침술에 의해 쥐와 마우스에서 간질 Electrocorticograms (ECoGs)의 조작 및 절전

이 절차의 전반적인 목표는 동물 모델에서 간질, 수면 및 침술의 효과를 평가하는 것입니다. 이 방법은 소동물 모델에서 간질을 확립하고, 수면을 분석하고, 침술을 수행하는 방법에 대한 신경 과학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 해당 학기에 외측 피질 및 외측 근조영술 전극을 정위 수술로 빠르고 쉽게 이식할 수

이 절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 대학원생인 Yi-Jou Wu입니다. 발가락 꼬집음에 대한 반응 부족으로 적절한 진정 깊이를 확인한 후, 첫 번째 그룹에서 6-8주 된 250-350g의 Spregg Dolly 쥐에게 안연고를 바르십시오. 이발을 사용하여 두개골 상단의 털을 제거합니다.

포비돈 요오드 용액과 75% 에탄올을 순차적으로 도포하여 피부를 소독한 다음 감염을 방지하기 위해 항생제를 주사합니다. 다음으로, 동물을 입체 택시 기계에 장착한 다음 이어바를 외이도에 놓습니다. 메스를 사용하여 귀 사이의 두개골을 따라 약 2cm의 정중선 꼬리 절개를 만듭니다.

그런 다음 지혈기를 사용하여 피부 덮개를 자르고 두개골을 노출시키고 메스를 사용하여 조직을 제거합니다. 두개골이 깨끗해지면 회전 도구를 사용하여 노출된 뼈의 좌반구와 우측 반구 모두에 있는 전두엽, 두정엽, 후두엽과 소뇌에 약 0.7mm 직경의 구멍 8개를 뚫습니다. 그런 다음 국소 간질 감지를 위해 8개의 전기 피질 조영술 전극을 구멍에 나사로 고정합니다.

별도의 쥐 그룹에서 세 개의 구멍을 뚫고 첫 번째 그룹과 동일한 좌표로 피질의 오른쪽 전두엽 및 두정엽에 두 개의 나사 뇌파 전극을 놓습니다. 다음으로, 왼쪽 소뇌에 세 번째 뇌파 전극을 놓아 동물을 접지하고 신호 아티팩트를 줄입니다. 목, 피부, 근육을 분리하고 목 근육에 두 개의 근전도 전극을 삽입합니다.

두개골에 또 다른 구멍을 뚫고 편도체의 왼쪽 중심핵에 미세주입 가이드 캐뉼라를 삽입합니다. 그런 다음 두개골에 1.6mm 구멍을 뚫고 두정엽 피질 표면에 보정된 30킬로볼트 서온스터를 삽입하여 피질 온도를 모니터링합니다. 절연된 전기 피질과 근전도 전극 리드를 받침대로 연결합니다.

치과용 아크릴을 사용하여 받침대를 접합하고 캐뉼라를 두개골로 안내한 다음 서모스터를 밧줄에 연결합니다. 그런 다음 감염을 예방하기 위해 폴리스포린으로 절개 부위를 국소적으로 치료하고 수술 후 일주일 동안 이부프로핀과 페니실린 G가 보충된 물을 동물에게 투여합니다. 국소 측두엽 간질을 유도하려면 마이크로 주입 펌프를 사용하여 주입 가이드 캐뉼라를 통해 분당 0.2 미크론의 속도로 편도체의 왼쪽 중앙 핵으로 0.5 마이크로 리터의 필로 카르핀을 투여합니다.

재발성 간질이 있는 전신 간질을 유발하려면 필로카르핀 IP 1kg당 300mg을 주사합니다. 침술의 경우 먼저 수동으로 경혈을 찾습니다. 예를 들어, 풍치 경혈은 목에 있는 귀 사이의 후방 정중선에서 3mm 떨어진 곳에 있습니다. 관심 경혈에서 낮은 피부 임피던스를 확인한 후 2mm 깊이의 경혈에 스테인리스 스틸 바늘을 삽입합니다.

그런 다음 기능적인 전기 자극기를 사용하여 바늘을 통해 경혈에 1밀리암페어 강도로 150밀리초 바이위상 펄스의 10헤르츠 트레인을 전달합니다. 여기서, 좌반구의 두정엽(parietal lobe)에 있는 전기피질조영술 전극으로부터 획득한 우세한 간질형 전기피질검사(epileptiform electrocorticogram)가 도시되어 있다. 필로카르핀 투여 후, 나머지 전기 피질 조영술 전극에서 드문 간질 활동이 포착되어 성공적인 국소 측두엽 간질 유도를 나타냅니다.

5분 이내에 행동에 대한 심각한 콜린성 영향이 발생하며, 점차 심각성이 증가하여 전기 피질 조영술에서 전신 발작이 발생한 후 간질 발작이 발생합니다. 첫 번째 펜틸렌 테트라솔 주사 후 암흑기 동안이나 두 번째 암흑기 동안 주사를 위한 휴일의 두 번째 암흑기 동안 자발적이고 반복적인 전신 간질과 함께 간질형 피질 조영술이 관찰되지 않습니다. 각성은 높은 진폭의 근전도와 풍부한 운동 활동을 나타내며, 경계 상태가 비렘수면 또는 렘수면에서 각성으로 전환됨에 따라 피질 온도가 점진적으로 증가합니다.

비렘수면은 높은 진폭과 낮은 주파수를 가진 동기화된 피질 검사, 근전도 진폭이 점진적으로 감소하고 운동 활동이 없으며, 경계 상태가 각성에서 NREM 수면으로 전환됨에 따라 피질 온도가 감소하는 것이 특징입니다. REM 수면 중에는 전기 피질 조영파가 감소된 진폭과 함께 비동기화됩니다. 우세한 electroencaphalogram 전력 밀도는 theta 주파수 내에서 발생합니다.

근전도 활성이 가장 낮고, 위상체 경련이 관찰되며, 피질 온도가 급격히 상승합니다. 양측 펑치 경혈에 100헤르츠의 전기침술을 투여하면 필로카르핀에 의한 간질형 전기피질조영술이 악화되는 반면, 10헤르츠의 전기침술은 간질형 전기피질검사검사를 억제한다. 또한, 편도체의 왼쪽 중앙 핵에 필로카르핀을 투여하면 12시간의 명암 주기의 밝은 기간 동안 비렘수면(non-REM) 수면을 억제합니다.

100헤르츠의 전기침술은 필로카르핀에 의한 비렘수면 억제를 더욱 악화시킨다. 대조적으로, 양측 풍치 경혈에 10헤르츠의 전기침술을 주입하면 암흑기 동안 비렘수면 자체가 증가하고, 광기 동안 필로카르핀에 의한 비렘수면 감소를 차단합니다. 이 기술을 숙달하면 제대로 수행하면 1시간 30분 안에 완료할 수 있습니다.

이 절차를 시도하기 전에 숙련될 때까지 정위 수술 기술을 연습하는 것이 중요합니다. 개발 후, 이 기술은 신경과학 분야의 연구자들이 간질과 수면 장애에 대한 침술의 효과를 탐구할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 뇌파 및 근전도 전극을 외과적으로 이식하는 방법, 가이드 캐뉼라, 수면 패턴 및 침술이 뇌 활동에 미치는 기타 효과를 평가하기 위한 학기를 잘 이해하게 될 것입니다.