We ontwikkelden een techniek die gelijktijdig zowel electrocorticography als lokale veld potentieel in reactie op Nociceptieve laser stimuli vrij bewegen ratten vastgelegd. Deze techniek helpt een directe relatie van electrocortical signalen op de mesoscopische en macroscopische niveau, dat vergemakkelijkt het onderzoek van Nociceptieve informatieverwerking in de hersenen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Gelijktijdige opnamen van corticale lokale veld mogelijkheden en Electrocorticograms in reactie op Nociceptieve Laser Stimuli vrij bewegen ratten
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Electrocortical reacties, ontlokte door warmte laserpulsen die selectief Nociceptieve vrije zenuwuiteinden activeren, worden veel gebruikt in veel dierlijke en menselijke studies te onderzoeken van de corticale verwerking van Nociceptieve informatie. De mogelijkheden van deze laser-opgeroepen hersenen (LEPs) bestaan uit verschillende tijdelijke reacties, die tijd-vergrendeld aan het begin van laser stimuli zijn. De functionele eigenschappen van de LEP reacties zijn echter nog steeds grotendeels onbekend, vanwege het ontbreken van een bemonstering techniek die gelijktijdig van neurale activiteiten aan het oppervlak van de cortex (dat wil zeggen, electrocorticogram [ECoG] en hoofdhuid opnemen kan electroencephalogram [hoofdhuid EEG]) en in het brein (d.w.z., lokale veld potentiële [LFP]). Om dit probleem te verhelpen, presenteren we hier een dierlijke protocol met vrij bewegende ratten. Dit protocol is samengesteld uit drie belangrijkste procedures: (1) de dierlijke voorbereiding en chirurgische ingrepen, (2) een gelijktijdige opname van ECoG en LFP in antwoord op stimuli van Nociceptieve laser, en (3) gegevensextractie analyse en functie. In het bijzonder met de hulp van een 3D-gedrukte beschermende shell, werden ECoG zowel LFP elektroden geïmplanteerd op de rat's schedel veilig samengehouden. Tijdens het verzamelen van gegevens, werden laserpulsen uitgebracht op de rat forepaws door gaten in de bodem van de kamer toen het dier in spontane stilte. Lopende witte ruis werd gespeeld om te voorkomen dat de activering van het auditieve systeem door de laser-geproduceerde ultrasone klanken. Dientengevolge, werden alleen Nociceptieve antwoorden selectief opgenomen. Met behulp van de analytische standaardprocedures (b.v., band pass filter epoch extractie en correctie van de basislijn) uitpakken van stimulus-gerelateerde hersenen reacties, verkregen we resultaten liet zien dat LEPs met een hoge signaal-ruisverhouding tegelijkertijd opgenomen van de ECoG en LFP elektroden. Deze methodiek maakt het gelijktijdig opnemen van ECoG en LFP activiteiten mogelijk, die voorziet in een brug van signalen van de electrocortical op de mesoscopische en macroscopische niveau, teneinde het onderzoek van Nociceptieve informatieverwerking in de hersenen.
Inleiding
EEG is een techniek om elektrische potentialen en oscillerende hersenen activiteiten gegenereerd door de gesynchroniseerde activiteiten van duizenden van neuronen in de hersenen te registreren. Volksmond wordt gebruikt in veel basisonderzoek en klinische toepassingen1,2. Bijvoorbeeld, EEG reacties op intense laser warmte pulsen (d.w.z., LEPs) zijn alom aangenomen om te onderzoeken van de perifere en centrale verwerking van Nociceptieve sensorische input3,4,5. Bij de mens, LEPs voornamelijk bestaan uit drie ve....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Volwassen mannelijke Sprague-Dawley ratten (gewicht 400-450 g) werden gebruikt in het experiment. Alle chirurgische en experimentele procedures gevolgd de gids voor de zorg en het gebruik van de dieren van het laboratorium van het National Institutes of Health. De procedures werden goedgekeurd door de ethische commissie van onderzoek bij het Institute of Psychology, Chinese Academie van Wetenschappen.
1. elektrode implantatie
- Anesthetize de rat in een kamer met 5% Isofluraan en een lucht debiet van 1 L/min vóór de operatie.
- Met behulp van een stereotaxic apparaat, het herstellen van de kop van de rat met zijn neus in de ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
In de representatieve experiment, werden het elektrofysiologische gegevens uit het vijf ratten geregistreerd. De laser stimuli werden geleverd aan de juiste forepaw voor elke rat voor 20 keer met > 40 s interstimulus intervallen. De laser-opgeroepen hersenen reacties werden opgenomen met behulp van de ECoG schroeven en diepte draden, zowel de diepte draden werden geïmplanteerd in bilaterale primaire somatosensorische cortices (S1) en primaire motor cortices (M1).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
In de huidige studie beschreven we een techniek om gelijktijdig opnemen van ECoGs en corticale LFP reacties ontlokte door Nociceptieve laser stimuli ratten vrij te bewegen. De resultaten toonden aan dat LEP reacties na het begin van laser stimuli in zowel de ECoG en de LFP signalen duidelijk kon worden opgespoord. De gelijktijdige opname van ECoG en corticale LFP signalen kunnen wetenschappers te onderzoeken hun relatie om beter inzicht te krijgen in de bijdrage van neuronale activiteiten aan het LEP-componenten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te verklaren.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door CAS sleutel laboratorium of Mental Health, Instituut voor psychologie, de nationale stichting van de natuurwetenschappen van China (31671141 en 31822025), de 13th vijfjarige informatisering Plan van de Chinese Academie van Wetenschappen (XXH13506), en het project van de wetenschappelijke onderbouwing van het Institute of Psychology, Chinese Academie van Wetenschappen (Y6CX021008).
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Male Sprague-Drawley rats | Vital River | ||
| Isoflurane | RWD Life Science | ||
| Small animal isoflurane anesthetic system | RWD Life Science | Met inbegrip van de anesthesiegasmasker voor ratten | |
| Stereotaxic apparatus | RWD Life Science | ||
| The apparatus with combined ECoG and LFP electrodes | Het apparaat is zelfgemaakt, dat de ECoG en diepte-draadelektroden verbindt met een connectormodule | ||
| 3D-printed protective shell | De textuur van de shell is polylactisch en de shell is zelfgemaakt en bestaat uit drie delen: een basis, een wand en een dop. De wand is bedekt met koperen tapsingen om een Faraday-kooi te vormen | ||
| Tungsten wires (diameter: 50 mm) | California Fine Wires Company | De elektroden voor corticale LFP-opname | |
| Roestvrijstalen schroeven (diameter: 0,6 mm) | De elektroden voor ECoG-opname | ||
| Elektrische schedelboor | RWD Life Science | ||
| Boortje (diameter: 0,5 mm) | RWD Life Science | Het boortje wordt gebruikt voor het boren van de gaten van ECoG-schroeven | |
| Boortje (diameter: 0,2 mm) | RWD Life Science | Het boortje wordt gebruikt voor het boren van de gaten van diepte-draden | |
| Tandheelkundig acrylpoeder | SNC dental | ||
| Tandheelkundig acrylvloeistof | SNC dental | ||
| Paraffine | Fisher Scientific | Het mengsel wordt gebruikt om de craniotomie af te dichten om de volgende beweging van micro-dradenreeksen te garanderen | |
| Mineralolie | Fisher Scientific | ||
| Elektrocoagulator | Bovie medical Corporation | ||
| RHD2132 versterkerborden | Intan Technologies | Een 32-kanaals headstage | |
| RHD2000-systeem | Intan Technologies | Het data-acquisitiesysteem | |
| Infrarood neodymium yttrium aluminiumperovskiet (Nd:YAP) lasergenerator | Elektronische techniek | ||
| Matlab R2016b | The MathWorks |
Referenties
- Klimesch, W., Doppelmayr, M., Schwaiger, J., Winkler, T., Gruber, W. Theta oscillations and the ERP old/new effect: independent phenomena? Clinical Neurophysiology. 111 (5), 781-793 (2000).
- Peng, W., et al. Brain oscillations reflecting pain-related behavi....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
