설치류 쥐 모터 피 질에서 Microelectrode 주입으로 인 한 기능적 적자를 평가 하기 위해 테스트 행동

이 방법은 장치 이식이 장기적인 운동 기능에 영향을 미치는지 여부와 같은 신경 공학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기법의 주요 장점은 종말점 조직학과는 대조적으로 지속적인 행동이 연구 과정 전반에 걸쳐 운동 기능에 대한 실시간 및 전체 측정을 제공한다는 것입니다. 이 절차를 시작하려면 감염을 예방하기 위해 세팔로스포린 항생제를 동물에게 피하주사하고 통증 관리를 위해 비스테로이드성 항염증제를 주사합니다.

다음으로, 동물의 눈이 건조해지는 것을 방지하기 위해 안과 연고를 바르십시오. 작은 동물 손톱깎이를 사용하여 발톱을 다듬어 수술 후 상처가 치유되는 동안 동물이 봉합사를 긁지 않도록 합니다. 그 후, 동물의 머리 절개 부위에 부피바카인을 피하 주사하여 국소 진통제를 제공합니다.

수술 중 머리가 움직이지 않도록 이어바를 사용하여 동물을 정위 프레임에 장착합니다. 그런 다음 동물 아래에 순환 물 가열 패드를 놓아 내부 온도를 유지하십시오. 그런 다음 베타딘 용액과 이소프로판올 스크럽을 번갈아 사용하여 수술 부위를 문지릅니다.

그런 다음 동물이 수술 평면 아래에 있는지 확인하기 위해 기관 프로토콜에 따라 발가락 꼬집기를 수행합니다. 동물의 이식을 준비하기 위해 두개골이 노출되도록 정중선을 따라 약 1인치를 절개합니다. 솜 끝이 있는 어플리케이터를 사용하여 골막을 툭툭하게 제거하고 거즈 조각을 사용하여 출혈을 멈춥니다.

그런 다음 악어 클립이나 지혈기를 사용하여 주변 조직을 수축시킵니다. 두개골을 청소한 후 노출된 두개골에 시아노아크릴레이트 기반 조직 접착제 몇 방울을 바르면 이후 단계에서 치아 시멘트 접착을 개선할 수 있습니다. 선택한 반구에서 뼈에 흠집을 만들어 앞발 움직임에 해당하는 운동 피질의 영역을 표시합니다.

1.75mm 둥근 팁 치과 드릴을 사용하여 두개골 부분을 제거하되 너무 빠르거나 너무 깊게 드릴링하지 않도록 특별히 주의하십시오. 드릴은 과열을 방지하기 위해 간헐적으로 두개골에 적용해야 합니다. 식염수와 가벼운 흡입을 사용하여 두개골에서 뼈 파편을 제거합니다.

드릴링 중 듀라가 손상되지 않도록 주의하십시오. 그런 다음 미세한 롱거나 구부러진 마이크로 집게를 사용하여 남아 있는 뼈를 제거합니다. 그런 다음 미세하게 갈고리가 있는 45도 듀라 픽을 사용하여 듀라를 반사합니다.

솜 끝이 있는 어플리케이터와 식염수를 사용하여 뇌 표면에 직접 닿지 않도록 주의하면서 출혈을 청소합니다. 모터 피질에 미세 전극을 삽입하려면 멸균된 미세 전극을 입체성 프레임의 범용 홀더에 조심스럽게 장착하고 전극의 생크에 부딪히지 않도록 주의하십시오. 헤드 s가 있는지 확인하십시오tage 전극의 인터페이스 커넥터는 홀더에 의해 단단히 고정되어 있습니다.

입체성 프레임의 micromanipulator를 사용하여 전극 끝을 개두술 위에 조심스럽게 놓습니다. 전극을 뇌 속으로 약 2mm 정도 부드럽게 내립니다. 가능하면 눈에 보이는 혈관 구조를 피하도록 주의하십시오.

여기에서 설명한 바와 같이 수동/수동 삽입의 경우 마이크로핀셉을 사용하여 실리콘 비기능성 더미 미세전극을 삽입합니다. 전극이 제자리에 놓이면 범용 홀더에서 커넥터를 조심스럽게 분리하고 삽입 암을 집어넣습니다. 솜 끝이 있는 애플리케이터와 식염수를 사용하여 전극 주변의 출혈을 조심스럽게 청소합니다.

그런 다음 실리콘 엘라스토머를 사용하여 이식된 전극 주위의 개두술을 밀봉합니다. 그런 다음 치과 용 시멘트를 사용하여 전극을 두개골에 고정합니다. 시멘트가 완전히 건조되면 절개 부위의 가장자리를 시멘트 헤드 캡의 앞면과 뒷면에 함께 놓고 봉합합니다.

기능이 없는 보형물의 경우 절개 부위 전체가 닫힐 수 있습니다. 오픈 필드 그리드 테스트를 시작하려면 동물을 테스터의 반대쪽을 향하도록 그리드 중앙에 놓습니다. 비디오를 녹화하는 동안 동물이 3분 동안 자유롭게 뛰놀 수 있도록 합니다.

동물이 테스트를 완료하면 그리드에서 동물을 제거하고 이산화염소 기반 살균제로 그리드를 철저히 청소합니다. 비디오 추적 소프트웨어를 사용하여 교차한 격자선의 수, 총 이동 거리, 동물의 최대 속도를 총 운동 함수의 지표로 분석합니다. 래더 테스트의 경우 수술 전 기준선 점수를 기록하기 전에 일주일 간의 교육이 필요합니다.

그런 다음 동물을 임시로 깨끗한 케이지로 옮겨 사다리 테스트를 시작합니다. 두 개의 케이지를 연결하도록 사다리를 설정합니다. 사다리의 시작 끝은 깨끗한 케이지에 놓이고 끝 끝은 동물의 집 케이지에 놓여 달리기를 완료하기 위한 동기 부여로 사용됩니다.

사다리 테스트를 촬영하는 데 사용되는 비디오 카메라를 가로대 높이를 기준으로 사다리 중앙의 삼각대에 배치합니다. 비디오 카메라가 켜져 있는 상태에서 사다리의 출발선에 동물을 잡고 앞발이 첫 번째 가로대에 닿을 수 있도록 합니다. 쥐가 자신의 속도로 사다리를 건너도록 합니다.

동물의 발이 첫 번째 가로대에 닿는 순간과 세 번째 가로대에서 마지막 가로대의 결승선 사이에 경과한 시간에 따라 동물이 건널 시간이 결정됩니다. 동물이 사다리에서 돌아서거나 20초 동안 움직이지 않으면 동물이 실패한 것으로 간주합니다. 각 실패 런에 대한 페널티 점수 시간을 할당하고 수술 전 테스트에서 기록된 가장 느린 성능으로 페널티 시간을 결정합니다.

각 동물이 실험일에 5번 사다리를 건너도록 하고 각 달리기 사이에 약 1분의 휴식을 취합니다. 하루에 가장 빠른 3회 달리기를 소근육 운동 기능의 척도로 평균화합니다. 또한 비디오 추적 소프트웨어를 사용하여 각 앞발이 가로대에서 미끄러지는 횟수를 기록합니다.

그립 강도 테스트를 위해 그립 핸들바가 바닥 위로 확장된 상태에서 그립 강도 측정기를 카운터 가장자리에 배치합니다. 그런 다음 동물이 꼬리 밑둥을 잡고 두 앞발로 손잡이 막대를 잡을 수 있도록 합니다. 동물이 각 발을 단단히 잡으면 느리고 꾸준한 힘으로 꼬리 바닥을 미터에서 멀리 당깁니다.

악력 측정기로 동물이 가하는 최대 악력을 기록합니다. 각 실험 날짜에 세 번 각 동물을 테스트하고 각 테스트 사이에 약 2분 동안 휴식을 취합니다. 미세 운동 기능의 척도로, 세 가지 시도 각각에서 출력된 최대 악력을 기록하고 평균을 냅니다.

대조 동물과 이식 동물 간의 개방 필드 그리드 성능에서 상당한 차이는 회복 기간 이후 테스트 첫 주에만 나타났습니다. 연구의 나머지 부분에서는 성과에 차이가 없었으며, 이는 장기적인 대근육 운동 기능 결손이 없음을 나타냅니다. 회복 후 테스트의 첫 주를 제외하고, 대조 동물은 이식된 동물보다 훨씬 더 빨리 사다리를 건너갑니다.

이식된 동물은 수술 전 사다리 횡단 속도를 유지할 수 없었으며, 이는 소근육 운동 기능의 결핍 가능성을 나타냅니다. 이는 임플란트를 이식받은 동물에서 임플란트를 받는 뇌 영역과 관련된 오른쪽 발 미끄러짐의 발생이 증가한 것에 의해 더욱 뒷받침됩니다. 대조군 동물은 연구 기간 동안 이식된 동물에 비해 훨씬 더 높은 악력 결과를 달성하는 경우가 많았습니다.

또한, 이식된 동물은 회복 직후 기준선 성능보다 현저히 낮은 성능을 보이지만 시간이 지남에 따라 개선되어 기준선 성능으로 돌아왔습니다. 여기에 표시된 것은 혈액-뇌 장벽 투과성의 지표인 면역글로불린 G 형광 강도에 대한 사다리 성능의 상관 관계입니다. 0.901의 상관 계수는 매우 강한 상관 관계를 나타내는 것으로 나타났습니다.

이 기술을 숙달하면 실험 세션당 동물 한 마리당 약 30분 안에 수행할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 동물이 당면한 작업에서 주의를 산만하게 할 수 있으므로 환경 변수를 줄이는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라, 이식된 마이크로일렉트로닉스에 대한 세포 또는 조직 반응을 조사하기 위해 면역조직화학 또는 기타 광 이미징 기술을 포함한 다른 방법을 수행할 수 있습니다.

이 비디오를 시청한 후에는 1차 운동 피질의 장치 이식 또는 부상으로 인해 발생할 수 있는 전체 및 미세 운동 결손에 대해 빠르고 간단하며 반복 가능한 분석을 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.