 352-366 (2008).</li>
<li>Hardman, C. D., Henderson, J. M., Finkelstein, D. I., Horne, M. K., Paxinos, G., Halliday, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+basal+ganglia+in+rats%2C+marmosets%2C+macaques%2C+baboons%2C+and+humans%3A+Volume+and+neuronal+number+for+the+output%2C+internal+relay%2C+and+striatal+modulating+nuclei%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Comparative+Neurology%22%5BJournal%5D)">Comparison of the basal ganglia in rats, marmosets, macaques, baboons, and humans: Volume and neuronal number for the output, internal relay, and striatal modulating nuclei.</a> The Journal of Comparative Neurology. 445 (3), 238-255 (2002).</li>
<li>Paxinos, G., Watson, C. H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+rat+brain+in+stereotaxic+coordinates%22">The rat brain in stereotaxic coordinates</a>. , Academic Press Elsevier. Amsterdam. (2007).</li>
<li>Dirnagl, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bench+to+bedside%3A+the+quest+for+quality+in+experimental+stroke+research%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cerebral+Blood+Flow%2C+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Bench to bedside: the quest for quality in experimental stroke research.</a> Journal of Cerebral Blood Flow, & Metabolism. 26 (12), 1465-1478 (2006).</li>
<li>Maesawa, S., Kaneoke, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+in+hemiparkinsonian+rats%3A+neuroprotection+of+dopaminergic+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Long-term stimulation of the subthalamic nucleus in hemiparkinsonian rats: neuroprotection of dopaminergic neurons.</a> Journal of Neurosurgery. 100 (4), 679-687 (2004).</li>
<li>Spieles-Engemann, A. L., Behbehani, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulation+of+the+rat+subthalamic+nucleus+is+neuroprotective+following+significant+nigral+dopamine+neuron+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+disease%22%5BJournal%5D)">Stimulation of the rat subthalamic nucleus is neuroprotective following significant nigral dopamine neuron loss.</a> Neurobiology of disease. 39 (1), 105-115 (2010).</li>
<li>Agnew, W. F., Yuen, T. G. H., McCreery, D. B., Bullara, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histopathologic+evaluation+of+prolonged+intracortical+electrical+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Histopathologic evaluation of prolonged intracortical electrical stimulation.</a> Experimental Neurology. 92 (1), 162-185 (1986).</li>
<li>Harnack, D., Winter, C., Meissner, W., Reum, T., Kupsch, A., Morgenstern, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+electrode+material%2C+charge+density+and+stimulation+duration+on+the+safety+of+high-frequency+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">The effects of electrode material, charge density and stimulation duration on the safety of high-frequency stimulation of the subthalamic nucleus in rats.</a> Journal of Neuroscience Methods. 138 (1-2), 207-216 (2004).</li>
<li>Groothuis, J., Ramsey, N. F., Ramakers, G. M. J., van der Plasse, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physiological+Challenges+for+Intracortical+Electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimulation%22%5BJournal%5D)">Physiological Challenges for Intracortical Electrodes.</a> Brain Stimulation. 7 (1), 1-6 (2014).</li>
<li>Li, Q., Ke, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Therapeutic+Deep+Brain+Stimulation+in+Parkinsonian+Rats+Directly+Influences+Motor+Cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Therapeutic Deep Brain Stimulation in Parkinsonian Rats Directly Influences Motor Cortex.</a> Neuron. 76 (5), 1030-1041 (2012).</li>
</ol>

저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

<html> 이 연구는 쥐의 STN에 극성 만성 전극을 이식하기위한 지침의 단계별 세트를 제공합니다. 낮은 임피던스와 텅스텐 전극은 종종 DBS 18, 19, 백금 / 이리듐 백금 (Pt / IR) 약 1 MΩ의 임피던스를 한 것으로 사용되었다 만든 극성 전극에 사용하고 있지만. PT / IR 전극도 그들의 유리한 성질 파킨슨 병 환자에서 사용된다 : 그들은 최소한의 부식 (20)을 보여 더 높은 전하 밀도를 사용하지 않는 경우 해당 조직 손상 (21)를 생성하지 않는다. 이 연구의 목적은 병진 접근을 달성하기 위해 장기 자극 설정하고, 이후, 전술 한 사양 전극 본 실험에 적용 하였다. 전극 팁의 현지화를 보여주는 뇌 조각의 조직 학적 검사는이 실험에서의 Pt / IR (22)의 감쇠 외국 몸 응답을 확증. 본 연구에서 ENT는 &quot;&gt;, 1 MΩ의 임피던스와 백금 / IR의 전극을 사용 하였다. 전극을 낮은, 또는 더 높은 임피던...

4 또는 복부 중간 시상 5 - 깊은 뇌 자극 (DBS)은 예컨대 내부 글로 버스 창백 1 subthalamic 핵 (STN) 2와 같은 특정 뇌 구조로 주입 전극을 통해 전기 신호의 전달에 기초한 처리이다. 지난 20 년,이 치료는 파킨슨 병 1에 대한 강력한 치료 도구로 설립되었습니다 - 4, 근육 긴장 이상 (6)과 떨림 (7), 또한 만성 통증 (7), 정신 질환 (조절하는 데 사용됩니다 즉, 강박 장애 8, 주요 우울증 9) 또는 난치성 간질 (10, 11). 또한, DBS는, 장래에, 내화성 동맥 고혈압 기립 성 저혈압 (12) 또는 (13)에 대한 치료 방법이 될 수있다. 효과의 기초가되는 생리적 메커니즘DBS의 이해 가난하게 남아있다. 마취 설치류의 연구는 임상 DBS (14) 적용 모방 고주파 자극에 신경 반응에 대한 통찰력을 제공하고 있습니다. 그러나, 이들 연구는 DBS 효과 행동 확증 부족뿐만 아니라, 14인가 자극 파라미터에 따라 상당한 변동을 초래할. 더 간결 의식 설치류에서 DBS의 행동 효과 및 기본 메커니즘을 조사하기 위해, 자극 설정은 특정 요구 사항을 충족이 필요하다. DBS는 주로 장기간의 치료로서 사용된다 (예를 들면, 파킨슨 병, 만성 통증). 부는 플러그뿐만 아니라, 외부 자극에 플러그에서 와이어 전극으로 구성되도록 따라서, 설치류에서 자극 설정이 설계되어야한다; 두개골에 고정 할 때이 장치는 경량하지만 깨지지해야한다. 또한, 이동의 자유는 stimula 동안 쥐에 불가결오랜 기간에 걸쳐 기. DBS의 타겟 구조는 소형이고; 예를 들어, 래트에서 STN 1.2 mm의 길이와 0.8 mm 3,15의 체적을 갖는다. 따라서, 전극은 핵 병변 중에 삽입되지 않고, 필요에 타겟팅하는 것은 정확한 것으로되도록 설계되어야한다. 설치류에서 수행 가장 DBS 연구 대상 구조의 전극 랜드 마크 기반 정위 삽입을 사용한 바와 같이, 에러율 Paxinos 왓슨 (16)에 따라 좌표를 사용하는 경우에도, 상대적으로 높을 수있다. 이는 통계적으로 의미있는 결과를 달성하기 위해 필요한 동물보다 많은 초래한다. 전극 주입 기술이 도입되어, 본 연구에서, 그 전극을 전진하면서 microrecording 시스템을 사용하여 높은 정확도로 STN을 목표로하고있다. 또한, 자극 시스템은 자극에 대한 동물의 이동성을 허용 고도뿐만 아니라 연속 stimulati을 보장하지 않는 제시쥐의 머리에 (스테인레스 스틸 스프링에 의해 보호됩니다) 자극 와이어의 안전한 고정을 통해에.

<table><tbody><tr><td>Pt / IR 전극</td><td>FHC Inc.</td><td>UE</td><td>주문품: 명세: UEPSEGSECN1M</td></tr><tr><td>마개</td><td>GT Labortechnik (Arnstein/독일)</td><td></td> <td>주문품</td></tr><tr><td>Pin 우두머리</td><td>DISTRELEC</td><td>143-95-324</td><td>단 하나 줄, 90°C; 1x3 datamate, 유형 M80-8420342</td></tr><tr><td>소켓</td><td>DISTRELEC</td><td>143-95-621</td><td>단 하나 줄, 똑바른 2개 mm 극 no.1 x 3 datamate, 유형 M80-8400342</td></tr><tr><td>스테인리스 봄</td><td>플라스틱 ONE</td><td>SS0102</td><td>부품-#: .120 X .156 스프링 ID(mm): 3.0&nbsp; 스프링 OD (mm) : 4.0</td></tr><tr><td>치과 용 시멘트 / Paladur</td><td>Heraeus Kulzer</td><td>64707938</td><td>액체, 500ml</td></tr><tr><td>치과 용 시멘트 / Paladur</td><td>Heraeus Kulzer</td><td>64707954</td><td>분말, 장미, 500g</td></tr><tr><td>헤드 스크류</td><td>허머 & Reiss</td><td>V2ADIN84 M1.6x3</td><td></td></tr><tr><td>Jodosept PVP</td><td>Vetoquinol</td><td></td><td>435678/E04</td></tr><tr><td>Mepivacain 1%</td><td>AstraZeneca</td><td></td><td>PZN03338515</td></tr><tr><td>Epinephrine</td><td>Sanofi-Aventis</td><td></td><td>PZN00176118</td></tr><tr><td>Tramadolhydrochloride</td><td>Rotexmedica</td><td></td><td>38449.00.00</td></tr></tbody></table>

미세 전극은 장기 깊은 뇌 자극 쥐의 subthalamic 핵에 전극의 주입을 가이드

Microelectrode Guided Implantation of Electrodes into the Subthalamic Nucleus of Rats for Long-term Deep Brain Stimulation

깊은 뇌 자극 (DBS)은 예컨대 특발성 파킨슨 병, 근긴장 또는 떨림 등의 여러 신경 학적 장애에 대한 널리 사용하고 효과적인 치료이다. DBS는 중추 신경계의 특정 해부학 적 구조에 대한 깊은 전기 자극의 전달에 기초한다. 그러나, DBS의 효과의 기초가되는 메카니즘은 수수께끼 남아있다. 이것은 특히 쥐 동물 모델에서 DBS의 영향을 조사하는 관심을 이끌었다. DBS는 장기 치료법이기 때문에, 연구는 DBS 후 몇 주 발생할 신경 회로의 분자 유전 학적 변화에 집중되어야한다. 쥐가 제자리에 자극에 동물의 머리에서 선도적 인 와이어를 유지에 문제가 발생 자신의 케이지에서 이동하기 때문에 쥐의 장기 DBS는 도전이다. 또한, 래트 뇌에서 자극 타겟 구조는 작고, 따라서 전극을 용이하게 필요한 위치에 위치 될 수 없다. 따라서, 오래 지속 stimula에 대한 설정약 1MΩ의 임피던스와 백금 / 이리듐 전극을 사용하여 쥐의 기 본 연구를 위해 개발되었다. 이러한 사양은 적절한 자극 전극 아니라 DBS위한 대상 영역을 식별하기 위해 깊은 뇌 구조의 기록이 아니라 허용한다. 우리의 셋업에서, 와이어 플러그 전극이 두개골에 고정 네 개의 고정 나사 치과 시멘트에 포함되었다. 자극에 플러그에서 와이어는 스테인리스 스틸 스프링에 의해 보호되었다. 스위블 엉킴되는 것을 방지하기 위해 와이어를 회로에 연결되었다. 전반적으로,이 자극 셋업 쥐 자유로운 이동도의 높은 정도를 제공하며 오래 지속되는 강도를 유지하는 헤드 플러그뿐만 아니라, 플러그와 자극 사이의 와이어 연결을 가능하게한다.

기록 시스템을 이용하여 쥐의 STN에 전극을 주입 - 여기서 제시하는 바와 같이 - 동물 당 약 1 시간 소요 DBS 대한 효율적이고 정확한 방법이다. 이 모델은 매우 사소한 절차 : 수술 대상 10 쥐에서, 모든 개입을 살아 남았다. 스물 네 시간의 개입 후, 각 쥐의 상태를 모니터링하고, 어떤 동물은 심각도 코드에 따라 1 개 이상의 3 점 달성하지 않습니다. 지속적인 자극의 기간 (십사일, 24 시간 일) 동안, 분리 된 어떤 와이어, 파산하거나 통해 물린했다. (10) 쥐의 아무도는 치과 시멘트의 캡을 잃어 버리지 않았으며 자극의 단계에서 장비에 의해 다칠했다. 자극하기 전에이 (10) 동물에서 측정 된 임피던스는 353 ± 101 kΩ의했다. 래트는 130 Hz의 주파수와 60 마이크로 초 펄스 폭에서 자극 하였다. 평균 자극 강도 또는 계속 구강 안면의 강도 임계치 이하로 20 %로 설정 한 60 μA였다ralateral 앞발의 운동 장애는, 이에 의해 자극의 기간 동안 공급 또는 운동의 문제를 방지한다. <...

쥐의 시상하핵(STN)에 전극을 이식하는 방법을 설명합니다. STN의 더 나은 위치 파악은 마이크로 기록 시스템을 사용하여 달성되었습니다. 또한, 동물의 머리와 자극기 사이의 오래 지속되는 연결을 특징으로 하는 자극 설정이 제공됩니다.

미세 전극은 장기 깊은 뇌 자극 쥐의 Subthalamic 핵에 전극의 주입을 가이드

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, ...

이 절차의 전반적인 목표는 쥐의 시상하핵(subthalamic nucleus)에 미세 전극을 기록 기반으로 식립하고, 이후 해당 핵에 장기적인 자극을 가하는 것입니다. 이는 먼저 노출된 두개골에 전극 구멍을 뚫음으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 전극 구멍을 통해 전극을 뇌 내부로 진입시키면서, 시상하핵(STN) 특유의 활성이 감지될 때까지 뇌의 서로 다른 영역에서 전기적 활성을 동시에 기록하는 것입니다.다음으로, 전극 샹크 주변에 치과용 시멘트를 도포하여 전극을 고정하고, 전극 핀에 헤드 플러그를 부착합니다. 마지막 단계로, 치과용 시멘트로 플러그를 고정한 뒤 이를 자극기로 이어지는 전선에 연결합니다. 최종적으로, 적출한 뇌를 8 µm 두께의 절편으로 자르고 hematoxylin 및 eosin으로 염색하여 전극 팁이 시상하핵에 위치했음을 확인합니다.맹목적 전극 삽입과 같은 기존 방법과 비교하여 이 기술의 주요 장점은, 기록 유도 마이크로 전극 삽입을 통해 시상하핵을 매우 정확하게 타겟팅할 수 있다는 점입니다. 동물 실험은 Burg 대학교와 법적 국가 기관의 승인을 받았으며, 실험적 뇌졸중 연구의 연구 권장 사항 및 현재의 인비보(in vivo) 실험 동물 연구 보고 지침에 따라 수행되었습니다. 가이드라인에 따라, 분당 2L의 공기와 3.5%의 isof fluorine이 공급되는 유도 챔버에서 쥐를 마취합니다. 쥐를 유도 챔버에서 꺼내 귀와 눈 사이의 털을 깎습니다. 소독액을 적신 면봉을 사용하여 제모한 부위를 닦아냅니다.느슨한 털을 제거하려면 공기 흐름을 노즈 콘(nose cone)으로 전환하고, 마취제 농도를 1L/min의 유량으로 공급되는 2.5% Isof fluorine으로 조절하십시오. 쥐를 노즈 콘 위에 위치시키고 정위 고정기(Stereotaxic frame)에 배치하십시오. 발가락 사이 영역을 꼬집어 마취 수준을 확인하십시오.쥐가 충분히 마취되었다면 방어 반사가 소실됩니다. 마취 중 안구 건조를 방지하기 위해 눈에 동물용 연고를 도포하십시오. 쥐의 체온을 37 °C로 모니터링하고 유지하십시오.수술 부위를 마취하기 위해 제모된 부위의 중앙에 0.2 milliliters의 mepivacaine을 피하 주사하며, 이 시점부터 멸균 상태를 유지하십시오. 메스로 양쪽 귀 사이에서 시작하여 앞쪽으로 약 2 centimeters까지 정중선 절개를 실시합니다. 골막까지 절개되었는지 확인한 후, 4개의 클램프를 사용하여 두개골을 노출시킵니다.면봉을 사용하여 관상 및 시상 봉합선이 노출될 때까지 골막을 조심스럽게 제거합니다. 출혈 부위는 탈지면으로 지혈합니다. 프로브 홀더에 바늘을 고정한 다음, 검은색 사인펜으로 바늘 끝에 표시를 합니다.전후(anterior posterior), 정중(midline), 외측(lateral) 및 등쪽-배쪽(dorso ventral) 구동 나사를 사용하여 바늘 끝을 bgma 바로 위에 위치시킵니다. AP 및 ML 베니어 캘리퍼 측정값을 기록합니다.우측 STN에 전극을 삽입하기 위해 AP 측정값에서 3.6 mm를 빼고 ML 측정값에서 2.5 mm를 뺍니다. 바늘 끝을 두개골 표면까지 내려 사인펜 염료로 주입 지점을 표시한 후, 치과용 드릴을 정위 고정 장치의 대형 프로브 홀더에 고정합니다. 치과용 드릴을 두개골의 표시된 지점으로 이동시키고, 현미경으로 관찰하면서 경막이 보일 때까지 두개골에 직경 약 1 mm의 구멍을 뚫습니다.이곳이 전극을 위한 구멍입니다. 경막은 전극의 팁을 손상시킬 정도로 단단하므로, 미세해부 핀셋이나 멸균 바늘을 사용하여 경막을 견인하십시오. 치과용 드릴을 사용하여 각 전두골 편평부와 전극 구멍 반대편의 두정골 편평부에 구멍을 뚫으십시오.그 후, 각 두정 인설(inter parietal squama)에 구멍을 뚫습니다. 다섯 개의 구멍 각각에 골 나사를 박습니다. 나사를 너무 깊게 박으면 뇌에 압박을 줄 수 있으므로 주의하십시오.회전 수는 나사의 피치에 따라 달라집니다. 여기서는 각 나사를 2~3회 회전시켰습니다. 프로브 홀더를 정위 고정 장치에서 분리하고, 전극이 장착된 프로브 홀더를 마이크로 조작기에 고정하십시오.AP, ML 및 DV 드라이브 나사를 사용하여 전극이 장착된 프로브 홀더를 팁이 Breg ma에 거의 닿을 때까지 이동시킵니다. Breg ma 위치에서의 AP, ML 및 DV 버니어 척도 읽기 값을 기록하십시오. 그런 다음, 이동 중에 전극이 두개골을 긁지 않도록 전극을 수 밀리미터 위로 올리십시오.전극을 구멍에 삽입해야 하는 위치의 좌표를 결정하려면, AP 판독값에 3.6 millimeters를 더하고 ML 판독값에 2.5 millimeters를 더하십시오. AP 및 ML 구동 나사를 사용하여 전극을 계산된 위치로 이동시킵니다. 이 시점에서 전극 팁은 드릴로 뚫은 전극 구멍 바로 위에 위치해야 합니다.다음으로, 현미경으로 관찰하면서 전극을 경막 높이까지 내립니다. 이 위치를 DV 방향의 0점으로 기록합니다. 그런 다음 전극의 팁을 뇌 속으로 조심스럽게 삽입합니다.현미경으로 관찰하면서 전극 핀을 기록 시스템의 커넥터에 연결하십시오. 정위 고정 장치를 실험실의 접지 단자에 접지하십시오. 그런 다음 정위 고정 장치에 고정된 쥐 위에 패러데이 케이지를 덮으십시오.알루미늄 호일의 효과가 패러데이 케이지(Faraday cage)와 동일하므로, 여기에서 보여주는 것처럼 알루미늄 호일을 사용할 수도 있습니다. 가능하다면 기록 시스템을 시작하십시오. 전극을 전진시키면서 단일 단위의 방전 음향 신호를 얻기 위해 스피커를 사용하십시오.전극을 삽입하는 동안 전기적 활동을 기록하면서 전극을 뇌 속으로 천천히 삽입하십시오. 마취 수준이 낮을수록 뇌의 전기적 활동이 더 명확하게 나타나므로, 기록 중에는 마취제 농도를 가능한 한 0.8에서 1%까지 낮추십시오. STN의 특이적 전기 활동은 일반적으로 경막으로부터 7.5에서 8.1 mm 사이의 깊이에서 검출됩니다.STN 뉴런의 전형적인 활동은 불규칙한 발화 패턴과 높은 발화율이 특징입니다. 이제 전극을 내릴 때 두개골 표면에 묻은 혈액이나 뇌척수액을 면봉으로 닦아내고, 소량의 치과용 시멘트를 혼합한 후 작은 스패튤라를 사용하여 전극 주변과 5개의 나사 중 4개 주변에 도포합니다. 치과용 시멘트가 굳으면 기록 시스템의 전극 홀더 및 커넥터에서 전극 핀을 분리하십시오.그런 다음 치과용 시멘트로 고정하지 않은 다섯 번째 나사를 풉니다. 전극 핀에 플러그를 끼우고 플러그의 접지선을 네 번째 나사로 고정합니다. 시멘트가 점차 걸쭉해지면 플러그 주변에 치과용 시멘트를 도포합니다.플러그 주변에 성형하여 캡을 형성합니다. 동물에게 해를 끼칠 수 있는 치과용 시멘트의 날카로운 모서리는 피하고, 굳는 동안 이를 제거하십시오. 상처 가장자리를 변연절제술로 정리한 후 캡 뒷부분을 봉합하여 폐쇄하고, 상처 가장자리 앞부분은 소독합니다.헤드 플러그를 스위벨에 고정된 와이어에 연결합니다. 그 다음 쥐를 정위 고정 장치에서 제거하고, 적절한 수술 후 진통제(kg당 12.5 mg)를 투여합니다.여기서는 트라마돌을 사용합니다. 열 지지 장치가 있는 깨끗한 케이지에 쥐를 넣고 이 케이지에 스위벨을 고정합니다. 동물의 회복 상태를 관찰하십시오.이 이미지는 전극 끝부분이 위치한 지점을 시각화하기 위해, 이식 및 지속적인 자극 후 14일째에 희생시킨 동물의 8 µm 두께 절편을 hematoxylin과 eosin으로 염색한 모습입니다. 실선은 STN을 둘러싸고 있습니다. 14일간의 자극 기간 동안 전극 끝부분이 위치했던 곳에 작은 병변이 보입니다.전극의 침투 경로가 보이지 않는다는 점에 주목해야 하며, 이는 전극이 주변 조직을 손상시키지 않았음을 나타냅니다. 이 이미지는 동일한 영역을 더 높은 배율로 보여줍니다. 전극 팁에 대한 뇌 조직의 반응으로 인해 병변 주변에서 소수의 염증 세포가 검출되었습니다.이 기술을 숙달하면, 적절하게 수행했을 때 1시간 15분 만에 완료할 수 있습니다.

microelectrode-guided-implantation-electrodes-into-subthalamic

Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

출처: Batra, V., et al. 정맥 메스암페타민 자가 투여에 대한 심부 뇌 자극 효과를 평가하는 일반적인 방법. J. Vis. 경험. (2016).이 비디오는 동물이 레버를 눌러 정맥 메스암페타민을 자가 투여하여 측좌핵에서 도파민 방출에 의해 유발되는 강박적인 약물 추구 행동으로 이어지는 약물 중독의 쥐 모델을 보여줍니다. 이에 대응하기 위해 쥐는 이식된 양극성 전극을 통해 심부 뇌 자극(DBS)을 받아 측좌핵의 과잉 활동 뉴런을 억제하기 위해 고주파 펄스를 전달합니다. 그런 다음 약물 추구 행동의 변화를 관찰하여 DBS의 효과를 평가하여 중독 관련 반응을 줄일 수 있는 잠재력을 밝힙니다.

쥐 모델에서 약물 중독 치료로서의 심부 뇌 자극

출처: Selvakumar, T., et al., 전시상핵의 심부 뇌 자극 후 쥐 해마의 유전자 발현 변화 분석. J. vis. 경험. (2015년)이 비디오는 쥐의 뇌에 전극을 이식하여 신경 활동을 조절하고 해마와의 의사소통을 강화하여 신경 생존 및 신경 발생을 지원하는 심부 뇌 자극(DBS)을 적용하는 절차를 보여줍니다.

쥐 모델에서 해마 신경 활동에 대한 심부 뇌 자극의 효과

이 비디오는 무선 양방향 다채널 전극 장치를 쥐의 뇌에 이식하여 다채널 신경망을 기록하고 자극하는 절차를 보여줍니다.

쥐의 뇌에 무선 양방향 미세전극 시스템 이식

이 비디오는 쥐의 시상하핵에 전극을 이식하여 전기 자극을 전달하는 절차를 보여줍니다.

쥐의 시상하핵(subthalamic nucleus)에 전극을 이식하는 단계

이 프로토콜은 설치류에서 동시에 기능성 자기 공명 영상과 깊은 두뇌 자극을위한 표준 방법을 설명합니다. 이러한 실험 도구를 함께 사용은 거의 모든 뇌 대상에 전기 자극에 대한 응답으로 글로벌 다운 스트림 활동의 탐사 할 수 있습니다.

설치류에 동시 fMRI를 깊은 뇌 자극

뇌심부자극술(DBS) 수술의 치료 효과의 기저에 있는 메커니즘에 대한 조사가 필요합니다. 본 원고에 제시된 방법은 DBS 수술 후 신경발생을 촉진할 수 있는 후보 유전자의 유전자 발현 프로파일을 분석하여 DBS에 의해 유발되는 세포 이벤트를 조사하는 실험적 접근 방식을 설명합니다.

전방 시상 핵의 깊은 뇌 자극 후 쥐 해마의 유전자 발현 변화 분석

이 기사는 IV 메스암페타민 의존성 치료를 위해 약물 사용 환경과 시간적, 공간적으로 분리된 두개내 전기 자극의 전달에 대해 설명합니다.

정맥 필로폰 자기 관리에 깊은 뇌 자극의 효과를 평가하기위한 일반적인 방법

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

이 프로토콜에는 생쥐에서 신뢰할 수 있는 HFS 메서드를 설정 하는 방법을 보여 줍니다. Hippocampal가 뇌 전체 신경 전기 HFS 직접 및 간접적으로 비보에 의해 자극 된다. 신경 활동 및 분자 신호 검사 c-fos 와 Notch1 immunofluorescent 얼룩, 각각; 성체는 bromodeoxyuridine 분석 결과 라벨에 의해 정량 이다.

고주파 자극에 의해 마우스가 뇌의 활성화에 대 한 침략 적 방법

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

배우세요 쥐의 subthalamic nucleus에 미세전극을 이식하고 장기 자극을 수행하는 방법을. 미기록 시스템을 활용한 정확한 위치 선정으로 운동 조절 신경 메커니즘 연구에 활용됩니다.

미세 전극은 장기 깊은 뇌 자극 쥐의 Subthalamic 핵에 전극의 주입을 가이드

더 많은 동영상 탐색