일반적인 마모 셋에 전체 피 질 Electrocorticographic 배열의 만성 이식
2019년 2월 1일
우리는 지속적으로 피 질 측 두 엽에 후 두 극과 정면 기둥에서의 거의 전체 측면 표면 커버 일반적인 마모 셋에 대 한 전체 피 질 electrocorticographic 배열을 개발 했습니다. 이 프로토콜의 비단 뇌 경 막 외 공간에 배열의 만성 이식 절차를 설명합니다.
이 프로토콜은 비인간 영장류의 피질에 전기 코르티코그래피 어레이의 이식을 보여줍니다. 영장류 시프트 신경 과학에서 대규모 정보 처리에 빛을 비추는. 이 기술의 주요 장점은 높은 공간 측두해상도로 대규모 피질 활성을 모니터링할 수 있는 기회를 제공한다는 것입니다.
두피의 중간선을 통해 4센티미터 피부 절개를 하는 것으로 시작합니다. 치료용으로 두개골에서 측두근을 분리하여 수술 부위 전체가 노출될 때까지 분리합니다. 그리고 두개골 표면에서 어떤 조직을 취소합니다.
필요에 따라 압력 hemostasis 또는 뼈 왁스로 출혈을 완전히 중지합니다. 촉촉한 거즈로 피부와 근육의 가장자리를 감싸는 다. 그리고 배열의 정면 가장자리를 정면 극의 가장자리에 놓습니다.
연필을 사용하여 두개골에 계획된 두개골 절제술, 슬릿 및 구멍에 대한 영역을 표시하십시오. 그리고 해부 현미경을 수술 부위에 배치합니다. 마크 하나를 따라 두개골 절제술을 드릴.
드릴링하는 동안, 외과 의사에 대한 명확한 보기를 유지하기 위해 최첨단에 공기를 불어, 뼈 조각이 여전히 중앙에 dura에 부착될 때 마크 2 주위에 뼈를 모든 방법을 절단. 천천히 조심스럽게 조각을 한 가장자리에서 들어 올립니다. 그리고 주걱으로 두라를 벗깁니다.
뼈 조각에서 뼈 끝을 제거하고 절차의 끝에 두개골에 반환 될 때까지 촉촉한 거즈에 감싼 뼈를 유지합니다. 3및 4마크에서 드릴링하여 각각 궤도, 전두엽 및 후수 부위에 전극을 삽입할 수 있습니다. 5번 마크에 슬릿을 드릴링하여 배열이 제대로 삽입되었는지 확인합니다.
듀라가 노출됩니다. 식염수로 부위를 씻고 필요에 따라 압력 헤모스타증과 젤라틴 스폰지로 출혈을 멈춥춥시다. 필요한 경우 열린 두개골 절제술의 가장자리를 청소하고 참조 전극이 배치되는 마크 여섯 슬릿을 만듭니다.
두개골 아래에 주걱을 삽입하여 두라 물질을 보호하려면 1mm 나사를 사용하여 커넥터의 각 줄기 주위의 4 개 지점에서 나사 구멍을 뚫습니다. 그리고 두개골에 커넥터를 고정앵커로 피크 나사를 설치합니다. 그런 다음 플랫 헤드 포셉을 사용하여 배열을 잡고 경막외 공간에 심전도 배열을 삽입합니다.
기준 전극을 경막외 공간에 놓습니다. 그런 다음 치과 아크릴을 참조에 적용합니다. 접지 전극을 두개골 표면에 놓습니다.
그런 다음 지상 전극에 치과 아크릴을 적용합니다. 뼈 조각을 제자리에 다시 놓고, 두개골에 커넥터와 머리 포스트를 고정하기 위해 나사에 치과 아크릴을 적용합니다. 그런 다음 6 O 나일론 봉합사를 사용하여 이마와 끝의 뒤쪽에서 피부를 닫습니다.
피부 클로저를 사용하여 커넥터의 측면에 피부를 고정합니다. 여기서는 깨어있는 마모셋의 여러 청각 영역에서 청각 이전이 발생할 수 있는 사례가 표시됩니다. 20가지 유형의 주파수로 무작위화된 순수 톤에 노출되는 동안, 상이한 파 형태는 낮은 청각 영역에서 관찰될 수 있으며, 이는 심전도 어레이의 공간 해상도가 다른 피질 영역에서 다른 정보 처리를 포착할 수 있음을 나타낸다.
장기간 만성 사진 자극과 피질 반응의 동시 모니터링을 가능하게 하기 때문에 마모셋 뇌에서 바이러스성 변환될 수 있다.
전체 스크립트를 보고 수천 개의 과학 동영상에 액세스하세요
개요
본 연구는 일반마모셋의 전피질 전극 배열(electrocorticographic array) 이식 프로토콜을 제시합니다. 이러한 만성 이식은 다양한 영역에 걸친 피질 활동의 지속적인 모니터링을 가능하게 하여, 영장류 신경과학에서 대규모 정보 처리 과정에 대한 통찰을 제공합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경과학
- 전기생리학
- 신경기술
배경
- 본 연구는 비인간 영장류 모델인 일반 마모셋을 이용합니다.
- 피질전도 배열은 피질 외측면의 거의 전체를 덮습니다.
- 이 방법은 높은 공간 및 시간 해상도의 피질 모니터링을 가능하게 합니다.
- 다양한 뇌 영역에 이식하여 청각 처리의 기능적 평가를 지원합니다.
연구 목적
- 피질 전도 배열의 만성 이식을 위한 프로토콜을 개발합니다.
- 마모셋의 피질 활동을 지속적으로 모니터링할 수 있도록 합니다.
- 다양한 피질 영역 간의 정보 처리 과정에 대한 통찰을 얻습니다.
사용된 방법
- 주요 플랫폼으로 피질전도(electrocorticographic) 어레이 임플란트를 사용합니다.
- 생물학적 모델은 보통마모셋이며, 청각 영역에 집중합니다.
- 절차에는 피부 절개, 두개골 절제술 및 전극의 정밀한 배치가 포함됩니다.
- 전 과정 동안 식염수 세척과 압박 지혈법을 적용합니다.
- 이 기술을 통해 피질 반응의 장기 모니터링 및 광자극이 가능합니다.
주요 결과
- 소리 노출 중에 여러 청각 영역에서 서로 다른 파형이 기록되었습니다.
- 피질전도(electrocorticographic) 어레이를 통해 피질 내의 공간적으로 구분된 처리 과정을 효과적으로 포착하였습니다.
- 이 방법은 반응을 모니터링하는 동시에 만성적인 광자극을 가능하게 할 잠재력이 있습니다.
- 청각 처리 및 피질 흥분성에 대한 통찰을 얻을 수 있었습니다.
결론
- 본 연구는 피질 전도 배열의 만성 이식 방법을 제시합니다.
- 이 기술을 통해 신경 메커니즘과 가소성에 대한 종합적인 평가가 가능합니다.
- 이는 청각 처리와 관련된 피질 활동의 이해와 신경 기술 분야의 잠재적 응용에 기여합니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
본 프로토콜은 중개 연구 비인간 영장류 모델에서 고해상도 전피질 전기생리학적 모니터링을 가능하게 하여, 신경과학 신약 개발의 타겟 검증 및 기전적 리스크 감소를 지원합니다. 밀리미터 단위의 공간 해상도와 밀리초 미만의 시간 해상도로 대규모 피질 역학을 포착함으로써, 신경 회로 기능에 미치는 화합물의 효과를 평가하기 위한 예측 신뢰도를 제공합니다. 이 접근법은 피질 참여도와 네트워크 수준의 바이오마커를 평가할 수 있는 질환 관련 시스템을 제공함으로써 발견 단계와 전임상 단계를 연결합니다.
바이오제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 과학적 가치: 전두엽, 두정엽 및 측두엽 복합체 전반의 피질 네트워크 활동을 직접 측정함으로써 치료 가설의 검증을 가능하게 합니다.
- 운용적 가치: 인간과 상동 구조를 가진 매끄러운 뇌(lissencephalic brain)에서 표적 결합을 확인하여 생물학적 리스크 감소를 지원합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 과학적 가치: 안정적인 만성 전기생리학적 판독값을 구축함으로써, 후속 분석 표준화를 위해 검증된 피질 시스템을 준비합니다.
- 운영적 가치: 경막외 어레이 고정 및 장기적인 신호 안정성을 통해 분석의 재현성과 확장성을 용이하게 합니다.
중개 및 전임상 연구
- 과학적 가치: 청각 유발 전위 및 피질 정보 처리에 대한 모니터링을 가능하게 하여 질환 관련 시스템 정렬을 제공합니다.
- 운영적 가치: 발견 단계부터 만성 이식까지의 중개 연속성을 보장하여 신경 가소성 및 약물 반응의 종단적 평가를 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 방법은 초기 생물학 단계에서의 가설 검증, 스크리닝 과정의 분석 준비, 그리고 표적 결합을 위한 정량적 신경생리학적 분석을 가능하게 함으로써 신약 발견의 전 과정에 통합됩니다.
- 발견 생물학: 전체 피질의 전기장 전위 매핑을 통해 경로 규명 및 생물학적 리스크 감소를 지원합니다.
- 스크리닝: 만성 이식 및 피질 영역 전반에 걸친 안정적인 기저선 기록을 통해 분석 준비 상태를 제공합니다.
- 분석: 조건 간 비교를 위해 유발 전위 진폭 및 잠복기와 같은 정량적 종속 변수 측정값을 생성합니다.
- 중개 연구: 인간과 유사한 피질 구조를 모델링하고 만성 자극 패러다임을 가능하게 하여 전임상 연속성을 확보합니다.
- 기업적 재사용: 어레이를 반복 세션에 사용할 수 있는 재사용 가능 플랫폼으로 배치하여, 피험자별 변동성을 줄이고 처리량을 높입니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 고해상도 시공간 피질 모니터링을 통한 타겟 검증의 예측 신뢰도 확보.
- 운영적 가치: 경막외 고정 및 일관된 수술 절차를 통한 표준화 및 재현성 구현.
- 전략적 가치: 피질 약물 효과의 기전적 모호성을 줄여 go/no-go 결정 프로세스 개선.
- 포트폴리오 영향: 객관적인 신경 활동 바이오마커를 통한 위험 조정 우선순위 설정.
실행 시 고려 사항
- 신경외과, 전기생리학 및 영장류 취급에 관한 전문 지식이 필요합니다.
- 미세수술 도구, 드릴, 봉합사 및 치과용 아크릴과 같은 생체 적합성 접착제에 의존합니다.
- 전극 배치, 기준 전극 설정 및 접지 프로토콜을 위한 팀 간 표준화가 필수적입니다.
- 다양한 피질 표적 및 자극 패러다임에 따른 적응 고려 사항이 포함됩니다.
- 수술적 침습성과 만성적 사용을 위한 수술 후 조직 반응 관리에 의해 제한됩니다.
