돼지의 마취 중 반복적인 피질 기록을 위한 만성 두개골 창 기술

이 연구는 돼지의 만성 피질 기록을 위한 확장 가능하고 신뢰할 수 있는 방법을 개발하여 장치 고장 및 조직 반응 문제를 해결하고 신경과학, 진단 및 연구를 개선하는 것을 목표로 합니다. 장기간 뇌에서 정보를 추출하기 위해 현재 기술은 전극과 뇌 사이에 안정적이고 신뢰할 수 있는 인터페이스를 생성하여 동일한 신경 집단에서 일관된 신호를 보장하는 데 중점을 둡니다. 피질전도 검사 및 두개내 기록은 일반적으로 장기간의 뇌 기록에 사용됩니다.

이러한 전극은 동일한 위치에 유지되지만 조직 반응 및 장치 고장으로 인해 전극 조직 인터페이스가 변경됩니다. 시작하려면 각 귀와 반대쪽 눈 사이에 직선을 그려 브레그마 지점을 식별합니다. 브레그마 점은 해당 선의 교차점에 있습니다.

메스로 브레그마 지점의 약간 측면을 절개합니다. 소작기를 사용하여 피부를 통해 절개를 계속합니다. 멸균 드레이프를 놓은 후 메스로 진피의 표시된 면에 초기 절개를 합니다.

소작기를 사용하여 피부를 통해 절개를 계속합니다. 견인기를 배치한 후 겸자를 사용하여 피부를 들어 올리고 골막과 피하 사이의 무혈성 결합 조직을 절단하여 나중에 봉합할 수 있는 유연성을 제공합니다. 추가적인 피부 유연성을 수용하기 위해 견인기를 하나 더 배치합니다.

둥근 드릴 비트를 사용하여 시상 봉합선의 정면과 정중선 봉합사 측면의 직경 10mm 구멍을 뚫습니다. 경막이 보이면 더 작은 드릴 비트로 전환하여 경막 수준에서 구멍의 최대 너비를 달성합니다. 롱저를 사용하여 구멍의 가장자리를 자릅니다.

두개창이 뚫린 구멍에 완전히 맞는지 확인하고 틈 없이 바닥에 도달하는지 확인하고 적절한 깊이를 결정합니다. 두개골 창을 제자리에 고정한 상태에서 핸드 드릴로 나사 구멍 위치를 표시합니다. 두개골 창을 제거하고 표시된 구멍을 최소 4mm 깊이까지 뚫습니다.

그런 다음 두개골 창을 다시 놓습니다. 나비 주입 세트에서 바늘을 제거한 후 무딘 나비를 사용하여 두개골 창을 통해 나사 구멍 깊이를 측정합니다. 길이가 일치하는 나사를 구멍에 삽입하고 고정합니다.

두개골에 구멍을 뚫고 경막에 닿는 나사 아래에 U-커넥터를 놓습니다. 신경 경로에 수직으로 약 2cm 간격으로 두 개의 바늘을 삽입합니다. 삽입 지점에서 약 3cm 떨어진 피부를 다시 뚫습니다.

쿠너 와이어를 바늘에 통과시키고 바늘을 제거하고 와이어를 부분적으로 피부 아래에 남겨 둡니다. 마이크로 피질전도술 전극을 알코올에 담근 후 ZIF-Clip 헤드스테이지에 넣습니다. 마이크로 매니퓰레이터를 사용하고 면봉으로 부드럽게 안내하여 마이크로 피질전도 전극을 제자리에 가져옵니다.

악어 커넥터를 사용하여 전극의 접지선을 접지 나사에 연결합니다. 단단한 조직 접촉을 유지하기 위해 전극에 멸균 거즈를 놓습니다. 조직이 건조되는 것을 방지하기 위해 거즈에 체온 식염수를 떨어뜨립니다.

그런 다음 말초 와이어를 통해 척골 신경에 전기 자극을 가하여 앞다리의 작은 움직임을 유발합니다. 자발적이고 유발된 뇌 신호를 미리 봅니다. 두개골 창 캡을 놓아 두개골 창을 닫고 두개골 창에 정확하게 맞고 추가 고정이 필요하지 않은지 확인합니다.

두개골 창 캡 위에 항생제 파우치를 놓습니다. 5-10mm 간격으로 배치하는 단일 흡수성 봉합사로 매립된 수직 매트리스 기술을 사용하여 피부를 피하로 닫습니다. 모든 봉합사를 배치한 후 마지막 세 개의 봉합사를 묶습니다.

다음으로, 절개 부위 측면 1-2cm에서 시작하여 피부 아래에서 진피층까지 터널을 뚫지만 표면 아래에서 피내 봉합사를 연속적으로 배치합니다. 자극이나 봉합사 풀림을 방지하기 위해 측면 끝에 매듭을 묶습니다. 그런 다음 절개 부위의 반대쪽에 도달할 때까지 피하 봉합사 사이에 연속 봉합사를 배치합니다.

정중선의 약간 측면에 메스로 진피를 새로 절개합니다. 소작기를 사용하여 피부를 통해 절개를 계속합니다. 그런 다음 임플란트가 보이도록 골막을 절개합니다.

마지막으로 면봉으로 부드럽게 원을 그리며 경막이 보일 때까지 개구부에서 결합 조직을 제거합니다. 이 그림은 다양한 시점과 다양한 자극 조건에서 기록된 이벤트 관련 전위 또는 ERP의 안정성과 변조를 보여줍니다. 세 시점에서 기록된 ERP는 거의 동일한 파형을 보여 시간이 지남에 따라 두개골 창 기술의 높은 재현성을 보여주었습니다.

피크 진폭과 채널 간 변동성은 세션 전반에 걸쳐 안정적으로 유지되어 일관된 신호 품질을 나타내는 반면, 첫 번째 세션의 약간의 지연은 발달 변화를 반영할 가능성이 높습니다. 고주파 자극은 N1 피크 진폭을 크게 향상시켜 통증 민감도 증가와 관련된 신경가소성 변화에 대한 ERP 민감도를 확인했습니다. 이 접근 방식은 전극에서의 장치 고장 및 반응을 제거하여 영구 임플란트와 관련된 위험을 줄입니다.

이는 결과적으로 녹음 충실도를 높이고 매우 안정적인 녹음을 가능하게 합니다. 이 방법은 또한 연구 비용을 절감하고 동물 복지를 향상시킵니다. 다른 종에서 구현하거나 다른 뇌 영역에 접근하기 위해 추가로 구현될 수 있습니다.