2017년 11월 2일
이 프로토콜 영구 epicranial 전극 소켓 설치류에 이식된 가슴 전극에 대 한 수술 설정을 설명합니다. 두 번째 전극 소켓에 두어서 transcranial 전기 두뇌 자극의 종류 그대로 두개골을 통해 경고 동물에서 모터 시스템에 전달할 수 있습니다.
이 수술 절차의 전반적인 목표는 경보를 발령하는 설치류에서 신뢰할 수 있고 반복적인 경두개 전기 뇌 자극을 허용하는 것입니다. 이 방법은 운동 기능 또는 결핍을 개선하기 위해 뇌 네트워크의 표적 전기 자극을 통해 신경 조절 및 신경 가소성 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 불편 함을 유발하지 않고 행동 측정의 간섭을 최소화하지 않고 경보 설치류에서 반복적 인 비 침습적 전기 뇌 자극 세션을 허용한다는 것입니다.
이 방법을 처음 접하는 개인은 전극 소켓 삽입 전에 뼈를 준비하는 것뿐만 아니라 흉부에서 머리까지의 터널링을 위한 올바른 경로를 찾는 것이 경험이 없는 연구자에게는 종종 수행하기 어렵기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다. 전극 소켓 배치를 위한 수술 단계와 자극을 위한 전극 준비 및 배치가 실험의 성공에 중요하기 때문에 이 방법의 시각적 시연이 중요합니다. 박사 과정 학생인 Stephanie Haschka는 경보 쥐에서 NEBS 절차를 수행하는 데 도움을 줄 것입니다.
발표자}설치류를 수술대 위에 가슴에 올려 놓는 것으로 시작하십시오. 면도한 두피는 소독제를 적신 면봉으로 소독합니다. 자연 건조시키십시오.
그런 다음 마취 깊이를 확인한 후 메스로 눈높이에서 귀 중간 수준까지 한 줄로 피부를 자릅니다. 그런 다음 쥐를 누운 자세로 돌려 가슴이 드러나도록 하고 가슴을 소독합니다. 두 손가락으로 오른쪽 가슴의 측면 피부를 펴고 두개골 방향으로 직선 시상 절단을 합니다.
왼쪽 주요 가슴 근육에서 피부를 외상으로 분리하여 피하 주머니를 만들고 작은 가위를 반복해서 열어 그렇게합니다. 다음으로, 동물을 오른쪽으로 돌리고 열린 머리 피부의 왼쪽 후두 모서리에서 목을 따라 가슴 주머니로 나가는 케이블 경로를 터널로 뚫습니다. 항상성 겸자를 사용하여 표재성 근막을 관통함으로써.
항상성 겸자를 조심스럽게 열어 날카로운 전선이 빠지지 않도록 백금 전극에 연결된 전극 케이블의 끝을 잡습니다. 전극이 설치류의 왼쪽 뒷다리를 향하는 소작 지점과 같은 방향으로 파우치에 들어갈 때까지 터널을 통해 케이블을 당깁니다. 그런 다음 설치류를 엎드린 자세로 다시 돌립니다.
다음으로, 멸균 합성 꼰 비흡수성 봉합사로 백금 플레이트를 두 개의 반대쪽 모서리 구멍에 있는 가슴 근막에 고정합니다. 마찬가지로, 느슨한 매듭으로 케이블을 근막에 연결하여 조직 터널이 들어가기 전에 약간의 고리를 형성합니다. 마지막으로 베인 부위에 따라 3-4개의 피부 봉합사로 피부를 봉합합니다.
먼저 메스로 두개골의 결합 조직인 골막을 긁어내고 면봉으로 꼼꼼하게 닦아냅니다. 절단 부위의 네 모서리에 있는 결합 조직을 불독 클램프로 고정한 다음 수술 부위를 열어 두기 위해 측면으로 매달아 놓습니다. 다음으로 0.9%의 식염수를 바르고 면봉으로 뼈 표면과 조직을 청소합니다.
그런 다음 3% 과산화수소로 뼈 표면을 청소합니다. 면봉을 사용하여 골막의 잔여물이 보일 때 제거합니다. 고정 나사는 진정 접착력을 향상시키므로 나사 크기에 맞는 드릴 비트를 선택하십시오.
핸드 드릴로 미리 드릴링한 다음 뼈 드릴로 약간의 입자 압력을 가하여 두 개의 서로 다른 뼈 플레이트에 두 개의 버홀을 배치합니다. 이 비디오에서 볼 수 있듯이 이식된 전극의 경우, 터널된 케이블의 향후 고정을 위해 오른쪽 후방 두정골에 위치한 세 번째 구멍을 뚫습니다. 플라스틱 나사를 버홀에 놓고 첫 번째 마찰이 느껴질 때까지 나사를 조입니다.
그런 다음 180도 나사 회전을 세 번 더 수행합니다. 집게를 사용하여 나사의 안정성을 확인하고 충분히 조이지 않은 경우 한 바퀴 더 돌립니다. 소작 다리미를 켜고 약 5분 동안 예열합니다.
조직 터널에서 나오는 케이블을 오른쪽 두정엽 나사에 후두부로 감은 다음 권선 뒤에 약 1cm의 케이블을 남겨두고 자릅니다. 메스로 케이블 끝의 절연체를 조심스럽게 벗겨냅니다. 그런 다음 감긴 케이블을 시아노아크릴레이트 접착제로 나사와 뼈에 고정합니다.
다음으로, 커넥터와 상대 전극 케이블의 노출된 전선에 소량의 무연 주석 캐스터를 바르고 주석 캐스터가 녹을 때까지 소작 팁을 만지면서 미리 소작된 두 부분을 함께 짧게 눌러 둘 다 연결합니다. 후속 조직 손상으로 인한 케이블의 과도한 금속 가열을 방지하기 위해 즉시 소작 팁을 제거하십시오. 운동 피질의 자극을 위해 직경 4mm의 소켓을 사용하십시오.
얇은 톱니 모양의 팁 집게가 있는 맞춤형 tES 전극 소켓을 잡고 소켓의 하단 가장자리에 시아노아크릴레이트 접착제를 얇게 바르십시오. 소켓의 내측 경계는 시상 봉합사에서 직접 끝나야 하고 코들 내부 경계는 브레그마에서 끝나야 합니다. 그런 다음 접착제가 굳을 때까지 소켓을 뼈에 짧게 누릅니다.
그리고 조명을 사용하여 소켓 영역 내의 뼈에 반사 접착제가 없는지 확인하십시오. 소켓이 제자리에 있고 미래 자극 영역에 접착제가 없는 경우 이 위치에서 전류의 션트로 이어질 수 있는 유체 다리를 피하기 위해 작은 시아노아크릴레이트 접착제 한 방울로 소켓의 측면 경계를 이웃 조직에 밀봉합니다. 그런 다음 모든 나사를 시아노아크릴레이트 접착제로 덮습니다.
다음으로, 두 성분을 작은 실리콘 튜브 또는 유리의 아크릴 시멘트에 혼합합니다. 점성이 생기면 치과 주걱으로 바르고 소켓의 나머지 경계를 뼈에 밀봉합니다. 마지막으로 두개골 전체, 나사, 상대 전극 케이블 및 소켓의 최대 1/3을 치과용 아크릴 시멘트로 덮습니다.
뼈가 모두 덮이고 시멘트가 굳은 후 불독 클램프를 제거하고 피부의 위치를 변경합니다. 먼저 tES 전극 소켓에 식염수 0.9%를 절반으로 채우고 기포를 제거합니다. 음극 tEs 세션 전에 염소 처리를 확인하고 필요한 경우 은, 염화은 전극을 다시 염소화하십시오.
anodal tES 세션 전에 자극 중에 우수한 전도성을 허용하기 위해 사포로 이전 자극에서 발생할 수 있는 과도한 염화은 침전물을 제거합니다. 그런 다음 tES 전극 캡을 조입니다. 헤드에 있는 두 개의 커넥터에 케이블을 연결합니다.
그런 다음 설치류를 실험용 케이지에 넣고 케이지 위의 회전대에 케이블을 연결하여 자유롭게 움직일 수 있도록 합니다. 자극기를 켜고 자극 매개변수를 조정합니다. 마지막으로 자극이 끝나면 케이블을 분리하고 머리의 전극 캡을 풀고 면봉으로 소켓을 청소하고 말리십시오.
결과는 형태학적 변화에 의해 평가된 미세아교세포 활성화가 제곱미터당 31.8암페어에서 먼저 발생했으며, 신경 퇴행의 첫 징후는 제곱미터당 47.8암페어에서 감지되었음을 나타냈습니다. 샘플 1에서 4까지는 양성으로 평가되었습니다. 마취는 DCS에 대한 반응의 크기에 영향을 미쳤는데, 경보를 발령한 쥐에서 fluoro-JC 양성 퇴화 뉴런을 가진 뇌 절편의 비율이 제곱미터당 47.8암페어로 더 높았기 때문입니다.
또한, 높은 강도에서의 행동 또는 분자 효과는 낮은 강도 효과와 비교하여 기계적으로 다를 것으로 예상됩니다. 흉부 전극 삽입을 포함한 이 기술을 숙달하면 제대로 수행되면 40-45분 안에 완료할 수 있습니다. 수술로 카운터 전극을 삽입하지 않는 경우 일반적으로 10-15분의 더 짧은 시간이 필요합니다.
이 비디오를 시청한 후에는 다양한 NEBS 시뮬레이션 기술에 맞게 설정된 영구 전극을 배치하는 방법과 경고 설치류에 eTS를 적용하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 전류를 사용하는 작업은 자극 전에 전극이 충분히 준비되지 않은 경우 설치류에게 해로울 수 있다는 것을 잊지 마십시오. 음극 자극 전에 전극을 다시 염소화하거나 음극 자극 전에 파편을 제거하는 것과 같은 예방 조치는 이 절차를 수행하기 전에 항상 취해야 합니다.
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본 프로토콜은 설치류에서 안정적인 두개골 상부 전극 소켓 및 이식형 흉부 전극을 구축하기 위한 수술 기법을 설명합니다. 이러한 설정을 통해 의식이 있는 동물의 운동 피질에 다양한 유형의 경두개 전기 뇌 자극(tES)을 적용할 수 있으며, 이는 신경 조절 및 신경 가소성 연구를 용이하게 합니다.
각성 상태의 설치류에서 신뢰할 수 있는 경두개 전기 뇌 자극(tES)을 확립하면, 피질 흥분성과 가소성을 평가할 수 있는 재현 가능한 플랫폼을 제공함으로써 신경 조절 표적의 기전적 위험 요소를 제거할 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 인간의 tDCS, tACS 및 tRNS 패러다임을 모델링하여 행동학적으로 호환되는 반복적인 자극 세션을 가능하게 함으로써, 중추신경계(CNS) 신약 개발을 위한 표적 검증 및 분석법 개발을 지원합니다. 본 방법은 전기 자극 파라미터를 질환 관련 시스템의 기능적 결과와 연결함으로써 초기 발굴 단계에서의 생물학적 불확실성을 줄여줍니다.
본 방법은 측정 가능한 생물학적 및 행동적 결과물을 통해 신경 조절 가설을 테스트할 수 있는 플랫폼을 제공함으로써, 표적 검증부터 리드 물질 발굴, 나아가 전임상 평가에 이르는 신약 개발 연속 과정에 부합합니다.