Gewone zijdeaapjes (Callithrix jacchus) krijgen erkenning als een belangrijk modelorganisme in veel onderzoeksgebieden, waaronder neurowetenschappen. Deze primaten van de nieuwe wereld vormen een belangrijk aanvullend diermodel voor zowel knaagdieren als andere niet-menselijke primaten (Nhp's), zoals de rhesus macaque. Net als knaagdieren zijn deze dieren klein, gemakkelijk te manipuleren en relatief zuinig om te verzorgen en te fokken1,2,3,4, in vergelijking met grotere nhp's. Bovendien hebben deze dieren een neiging tot jumelage en hoge feconiteit ten opzichte van andere nhp's1,2,3. Een ander voordeel dat de Hapalomys heeft over vele andere primaten is dat moderne moleculaire biologie tools3,4,5,6,7 en een gesequenced genoom2 ,3,4,5,8 zijn gebruikt om ze genetisch te wijzigen. Zowel knock-in dieren met lentivirus5, en knock-out dieren met behulp van zink-vinger nucleasen (ZFNs) en transcriptie Activator-achtige Effector NUCLEASEN (Talens)7, hebben opgeleverd levensvatbare oprichter dieren.
Een voordeel ten opzichte van knaagdieren is dat marmosets, als primaten, phylogenetisch dichter bij de mens zijn3,5,6,9,10,11. Net als mensen, zijn zijdeaapjes diurnale dieren die afhankelijk zijn van een sterk ontwikkeld visueel systeem om veel van hun gedrag10te begeleiden. Verder vertonen zijdeaapjes gedrags complexiteit, waaronder een breed scala aan sociaal gedrag, zoals het gebruik van verschillende vocaliisaties3, waardoor onderzoekers vragen kunnen beantwoorden die niet mogelijk zijn in andere soorten. Vanuit een neurowetenschappelijk perspectief hebben marmotten lissencefalie hersenen, in tegenstelling tot de meer gebruikte rhesus makaak9. Bovendien, zijdeaapjes hebben een centraal zenuwstelsel vergelijkbaar met de mens, met inbegrip van een meer sterk ontwikkelde prefrontale cortex9. Samen positioneren al deze kenmerken zijdeaapjes als een waardevol model om de hersenfunctie in gezondheid en ziekte te bestuderen.
Een gemeenschappelijke methode voor het bestuderen van hersenfunctie impliceert het implanteren van elektroden in anatomisch specifieke locaties door middel van stereotaxic neurochirurgie. Dit zorgt voor een chronische registratie van de neurale activiteit in verschillende doelgebieden in wakker en vrij gedragen dieren12,13. Stereotaxic Neurochirurgie is een onmisbare techniek die wordt gebruikt in veel onderzoekslijnen, omdat het precieze targeting van neuroanatomische regio's mogelijk maakt. In vergelijking met makaak en knaagdieren literatuur, er zijn minder gepubliceerde studies beschrijven de stereotaxic Neurochirurgie specifiek voor de marmoset, en ze hebben de neiging om sparse detail van de stappen die betrokken zijn bij de operatie te bieden. Bovendien richten de mensen met meer detail zich voornamelijk op procedures voor de opname van elektrofysiologie in hoofd-ingetogen dieren14,15,16,17.
Om de bredere adoptie van zijdeaapjes als modelorganisme in neurowetenschappelijk onderzoek te vergemakkelijken, definieert de huidige methode specifieke stappen die nodig zijn voor een succesvolle stereotaxic Neurochirurgie in deze soort. Naast de implantatie van opname arrays, zoals beschreven in de huidige methode, kan dezelfde techniek worden aangepast voor vele andere experimentele uiteinden, waaronder implantatie van stimulerende elektroden voor de behandeling van ziekten18 of causaal rijden circuit gedrag19; implantatie van geleidings canules voor extractie en kwantificering van neurotransmitters20, injecties van reagentia, met inbegrip van die voor het inducerende ziekte modellen12 of voor circuit tracing studies15; ablatie van discrete weefsel gebieden21; implantatie van optroden voor optogenetische studies22; implantatie van optische Vensters voor corticale microscopische analyse23; en implantatie van electrocorticografische (ECoG) arrays24. Het algemene doel van deze procedure is dus het beschrijven van de chirurgische stappen die betrokken zijn bij de implantatie van micro-elektrode arrays voor chronische elektrofysiologische opnames in het vrijelijk gedragen van marmosets.