Name: 쥐 뇌의 일방적 인 북반구에 반복 경 두개 자기 자극 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 47 s
Description: 학습하세요 쥐 뇌에서 일방적 반복 경두개 자기 자극(rTMS) 기법을 통해 분자 메커니즘과 반구 간 차이를 연구하는 방법을. 이 기술은 신경과학 연구에 필수적인 도구입니다.

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본 연구는 대한민국 정부연구재단 지원금(KRF-2008-313-E00458)의 지원을 받았습니다. 저자는 이진주에게 기술적 도움을 준 것에 대해 감사를 표한다.

동물을 사용하여 모든 절차를 검토하고 서울 대학교 병원의 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었습니다. 1. 실험 설정 <ol><li> 동물 준비 <ol><li> 실험을 시작하기 전에 새로운 환경에 적응 수컷 흰쥐를 일주 허용. 참고 : 8 주 된 쥐가 본 연구에 사용되었지만, 현상 또는 성인 뇌 연구의 가설에 따라 선택 될 수있다. </li></ol></li><li> 유도 흡입 마취 <ol><li> 유도 5 % 각각 챔버와 노즈 콘 통해 60분의 40 % ~ 25 % / 75 % 산소 / 질소 중에서 용해한 이소 플루 란 2 %로 마취를 유지한다. 적절한 마취를 확인하기 위해 발가락 핀치에 페달 철수 반사를 폐지 수준으로 마취 깊이를 조정합니다. 참고 : 일으키게 동물을 사용하여 번역 측면에서 더 나은 선택 일 수 있지만 RTMS와 t 동안 억제하는 어려움이있다 할 수 있습니다헤이 과도한 스트레스하는 경향이 있습니다. </li><li> 직장 프로브 체온을 모니터링하고 항온 성 블랭킷 (homeothermic blanket)을 사용하여 37 ℃로 유지한다. 페달 철수 반사, 온도, 호흡과 심장 박동을 사용하여 마취 깊이를 모니터링합니다. </li></ol></li><li> 스위치 오버 유지 보수를 위해 정맥 마취에 <ol><li> 알코올 면봉으로 꼬리를 준비합니다. IV 마취 (그림 1A) 전환을위한 24 게이지 정맥 카테터와 측면 꼬리 정맥에 카테 테르를 꽂다. 로드 프로포폴 정맥 (1 mg을 / [kg · 분] 분 10, 10 ㎎ / ㎖ 에멀젼 사용) 동물을. 프로포폴 로딩을 시작한 후 이소 플루 란 5 분을 중단. </li><li> 이전의 연구 (16)에서와 같이 실험을하는 동안 700 μg의 / (kg · 분) - 500의 주입 속도 프로포폴 진정 작용을 유지한다. 코 콘을 통해 0.8 L / min으로 산소를 보충합니다. 참고 : 프로포폴과 마취는 inhal에 의해 대뇌 피질의 흥분의 잠재적 인 억제를 줄이는 것입니다ATION 에이전트 17-19. 그러나 마취 RTMS 실험에서 강제되지 않고, 일으키게 동물도 사용될 수있다. 마취 방법 연구 가설을 고려하여 결정되어야한다. </li><li> 마취 동안 건조를 방지하기 위해 눈에 수의학 연고를 사용합니다. </li><li> 자기 자극 (2 장 참조) 정맥 마취에 대한 완전한 전환 후 10 분을 적용합니다. </li></ol></li><li> 복구 조건 <ol><li> 복구 단계에서 생체 신호를 모니터링합니다. 이 흉골 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복 할 때까지 무인 동물을 두지 마십시오. 동물이 수술을받은 경우 완전히 회복 될 때까지, 다른 동물의 회사에 반환하지 않습니다. 주 : 질병 모델에 대한 수술을 수행하는 경우, 수술 - 후 통증 관리가 필요하다. 그러나, 통증 관리 RTMS는이 실험에 필요하지 않다. </li></ol></li></ol> 2. 반복 경 두개 자기 자극 <ol><li> 자극 코일 <ol><li> 25mm의 그림-8 코일을 통해 이상성 자극을 제공하는 반복적 인 자극을 사용하여 자극을 적용합니다. 0.5 cm가 biauricular 라인의 정점에 측 방향 코일의 중심을 찾아 땅에 코일 45 °를 angulate. 주 : 코일의 최대 자기장 세기가 자기 코일이 내장 홀더에 단단히 장착된다 T. 4.0이다. </li></ol></li><li> 모터 임계 값 <ol><li> 코일의 중심에서, 핫 스폿에서의 모터 임계치 (MT)를 결정 0.5 cm가 biauricular 라인과의 두개골 상에 평평한 표면에 정점 측 방향 위치. 이는 이전의 연구 (20)에서 사용 된 동일한 방법론이다. 참고 : 10 연속적인 자극에 의해 반대측 앞발에 5 개 이상의 만져서 수축을 불러 일으키는 최소한의 자극 강도로 MT를 정의합니다. 자극은 주로 일방적 인 자극을 보장하기 위해 반대쪽 근육 수축을 일으키는 지 여부를 확인합니다. </li&gt; </ol></li><li> RTMS의 응용 프로그램 <ol><li> 깊은 마취의 안정화 후 RTMS 10 분을 적용합니다. 연구 질문에 따라 대뇌 피질에서 선택된 대상 RTMS 사이트에서 코일의 중심을 놓습니다. 그리고, 코일 중심 자극 점에서 두개골 표면과의 직접 접촉을 위해 상기 코일 기울. 참고 : 예를 들어, 접지 angulate 코일 45는 반대측 피질 (도 1B 및 1C)의 RTMS의 전위 직접적인 영향을 최소화하기 위해. </li><li> 일방적 반구의 20 분 RTMS의 세션에 동물을 대상. 소프트웨어 콘솔을 사용하여 저주파수 (1 Hz에서) 높은 주파수 (20 Hz로) 또는 가짜 자극 프로토콜 RTMS를 전달하고 (100)의 자극의 강도를 설정 - 이동 단말의 110 %. </li><li> 휴식없이 1 Hz의 자극을 수행합니다. 소프트웨어 콘솔 입력 &quot;20&quot;분)은 &quot;1200&quot;탄을 사용. 20 Hz에서 자극의 경우, 28 다음 자극의 2 초를 실시나머지의 초. 소프트웨어 콘솔 입력 &quot;20&quot;분 &quot;1600&quot;탄을 사용. </li><li> 가짜 자극의 경우, 덮개 뼈에 수직 코일 (90 ° 회전)를 기울이고 헤드 표면 (그림 1D)에서 2cm 떨어진 코일의 가장자리를 배치합니다. 장치 본체에 단단히 코일 홀더를 고정; 실험 기간 동안 수작업으로 상기 코일을 보유 할 필요가 없다. 주 : 음향 및 다른 비 특정 효과를 보상하기 위해, 별개의 모의 프로토콜이 별개의 자극 프로토콜을 사용한다. 예를 들어, 1 Hz에서 허위 자극 1 Hz에서 RTMS 실험에 사용될 수있다. </li></ol></li><li> 코일 냉각 <ol><li> 1- 및 20 Hz에서 자극 주파수 (도 2)에서 20 분 동안 반복 자기 자극을 가능하게하는 물 냉각 시스템을 사용한다. 코일 또는 자극의 온도가 모니터되지 않지만 과열을 방지하기 위하여 실험 기간 동안 코일의 전체 길이를 둘러싼 얼음 물 순환. 참고 : 시판되는 냉각 코일 래트도 사용될 수있다. </li><li> 가능하다면, RTMS 기계의 가열 게이지를 확인하여 상기 코일의 온도를 모니터링한다. 주 : RTMS 자극과 관련된 부정적인 결과가 없었다. 금속 귀 식별 태그는 자극 코일 근처에서 사용되는 경우에 잠재적 인 화상 위험 그러나있다. </li></ol></li></ol> 3. 마이크로 양전자 방출 단층 촬영 <ol><li> 동물 준비 <ol><li> 유지 보수 (참조 단계 1.2.1과 1.3.1)에 대한 유도 및 정맥 마취에 대한 흡입 마취를 실시한다. 이동 단말의 100-110%의 자극 강도에서 10 분 동안 동물 1-Hz의 RTMS을 적용합니다. </li><li> 다섯 분 RTMS 자극을 마친 후, 정맥 꼬리 정맥 카테터를 사용하여 생리 식염수 0.5 ㎖에 녹이고 2- [F-18] 플루오로 글루코오스 (18 FDG)의 1 mCi의 주입. 18 FDG 섭취 30 분을 허용합니다. 참고 : 전체 마이크로 PE 동안 마취에서 쥐를 놓습니다T 실험. </li></ol></li><li> 이미지 분석 <ol><li> 자극의 unilaterality을 재확인하기 위해 뇌 영상에 대한 PET 스캐너를 사용합니다. 3-D 반복 알고리즘과 이미지를 재구성. RTMS에 의한 신진 대사의 변화를 평가하기 위해, 가로 뇌 부분 (21)의 이미지에 관심 (로아)의 영역을 식별합니다. </li></ol></li><li> 안락사 <ol><li> 마이크로 PET 이미징을 수행 한 후, 래트를 깊게 마취 동안 이산화탄소 채워져 챔버에서 래트를 안락사. </li></ol></li></ol> 4. mRNA의 마이크로 어레이 <ol><li> 안락사 <ol><li> 유도 5 % 각각 챔버와 노즈 콘 통해 60분의 40 % ~ 25 % / 75 % 산소 / 질소 중에서 용해한 이소 플루 란 2 %로 마취를 유지한다. 참수되기 전에 발가락 핀치에 페달 철수 반사를 폐지 수준으로 깊이 마취. </li><li> 1-Hz에서 RTMS 1 세션 후 안락사 5 분 동안 쥐 목을 벨. </li></ol></li><li> 조직 수확 <ol><li> 접힌 된 종이 수건, 뼈 rongeur, microscissors, 큰 수술 가위하는 microforcep, 호 10 또는 11 메스 블레이드, 얼음으로 가득 뚜껑 10 cm 유리 페트리 접시를 포함하여, 사용의 순서로 재료 및 수술 도구를 배치 1.5 ㎖의 튜브. 시체의 처리를 위해 비닐 봉투를 준비합니다. </li><li> 두개골 anterioposteriorly의 중간 선 피부 절개를합니다. 퉁명스럽게 수술 가위로 부드러운 조직과 주변 근육을 해부하고, 뼈 rongeur를 사용하여 두개골 뼈 조각을 제거합니다. 신속하게 두개골에서주의 깊게 신선한 뇌를 해부하다. 그런 다음, microforceps 및 microscissors를 사용하여 얼음에 누워. 얼음처럼 차가운 생리 식염수의 뇌 조직을 헹군다. </li><li> 즉시 드라이 아이스로 뇌를 전송하고, 이후에 추가 처리 될 때까지 튜브에서 -80 ° C에서 보관합니다. </li><li> 수확을하기 전에 뇌 조직을 해동. </li><li> 뇌의 등쪽면을 위로 배치하고, 일에서 뇌 조직을 수확microforceps 및 microscissors를 사용하여 얼음에 (일차 운동 피질에서 핫 스폿 정도) 대뇌 피질을 imulated. 1.5 ML 튜브에서 수확 된 조직을 넣습니다. </li></ol></li><li> RNA 준비 <ol><li> 용해 시약 (22)를 사용하여 조직 균질에서 총 RNA를 추출합니다. DNase의 소화 및 정리 절차 과정. RNA의 샘플 및 분취 량을 정량화하고 사용할 때까지 -80 ° C에 저장합니다. </li><li> 품질 관리 (260)의 OD 비로, 겔 전기 영동을 변성하여 RNA 순도 및 완전성을 평가 : (280), 및 시판 분석기들을 분석한다. </li></ol></li><li> 라벨링 및 정제 <ol><li> 증폭 비오틴 화 된 cRNA를 수득 시판 RNA 증폭 키트를 사용하여 총 RNA를 정제. 간단히, 리버스 전사 T7 올리고 (DT) 프라이머를 사용하여 cDNA를에 총 RNA의 550 NG를. 합성 및 시험 관내에서 두 번째 가닥의 cDNA를 전사하고 비오틴 - NTP로 레이블을 붙입니다. </li><li> 끝까지 마음 후형 치수는, 분광 광도계를 사용하여 cDNA의 정량화. </li></ol></li><li> 하이브리드 및 데이터 내보내기 (23) <ol><li> mRNA 발현 분석을위한 식 beadchip를 사용합니다. 58 ° C에서 18 시간 - 16 각 쥐-12 발현 비드 배열에 표시된 750-NG의 cDNA 샘플을 혼성화. Cy3에 스트렙 타비 딘을 사용하여 어레이 신호 검출을 수행한다. </li><li> 공 초점 스캐너 스캔 배열. 상업적으로 이용 가능한 소프트웨어를 사용하여 배열 데이터 내보내기 처리 및 분석을 수행한다. </li></ol></li></ol>

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<html> 본 연구의 주된 목적은 일방적 RTMS 동물 모델을 소개했다. 일방적 자극 RTMS 인간 연구의 가장 중요한 특징 중 하나이지만, 대부분의 연구는 작은 동물을 채용하지 않았다. 112.5 %와 133.3 % MT 자극은 동측과 반대측 유럽 의회 의원을 생산하는 반면, 로텐 버그 등. 15, 20mm의 외부 로브 직경 8 자형 코일을 사용하여 100 % MT의 자극과 반대측 유럽 의회 의원을 기록했다. 큰 유도 전기장이 반대측 반구에 영향을 미칠 수 있기 때문 일 수 있습니다. 따라서, 우리의 연구는 코일이 더 측면으로 이동하고 일방적 인 자극을 강조하기 위해 틸팅하여이 이전 작업 15,24의 확장이다. 우리는 마이크로 PET는 RTMS 후의 자극 대뇌 피질에서 글루코스 대사 로컬 증가 (도 3) 계시를 확인하기 때문에 본 연구의 주된 목적은 달성되었다. <html> jove_content &quot;&gt; 위치 및 코일의 ...

반복적 인 경 두개 자기 자극 (RTMS), 비 침습적 뇌 자극 neuromodulation위한 도구, 예컨대 1,2- 중추 통증, 우울증 3, 4, 편두통, 심지어 5-7 뇌졸중과 같은 다양한 증상의 치료에 적용되어왔다. 머리가 대뇌 피질과 결과 신경 세포 활성화에 전기장을 유도에 신속하게 코일을 통해 전류를 변경. 대뇌 피질의 흥분이 자극이 종료 된 후 30 분 동안 지속될 수 RTMS에 의해 변조 될 수 있습니다. 후 효과 RTMS의 제안 메커니즘은 장기 강화 / 우울증 같은 효과 8, 이온 밸런스 9 과도 변화를 포함하고, 대사는 10을 변경합니다. 또한, 디 라자로 등의 알. 간헐적 세타 버스트 자극은 자극에 모두 기관의 신경 세포 삼각뿔하는 흥분성 시냅스 입력에 영향을 미치는 것이 좋습니다과 반대측 반구 (11). 중요한 제한은, 그러나, 임상 상황에 벤치 증거를 번역에서 연구를 방해했다. 우선, 이전 동물 연구에서, RTMS는 전체 뇌 자극 (12)을 사용 하였다. 전체 뇌 자극 인간 연구 9에 사용되는 프로토콜과 상당히 다르다. 또 다른 문제는, 자극 지속 기간과 관련이있다. 이것은 적어도 부분적으로 기인하는 효과적인 냉각 시스템이 과거의 작은 코일 사용할 있다는 사실이다. 최근 몇 년 동안, 정액 기사는 작은 동물의 뇌에 RTMS 실험에서 이러한 어려움을 극복하기위한 방법을 제안 발표되었다. 이러한 동물 모델에 의해, 쥐의 뇌는 낮은 주파수 RTMS (13)에 응답하여 인간에서와 유사한 대뇌 피질의 흥분의 변화를 보여준다 것으로 밝혀졌다. 더 중요한 것은, RTMS의 세포 및 분자 메커니즘은 점점 BEI 있습니다NG는 RTMS의 동물 모델을 이용하여 조사 하였다. 지점에있는 경우가 억제 interneuron의 구별 유형이 간헐적 세타 버스트 자극 (14)에 가장 민감한 것으로 알려져 있다는 점이다. RTMS의 설치류 모델은, 그러므로, RTMS에 의한 변화의 분자 토대에 많이 추구 질문을 탐구하는 새로운 기회를 제공합니다. RTMS 작은 동물 모델보다 실험실에서 사용될 수있는 경우 크게 가속이 분야에서 연구를 강화할 수있다. 우리는 지금 쥐의 뇌, 이전 작업 (15)의 확장의 일방적 인 반구에 RTMS을 적용하는 방법에 대해 설명합니다. 자극에 의한 변화는 자극을 대뇌 피질에서 RTMS에 의한 변화를 연구하기 위해 마이크로 양전자 방출 단층 촬영 (PET)와 mRNA의 마이크로 어레이를 사용하여 평가 하였다.

<table><tbody><tr><td>직장 프로브가 있는 동종 담요</td><td>Harvard 장치</td><td>507222F</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane (Forane sol.)</td><td>충화</td><td></td><td></td></tr><tr><td>프로포폴 (Provive Inj. 1% 20 ml)</td><td>Claris Lifesciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>반복 자기 자극기 (Magstim Rapid2)</td><td>Magstim Company Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>25 mm figure-of-8 coil</td><td>Magstim Company Ltd</td><td>1165-00</td><td></td></tr><tr><td>PET-CT</td><td>GE Healthcare</td><td></td><td></td></tr><tr><td>QIAzol Lysis 시약</td><td>Qiagen</td><td>(미국 특허 번호 5,346,994)</td><td></td></tr><tr><td>RNeasy 지질 조직 미니 키트</td><td>Qiagen</td><td>74804</td><td></td></tr><tr><td>RNeasy Mini Spin Columns</td><td>Qiagen</td><td>(Mat No. 1011708)</td><td></td></tr><tr><td>Agilent 2100 Bioanalyzer</td><td>Agilent Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ambion Illumina RNA 증폭 키트 Ambion</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nanodrop 분광 광도계</td><td>NanoDrop</td><td>ND-1000</td><td></td></tr><tr><td>Illumina RatRef-12 발현 BeadChip</td><td>Illumina, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>아머샴 플루오로링크 스트렙타비딘-Cy3</td><td>GE 헬스케어 바이오사이언</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>스

쥐 뇌의 일방적 인 북반구에 반복 경 두개 자기 자극

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

이전의 반복적 경두개 자기 자극(rTMS)의 설치류 모델은 편측 반구 rTMS 대신 전뇌 자극을 채택했는데, 이는 인간 피험자에게 사용된 프로토콜과 다릅니다. 우리는 쥐의 뇌의 편측 반구에 rTMS를 성공적으로 적용했다고 보고합니다. rTMS는 저주파(1Hz), 고주파(20Hz) 또는 가짜 자극 프로토콜과 함께 작은 25mm 8자 코일을 사용하여 뇌의 한쪽에 전달되었습니다. 코일의 중심을 이귓바퀴 선의 꼭짓점 옆으로 1cm 정도 배치하고 코일을 지면에 대해 45° 각도로 배열하여 반대쪽 피질에 대한 rTMS의 잠재적인 직접적인 영향을 최소화했습니다. 또한 사내 수냉식 시스템을 사용하여 20Hz 자극 주파수에서도 20분 이상 반복적인 자기 자극을 가능하게 했습니다. 즉각적인 초기 유전자(Arc, Junb 및 Egr2)의 전사 증가는 가짜 자극 후보다 rTMS 후에 더 컸습니다. 20분 1-Hz rTMS를 5일 연속 투여한 후, bdnf mRNA 발현은 반대쪽 쪽보다 자극된 피질에서 유의하게 높았습니다. 여기에 제시된 모델은 rTMS의 효과에 대한 반구 간 차이를 분석할 수 있도록 하여 rTMS의 분자 메커니즘을 설명할 것입니다.

다섯 8 주령의 수컷 흰쥐는 MT 판정 별도 간 레이터 신뢰도 분석을 위해 사용 하였다. 근육 경련의 촉진을 사용하여, MTS는 두 개의 독립적 인 연구자들에 의해, 모든 쥐에서 얻을 수있는 각각 33.00 ± 4.21 % 최대 자극기 출력 (% MSO) 및 33.93 ± 0.88 % MSO로 측정 하였다. 개성 - 알트 바이어스는 -0.93이고, 계약의 95 % 한도는 7.26 %로 -9.13이었다. (가짜 RTMS 그룹 N = 1 Hz의 RTMS 4, 및 N = 2) 여섯 8 주령 쥐 마이크로 PET 실험에서, ROI는 18 F-FDG의 섭취는 평균으로서 계산되었다 같은 이미지의 동측과 반대측 대뇌 피질 모두의 보정 후 NCI는 / CC. 반대편 영역에있는 방사능 동측의 영역에서 획득 된 데이터를 정규화하기위한 기준으로 사용하고, 미분 ...

우리는 쥐의 뇌의 편측성 반구에 반복적인 경두개 자기 자극(rTMS)을 적용하여, 양귁 선의 꼭짓점에서 1cm 측면으로 25mm 8자형 코일을 배치하고 코일을 45° 각도화하여 적용했습니다. rTMS를 위해 사내 수냉식 시스템이 20분 이상 사용되었습니다.

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...

본 실험의 전반적인 목표는 소동물 모델에서 편측 반복적 경두개 자기 자극(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)을 수행하는 것입니다. 이 방법은 쥐 뇌의 한쪽 반구에만 자극을 줄 수 있게 함으로써, rTMS의 분자적 기전에 관한 핵심 질문들에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 편측 rTMS에 반응하여 나타나는 분자적 사건들의 반구 간 차이를 탐구할 수 있는 기회를 제공한다는 점입니다.이 방법이 처음인 연구자는 rTMS 코일의 크기가 매우 커서 뇌 전체를 자극할 수 있고, 운동 역치(motor threshold)를 측정하는 과정이 시간이 많이 걸리고 까다롭기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다. 본 실험실의 숙련된 기술자인 이진주(Jin-Joo Lee)가 해당 절차를 시연하겠습니다. 마취된 성체 수컷 쥐의 직장에 프로브를 삽입하여 체온을 모니터링하고, 항온 담요(homeothermic blanket)를 사용하여 체온을 37 °C로 유지하십시오.동물의 눈에 연고를 도포합니다. 그 후, IV 마취로 완전히 전환되고 10분이 지나면 양이선(biauricular line) 상의 정점에서 외측으로 0.5 centimeters 떨어진 지점에 표시를 하고, 코일 홀더를 장치에 단단히 고정합니다. 그런 다음, 해당 지점에 25 millimeter 8자형 코일의 중심을 맞추고, 코일을 지면과 45도 각도가 되도록 기울입니다.코일 표면을 두개골에 밀착시킨 상태에서 자극 강도를 서서히 높여, 코일을 통해 10회의 연속적인 이상성 자극을 가했을 때 반대측 전발에서 5회 이상의 촉진 가능한 수축을 유발하는 데 필요한 최소 자극 강도를 결정합니다. 일측성 자극이 이루어지도록, 자극이 동측 수축 없이 주로 반대측 근육 수축을 유발하는지 확인하십시오. 수냉식 냉각 시스템을 사용하여 코일을 10분 동안 냉각합니다.냉각 시스템을 통해 코일 온도를 유지하면서, 소프트웨어 콘솔을 사용하여 자극 강도를 운동 역치(motor threshold)의 100~110%로 설정합니다. 그다음, 1Hz 자극으로 rTMS를 적용하기 위해, 먼저 입력값을 20분 동안 1200회 자극으로 설정합니다. 이후 코일의 중심을 대뇌 피질의 표적 부위로 이동시키고, 코일을 기울여 자극 지점에서 코일 중심과 두개골 표면이 직접 접촉하도록 합니다.20 Hz 자극을 위해, 입력을 20분 동안 1600 shots로 설정하고, 2초간 자극 후 28초간 휴식을 수행합니다. 가짜 자극(sham stimulation)의 경우, 코일을 두개골(calvaria)에 대해 90도 회전시켜 기울이고, 코일의 가장자리를 머리 표면에서 2 cm 떨어진 곳에 위치시킵니다. 자극이 끝나면, 충분한 모니터링 하에 동물이 회복되도록 합니다.본 대표 실험에서는 8주령 쥐 6마리를 대상으로 마이크로 양전자 방출 단층촬영을 실시하여 대뇌 피질 관심 영역의 방사성 동위원소 섭취를 평가하였습니다. 반대측 영역의 방사능을 참조값으로 사용하여 동측 영역에서 얻은 데이터를 정규화하였습니다. 연속적인 3개의 횡단 이미지에서 얻은 평균 차등 섭취 비율을 다시 평균하여 쥐의 차등 섭취 비율을 계산하였으며, 이를 통해 1 Hz 그룹의 자극된 좌측 피질 영역에서 포도당 대사가 국소적으로 증가했음을 확인하였습니다.rTMS의 일측성을 뒷받침하는 결과입니다. 본 mRNA 마이크로어레이 연구에서는 여러 즉각 초기 유전자의 발현 수준이 sham 군보다 rTMS 처리 동물에서 유의하게 더 높은 것으로 관찰되었습니다. 또한, 1 Hz 자극 후, 뇌유래신경영양인자 mRNA 발현 역시 자극된 피질에서 유의하게 더 높게 나타났으며, 이는 자극된 대뇌 피질과 반대측 대뇌 피질 사이에 rTMS로 인한 차등적인 변화가 일어남을 보여줍니다.rTMS 기술은 적절하게 수행될 경우, 일단 투여가 시작되면 1시간 이내에 완료될 수 있습니다. 이 절차를 시도할 때는 rTMS 코일을 정확하게 배치하고, 뇌 반구의 일측성 자극을 확인하기 위해 반대측 및 동측 앞발의 수축을 준비하는 것이 중요합니다. 이 기술은 뇌 반구 간의 차이 및 다양한 병리적 상태에 대한 분석을 통해 rTMS의 분자적 메커니즘을 탐구함으로써, 중개 신경재활 연구 분야에서 유용하게 활용될 것입니다.이 영상을 시청하신 후에는 소동물 모델에서 편측 rTMS를 수행하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

repetitive-transcranial-magnetic-stimulation-to-unilateral-hemisphere

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

뇌 피질에 국소 허혈성 뇌졸중이 있어 BBB 손상, 혈류 감소 및 과도한 신경 활동이 발생하는 쥐를 예로 들어 보겠습니다.뇌졸중은 또한 성상세포 활성화를 유도하여 전염증성 사이토카인을 방출하는 신경독성 성상세포의 형성을 유도합니다.이것은 신경염증을 유발하여 신경 및 내피 세포 변성을 유발합니다.쥐를 구속하고 rTMS 코일을 허혈 부위 위에 배치합니다.며칠 동안 세타 버스트 rTMS를 투여합니다.전자기 펄스는 두개골을 관통하여 허혈 부위에 도달하고 중간 뉴런을 자극하여 억제성 신경 전달 물질을 방출합니다.이러한 신경전달물질은 과민성 뉴런의 수용체를 활성화하여 염화물 유입을 유도하여 과도한 신경 활동을 억제하고 신경 사멸을 감소시킵니다.또한 펄스는 신경독성 성상세포를 항염증 인자를 방출하여 BBB 무결성을 회복하는 신경 보호 표현형으로 전환합니다.rTMS는 또한 BBB의 내피 세포를 자극하여 성장 인자를 분비하여 혈관 형성을 촉진하고 뇌 혈류를 회복시킵니다.

쥐의 뇌졸중 회복을 촉진하기 위한 세타 버스트 반복 경두개 자기 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

출처: Taube, W., et.al., 인간의 피질운동신경 전달 변화에 대한 비침습적 평가. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 반복적인 경두개 자기 자극(rTMS) 후 인간의 피질운동 신경 전달 변화를 평가하는 비침습적 방법을 보여줍니다. 이 연구는 빠르고 직접적인 피질 척수 경로를 다시냅스 연결과 구별하는 전기생리학적 기술을 소개합니다.

인간 피질운동신경 시냅스의 반복적인 경두개 자기 자극 유발 변화

출처: Fritsch, B. et al. 경계심 설치류의 경두개 전기 뇌 자극. J. Vis. 경험. (2017년)이 비디오는 전극 이식과 경두개 전기 자극(tES)을 경계하는 쥐의 운동 피질에 적용하는 방법을 보여줍니다. 이는 전극 배치, 자극 전달, 그에 따른 신경 및 미세아교세포 활성화와 관련된 단계를 간략하게 설명하고 신경 치료 잠재력을 강조합니다.

깨어 있는 쥐에서 운동 피질의 경두개 전기 자극

출처: Beom, J., et al. 쥐 뇌의 편측 반구에 대한 반복적인 경두개 자기 자극. J. Vis. 경험. (2016년)이 비디오는 피질 흥분성을 조절하기 위해 마취된 쥐에서 반복적 경두개 자기 자극(rTMS)을 적용하는 방법을 보여줍니다. 이 절차에는 기본 자극을 설정하기 위해 운동 역치(MT)를 결정한 다음 MT 이상의 강도로 rTMS를 적용하여 신경 탈분극을 유도하는 것이 포함됩니다. 이 자극은 칼슘 유입을 유발하고 신경영양 인자 생성을 촉진하며 시냅스 가소성을 향상시켜 궁극적으로 피질 흥분성에 영향을 미칩니다.

반복적인 경두개 자기 자극을 사용한 쥐의 피질 흥분성 조절

출처: Dunlop, K., et al. 치료 저항성 주요 우울 장애 치료제로서의 MRI 유도 dmPFC-rTMS. J. Vis. 경험. (2015년)이 비디오는 우울증을 치료하기 위해 배내측 전두엽 피질(dmPFC)을 표적으로 하는 MRI 유도 반복 경두개 자기 자극(rTMS) 절차를 보여줍니다.

배측 전두엽 피질에 대한 MRI 유도 반복 경두개 자기 자극

우리는 만성 뇌졸중과 비 유창한 실어증 환자의 언어 능력을 향상시키기 위해 반복적 경 두개 자기 자극 (RTMS)의 사용을 탐험 해보세요. 자극 최적의 응답 각 환자의 오른쪽 전두엽 이랑있는 사이트를 식별 한 후, 우리는 RTMS 치료 10 일 동안이 사이트를 대상으로.

만성 비 유창한 실어증과 뇌졸중 환자의 언어 기능을 개선하기 위해 반복적 경 두개 자기 자극을 활용

이 연구는 신경 항법 시스템 유도 경두개 자기 자극이 의도한 대상을 표적으로 하는 데 더 높은 정확도를 갖는다는 가설을 테스트하기 위해 고안되었으며, 이는 그림 명명에 대한 반응 시간의 지연으로 측정된 건강한 피험자에서 더 높은 수준의 가상 실어증을 유발함으로써 입증되었습니다.

실어증에 대한 Neuronavigation 유도 반복 경 두개 자기 자극

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 프로토콜은 기능성 초음파 (fUS)를 사용하여 마우스 뇌의 체적 뇌 혈역학 적 변이의 정량화를 설명합니다. 감각 자극에 따른 3D 기능 활성화 맵및 휴식 상태 기능적 연결에 대한 절차는 마취 및 깨어 있는 마우스에서 예시적인 예로 제공됩니다.

경두개 기능 적 초음파 이미징을 사용하여 마우스의 전신 뇌 3D 활성화 및 기능 적 연결 매핑

이 프로토콜은 신경내비게이션 및 로봇 시스템을 이용한 실험적 작업 중 배측 및 배측측 전전두엽 피질에 대한 반복적인 경두개골 자기 자극을 보다 정밀하고 효과적으로 제시합니다. 결과에 따르면 향후 온라인 자극 연구에 중요한 시사점을 제시합니다.

인지 의사결정과 인지 부조화에서 배측 및 배외측 전두엽 피질의 온라인 반복 경두개 자기 자극

학습하세요 쥐 뇌에서 일방적 반복 경두개 자기 자극(rTMS) 기법을 통해 분자 메커니즘과 반구 간 차이를 연구하는 방법을. 이 기술은 신경과학 연구에 필수적인 도구입니다.

쥐 뇌의 일방적 인 북반구에 반복 경 두개 자기 자극

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