29 juni 2016
We tonen chirurgische implantatie en recording procedures visuele elektrofysiologische signalen van het oog (electroretinogram) en hersenen (visuele evoked potential) in ratten bij bewustzijn, dat meer analoog is aan de menselijke aandoening waarbij opnamen zonder verdoving uitgevoerd worden verwart meten.
Het algemene doel van deze procedure is het meten van bewuste ERG- en VEP-signalen na chirurgische implantatie van draadloze telemetrie-sondes. Deze techniek kan helpen om belangrijke vragen te beantwoorden op het gebied van neurowetenschappen, zoals hoe neuronen zich gedragen zonder de beperking van algemene anesthesie onder zowel gezonde als zieke omstandigheden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het mogelijk maakt om gelijktijdig de elektrofysiologie van de retina en de visuele cortex bij bewuste dieren op te nemen.
Om deze procedure te beginnen, bereidt u de elektroden voor onder een microscoop. Om dit te doen, ontwarren u een dubbelstrengs, roestvrijstalen elektrode met twee fijne tangjes. Trim een van de roestvrijstalen strengen op ongeveer een centimeter van de punt, waardoor een enkele langere, rechte streng overblijft om de ringelektrode te vormen.
Vouwen vervolgens de enkele roestvrijstalen streng terug in zichzelf en draaien om een gladde ring aan het uiteinde van de elektrode te vormen. Vorm vervolgens een ERG-actieve elektrode door de basis van de lus te draaien om een cirkel te vormen met een diameter van punt twee tot punt vijf millimeter. Voor de twee ERG-inactieve en één VEP-inactieve elektroden maakt u de lusdiameter punt acht millimeter.
In dit voorbeeld, bereidt u één actieve ERG en drie inactieve elektroden voor. Haak vervolgens de cirkelvormige VEP-actieve elektrode rond een roestvrijstalen schroef zodat de elektrode tegen de schroefkop rust. Haak vervolgens de drie inactieve elektroden rond een tweede roestvrijstalen schroef.
De grondelektrode gaat direct in de buikholte en er is geen noodzaak om een lus aan het uiteinde te maken. Na het scheren en desinfecteren van de operatieplaats van een verdovend dier, maakt u een snede van 10 millimeter op de kop langs de middellijn tussen de oren met een chirurgisch scalpel. Maak vervolgens een snede van vijf millimeter op de buik door de huidlaag, langs de middellijn onder het borstbeen.
Tunnel vervolgens een cannula van vijf millimeter diameter subcutaan, van de buiksnede naar de hoofdsnede. Voer de elektrodedraden van de zender door de cannula van de buik naar het hoofd. Laat de referentie-elektrode bij de zenderbasis.
Bedek vervolgens alle elektrodepunten met aseptische gaas. Bevestig vervolgens het hoofd van de rat aan een stereotaxische platform. Verleng de voorhoofdsnede tot 30 millimeter met chirurgische schaar.
Blootstel vervolgens een chirurgisch gebied door de huid met twee hechtingen terug te trekken. Schraap het periosteum dat over de schedel ligt om het bregma, lambda en middellijnnaden bloot te leggen. Boor vervolgens twee gaten door de schedel op de VEP-actieve en ERG, VEP-inactieve stereotaxische coördinaten.
Bevestig de actieve en inactieve elektroden met roestvrijstalen schroeven op de schedel tot ongeveer een millimeter diepte. Gebruik een hechting om het bovenste ooglid tijdelijk terug te trekken om de ERG-actieve elektroden te implanteren. Voer vervolgens een cannula van 16 tot 21 gauge subcutaan in van achter het oog door de superieure conjunctivale fornix naar het voorhoofd.
Verwijder vervolgens de geleide naald. Voer vervolgens de actieve elektrode door een plastic katheter van het voorhoofd naar het oog. Verwijder vervolgens de plastic katheter.
Gebruik een tijdelijke hechting die door de elektrodeloop wordt geleid om te voorkomen dat de elektrode terug in de tunnel trekt. Maak vervolgens een snede van vijf millimeter op de superieure conjunctiva één millimeter achter de limbus. Gebruik stompe dissectie om de onderliggende sclera bloot te leggen.
Implanteer vervolgens een hechting onmiddellijk achter de limbus op de helft van de scleragtigheid en zorg ervoor dat u het oogbol niet puncteert. Verwijder vervolgens de tijdelijke hechting van de ERG-actieve elektrode. Anker de ERG-actieve elektrode aan de helft van de scleragtigheid hechting door drie opeenvolgende knopen te binden en zorg ervoor dat het elektrodepuntje dicht bij de limbus zit voor een goede signaal-ruisverhouding.
Trek indien nodig de overtollige elektrodedraad terug, zodat de actieve elektrode niet op het hoornvlies drukt. Sluit vervolgens de conjunctivale flap met één tot twee onderbroken hechtingen om de ERG-elektrode volledig te bedekken. Verwijder vervolgens de hechting die het ooglid terugtrekt.
Herhaal de procedure voor het contralaterale oog. Breng nu cyanoacrylaatgel aan over de schedel om alle roestvrijstalen schroeven en elektrodedraden te bevestigen. Zorg ervoor dat de ERG-actieve elektroden niet te strak worden getrokken voordat ze worden bevestigd om oogbewegingen mogelijk te maken.
Sluit vervolgens de incisie met onderbroken hechtingen. Draai vervolgens de knaagdier om de buikstreek bloot te leggen. Verleng de buiksnede tot 40 millimeter langs de linea alba met chirurgische schaar.
Maak vervolgens een snede van 35 millimeter door de binnenste spierwand, om de binnenste buikholte bloot te leggen. Bevestig het zenderlichaam aan de binnenste buikwand van het dier met behulp van twee hechtingen, rechts en vermijd contact met de lever. Vouw de grondelektrode door deze in een lus te bevestigen met twee hechtingen en plaats deze, vrij zwevend, in de buikholte samen met de andere elektrodedraden.
Sluit vervolgens het peritoneum met een doorlopende hechting. Sluit vervolgens de huidsnede met onderbroken hechtingen. Voor het opnemen van donker aangepaste signalen worden dieren 12 uur donker aangepast en worden alle procedures uitgevoerd in een donkere kamer met behulp van zwak rood licht.
Voor illustratiedoeleinden worden opnames hier onder normale kamerlichtcondities uitgevoerd. Voorafgaand aan het opnemen, brengt u topische anesthesie en verwijdende druppels aan op het hoornvlies van de rat. Leid vervolgens het bewuste dier naar een op maat gemaakte, doorzichtige begrenzer.
Plaats de rat voor de Ganzfeld-kom met zijn ogen uitgelijnd met de opening van de kom. Schakel de in
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Deze studie demonstreert chirurgische implantatie- en registratieprocedures om visuele elektrofysiologische signalen van het oog en de hersenen in bewuste ratten te meten. Deze aanpak is meer analoog aan menselijke condities, aangezien het de storende effecten van anesthesie vermijdt.
Het meten van de functie van het netvlies en de visuele banen zonder de storende invloed van anesthetica verbetert de translationele voorspelbaarheid voor de ontwikkeling van neurotherapeutica. Dit platform voor registraties bij bewuste dieren maakt longitudinale beoordeling van target-interactie en modulatie van pathways in ziektemodellen mogelijk. Het ondersteunt mechanische risicoreductie door fysiologisch relevante biomarkers van visuele verwerking te bieden.
De methode is geïntegreerd in de discovery biology voor hypothesetoetsing, screening voor assay-gereedheid, analytiek voor kwantitatieve read-outs en translationeel onderzoek voor preklinische continuïteit.