Name: Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation aan de eenzijdige halfrond van de hersenen van de rat (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 47 s
Description: Leer unilaterale repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) toe te passen bij ratten voor neurowetenschappelijk onderzoek. Deze methode maakt het mogelijk om moleculaire mechanismen en interhemisferische verschillen te bestuderen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd ondersteund door de Korea Research Foundation Grant, gefinancierd door de Koreaanse overheid (KRF-2008-313-E00458). De auteurs danken Jin-Joo Lee voor de technische assistentie.

Alle procedures waarbij dieren werden beoordeeld en goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite van Seoul National University Hospital goedgekeurd. 1. Experimentele Setup <ol><li> Toebereiding van dieren <ol><li> Door mannelijke Sprague-Dawley ratten 1 week aan te passen aan hun nieuwe omgeving voordat het experiment. Opmerking Hoewel 8 weken oude ratten werden in deze studie kan een ontwikkelende of volwassen hersenen worden gekozen overeenkomstig de onderzoekshypothesen. </li></ol></li><li> Inhalatie-anesthesie voor inductie <ol><li> Anesthesie induceren en handhaven met 5% en 2% isofluraan opgelost in 40% / 60% en 25% / 75% zuurstof / stikstof via een kamer en neuskegel, respectievelijk. Pas verdoving diepte aan het niveau van de afschaffing van het pedaal terugtrekking reflex tot teen knijpen om de juiste verdoving te bevestigen. LET OP: Het gebruik gewekt dieren kunnen een betere keuze in translationeel termen zijn, maar er zijn problemen te beteugelen tijdens rTMS en they zijn gevoelig voor overmatige stress. </li><li> Monitor lichaamstemperatuur met een rectale sonde en handhaven bij 37 ° C met behulp van een homeothermische deken. Monitor verdoving diepte met behulp van pedaal terugtrekking reflex, temperatuur, ademhaling en hartslag. </li></ol></li><li> Omschakeling naar intraveneuze anesthesie voor het onderhoud <ol><li> Bereid de staart met een alcoholdoekje. Katheteriseren een laterale staartader met een 24-gauge veneuze katheter voor de overgang naar IV anesthesie (Figuur 1A). Load intraveneus propofol (1 mg / [kg · min] gedurende 10 min, onder toepassing van 10 mg / ml emulsie) aan de dieren. Stop met isofluraan 5 min na het starten van propofol laden. </li><li> Handhaaf propofol sedatie met een infusiesnelheid van 500-700 ug / (kg · min) gedurende het experiment, zoals in een eerdere studie 16. Supplement zuurstof bij 0,8 l / min via een neuskegel. LET OP: anesthesie met propofol is om mogelijke onderdrukking van corticale prikkelbaarheid te verminderen door de inhalatie middel 17-19. Echter, anaesthesie is niet verplicht rTMS experimenten en gewekt dieren kunnen ook worden gebruikt. Anesthesie methoden moeten met inachtneming van de onderzoekshypothesen worden beslist. </li><li> Gebruik veterinaire zalf op de ogen tot droog te voorkomen dat tijdens het onder narcose. </li><li> Solliciteer magnetische stimulatie (zie Afdeling 2) 10 min na een volledige overgang naar iv anesthesie. </li></ol></li><li> Recovery voorwaarden <ol><li> Monitor de vitale functies tijdens de herstelfase. Laat de dieren niet onbeheerd achter te laten tot het voldoende bewustzijn heeft herwonnen om borstligging handhaven. Als een dier een operatie heeft ondergaan, het niet terug te keren naar het gezelschap van andere dieren tot volledig hersteld. OPMERKING: Indien chirurgie voor een ziektemodel is uitgevoerd, postoperatieve pijn nodig. Echter pijnmanagement niet noodzakelijk voor deze rTMS experiment. </li></ol></li></ol> 2. Repetitieve transcraniële magnetische stimulatie <ol><li> Stimulator en spoel <ol><li> Solliciteer stimulatie met behulp van een zich herhalend stimulator die tweefasige stimuli levert via een 25 mm figure-8 coil. Zoek het midden van de spoel 0,5 cm lateraal van de vertex op biauricular lijn en angulate de spoel 45 ° op de grond. OPMERKING: De maximale magnetische veldsterkte van de spoel 4,0 T. De magneetspoel wordt stevig op een ingebouwde houder gemonteerd. </li></ol></li><li> motor drempel <ol><li> Bepaal de motor drempel (MT) en hot spot, met het midden van de spoel gepositioneerd 0,5 cm lateraal van de vertex op biauricular lijn met het oppervlak plat op het schedeldak. Dit is dezelfde methode gebruikt in een eerdere studie 20. OPMERKING: Definieer MT als minimale stimulus intensiteit oproepen 5 of meer voelbaar contracties op de contralaterale voorpoot door 10 opeenvolgende stimuli. Controleer of de stimulatie voornamelijk veroorzaakt contralateraal spiersamentrekking eenzijdige stimulatie te waarborgen. </li&gt; </ol></li><li> Toepassing van rTMS <ol><li> Solliciteer rTMS 10 min na stabilisatie van diepe narcose. Plaats het midden van de spoel op de beoogde plaats rTMS, gekozen uit de cerebrale cortices afhankelijk onderzoeksvragen. Vervolgens zet men de spoel direct contact tussen de spoel centrum en het oppervlak van de schedel op het stimuleren punt waarborgen. Opmerking: Zo angulate de spoel 45 ° naar grond om een mogelijke rechtstreekse effect van rTMS op de contralaterale cortex (Figuur 1B en 1C) te verminderen. </li><li> De dieren gedurende een sessie van 20 min rTMS van de eenzijdige halfrond. Met behulp van de software-console, leveren rTMS met een lage frequentie (1 Hz), hoge-frequentie (20 Hz), of sham stimulatie protocol, en zet de stimulatie-intensiteit op 100-110% van het MT. </li><li> Voer 1 Hz stimulatie zonder rust. Met behulp van de software console ingang &quot;1200&quot; shots voor &quot;20&quot; min). Voor 20 Hz stimulatie, voeren 2 sec van de stimulatie, gevolgd door 28sec van rust. Met behulp van de software console ingang &quot;1600&quot; shots voor &quot;20&quot; min. </li><li> Voor sham stimulatie, tilt de spoel loodrecht (90 ° rotatie) om het schedeldak en plaats de spoel rand 2 cm uit elkaar van kop oppervlak (figuur 1D). Bevestig de spoel houder stevig aan de belangrijkste apparaten; behoeft aan de spoel te houden met de hand tijdens het experiment. OPMERKING: Om te compenseren voor de akoestische en andere niet-specifieke effecten, moet onderscheiden sham-protocollen worden gebruikt voor verschillende stimulatie protocollen. Bijvoorbeeld kan 1-Hz sham stimulatie worden gebruikt voor 1-Hz rTMS experimenten. </li></ol></li><li> Koeling van de spoel <ol><li> Gebruik waterkoeling om herhaalde magnetische stimulatie langer dan 20 min bij inschakelen 1- en 20-Hz stimulatiefrequenties (figuur 2). Circuleren ijswater rond de gehele lengte van de spoel gedurende het experiment om oververhitting te voorkomen, hoewel de temperatuur van de spoel of stimulator niet wordt bewaakt. Opmerking: In de handel verkrijgbare gekoeld rat spoelen kunnen ook worden gebruikt. </li><li> Als het mogelijk is, toezicht op de spoel temperatuur door het bekijken van de verwarming graadmeter van de rTMS machine. NB: Er waren geen nadelige gevolgen met betrekking tot de rTMS stimulatie. Er is echter een potentieel brandwondrisico als metaal oor identificatielabels worden gebruikt bij de stimulerende spoel. </li></ol></li></ol> 3. Micro Positron Emissie Tomografie <ol><li> Toebereiding van dieren <ol><li> Voeren inhalatie-anesthesie voor inductie en iv anesthesie voor onderhoud (zie stap 1.2.1 en 1.3.1). Toepassen 1 Hz rTMS aan een dier gedurende 10 minuten bij een stimulatie-intensiteit van 100-110% van de MT. </li><li> Vijf minuten na afloop van de rTMS stimulatie Injecteer 1 mCi 2- [F-18] fluor-deoxyglucose (18 FDG) opgelost in 0,5 ml normale zoutoplossing intraveneus toegediend via een staartader katheter. Laat 30 min voor 18 FDG opname. LET OP: Plaats de rat onder verdoving tijdens de hele micro-PET experiment. </li></ol></li><li> beeldanalyse <ol><li> Gebruik een PET-scanner voor beeldvorming van de hersenen aan de eenzijdigheid van de stimulatie opnieuw te bevestigen. Reconstrueren beelden met een 3-D iteratief algoritme. Om de veranderingen in metabolisme geïnduceerd door rTMS evalueren, gebieden van belang (ROI) in de beelden van de transversale hersencoupes 21. </li></ol></li><li> euthanasia <ol><li> Na het uitvoeren van micro-PET imaging, euthanize de ratten in een kamer voorgevuld met koolstofdioxide terwijl de ratten in diepe narcose. </li></ol></li></ol> 4. mRNA Microarray <ol><li> euthanasia <ol><li> Anesthesie induceren en handhaven met 5% en 2% isofluraan opgelost in 40% / 60% en 25% / 75% zuurstof / stikstof via een kamer en neuskegel, respectievelijk. Verdoven diep om het niveau van de afschaffing van het pedaal terugtrekking reflex tot teen knijpen voordat ze onthoofd. </li><li> Onthoofden de ratten euthanasie 5 min na 1 sessie 1-Hz rTMS. </li></ol></li><li> tissue oogst <ol><li> Lay-out materialen en chirurgische instrumenten in de volgorde van het gebruik, met inbegrip van gevouwen papieren handdoeken, een bot rongeur, microscissors, grotere chirurgische schaar, een microforcep, een No. 10 of 11 scalpel, een deksel van 10 cm glazen petrischaal gevuld met ijs en 1,5 ml buizen. Bereid een plastic zak voor de verwijdering van het karkas. </li><li> Maak een middellijn incisie in de schedel anterioposteriorly. Botweg ontleden het zachte weefsel en de omliggende spieren met chirurgische schaar en verwijder de schedel bot stuk met behulp van een bot rongeur. Snel ontleden de verse hersenen voorzichtig uit de schedel. Dan leg het op het ijs met behulp van de microforceps en microscissors. Spoel het hersenweefsel in ijskoud fysiologisch zout. </li><li> Breng de hersenen onmiddellijk droogijs en vervolgens te slaan bij -80 ° C in een buis tot verdere verwerking. </li><li> Ontdooi het hersenweefsel voor de oogst. </li><li> Plaats de hersenen dorsale kant naar boven, en de oogst van het hersenweefsel van de stimulated cerebrale cortex (rond de hot spot in de primaire motorische cortex) op het ijs met behulp van de microforceps en microscissors. Zet het geoogste weefsel in 1,5 ml buis. </li></ol></li><li> RNA voorbereiding <ol><li> Extract totaal RNA uit weefsel homogenaten middels lysis reagens 22. Proces met DNase spijsvertering en clean-up procedures. Kwantificeren RNA monsters en aliquots en bewaar ze bij -80 ° C tot gebruik. </li><li> Voor kwaliteitscontrole evalueren RNA zuiverheid en integriteit van denaturerende gelelektroforese in een OD-verhouding van 260: 280, en analyseren op een commercieel verkrijgbare analysator. </li></ol></li><li> Labeling en zuivering <ol><li> Vergroten en zuiveren totale RNA met behulp van een commercieel verkrijgbare RNA-amplificatie kit gebiotinyleerd cRNA verkregen. Kort samengevat, reverse transcriberen 550 ng totaal RNA in cDNA met behulp van een T7-oligo (dT) primer. Synthetiseren en in vitro transcriberen de tweede streng cDNA en vervolgens labelen met biotine-NTP. </li><li> na purcatie, kwantificeren cDNA met behulp van een spectrofotometer. </li></ol></li><li> Hybridisatie en data export 23 <ol><li> Gebruik de uitdrukking BeadChip voor mRNA expressie analyse. Hybridiseer de gelabelde 750 ng cDNA-monsters elke rat-12 expressie bead array voor 16-18 uur bij 58 ° C. Verricht detectie van de array-signaal met behulp van streptavidine-Cy3. </li><li> Scan arrays met een confocale scanner. Voer reeks data export verwerking en analyse met behulp van een in de handel verkrijgbare software. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Lefaucheur, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurogenic+pain+relief+by+repetitive+transcranial+magnetic+cortical+stimulation+depends+on+the+origin+and+the+site+of+pain%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurol+Neurosurg+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Neurogenic pain relief by repetitive transcranial magnetic cortical stimulation depends on the origin and the site of pain.</a> J Neurol Neurosurg Psychiatry. 75 (4), 612-616 (2004).</li>
<li>Hirayama, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+intractable+deafferentation+pain+by+navigation-guided+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+of+the+primary+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Reduction of intractable deafferentation pain by navigation-guided repetitive transcranial magnetic stimulation of the primary motor cortex.</a> Pain. 122 (1-2), 22-27 (2006).</li>
<li>O'Reardon, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+and+safety+of+transcranial+magnetic+stimulation+in+the+acute+treatment+of+major+depression%3A+a+multisite+randomized+controlled+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Efficacy and safety of transcranial magnetic stimulation in the acute treatment of major depression: a multisite randomized controlled trial.</a> Biol Psychiatry. 62 (11), 1208-1216 (2007).</li>
<li>Brighina, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facilitatory+effects+of+1+Hz+rTMS+in+motor+cortex+of+patients+affected+by+migraine+with+aura%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Facilitatory effects of 1 Hz rTMS in motor cortex of patients affected by migraine with aura.</a> Exp Brain Res. 161 (1), 34-38 (2005).</li>
<li>Lefaucheur, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stroke+recovery+can+be+enhanced+by+using+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+%28rTMS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophysiol+Clin%22%5BJournal%5D)">Stroke recovery can be enhanced by using repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS).</a> Neurophysiol Clin. 36 (3), 105-115 (2006).</li>
<li>Khedr, E. M., Ahmed, M. A., Fathy, N., Rothwell, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Therapeutic+trial+of+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+after+acute+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Therapeutic trial of repetitive transcranial magnetic stimulation after acute ischemic stroke.</a> Neurology. 65 (3), 466-468 (2005).</li>
<li>Fregni, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sham-controlled+trial+of+a+5-day+course+of+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+of+the+unaffected+hemisphere+in+stroke+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">A sham-controlled trial of a 5-day course of repetitive transcranial magnetic stimulation of the unaffected hemisphere in stroke patients.</a> Stroke. 37 (8), 2115-2122 (2006).</li>
<li>Pascual-Leone, A., Valls-Sole, J., Wassermann, E. M., Hallett, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Responses+to+rapid-rate+transcranial+magnetic+stimulation+of+the+human+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Responses to rapid-rate transcranial magnetic stimulation of the human motor cortex.</a> Brain. 117 (4), 847-858 (1994).</li>
<li>Ridding, M. C., Rothwell, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+there+a+future+for+therapeutic+use+of+transcranial+magnetic+stimulation%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Is there a future for therapeutic use of transcranial magnetic stimulation).</a> Nat Rev Neurosci. 8 (7), 559-567 (2007).</li>
<li>Valero-Cabre, A., Payne, B. R., Pascual-Leone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Opposite+impact+on+14C-2-deoxyglucose+brain+metabolism+following+patterns+of+high+and+low+frequency+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+in+the+posterior+parietal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Opposite impact on 14C-2-deoxyglucose brain metabolism following patterns of high and low frequency repetitive transcranial magnetic stimulation in the posterior parietal cortex.</a> Exp Brain Res. 176 (4), 603-615 (2007).</li>
<li>Di Lazzaro, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+physiological+basis+of+the+effects+of+intermittent+theta+burst+stimulation+of+the+human+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">The physiological basis of the effects of intermittent theta burst stimulation of the human motor cortex.</a> J Physiol. 586 (16), 3871-3879 (2008).</li>
<li>Post, A., Keck, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+magnetic+stimulation+as+a+therapeutic+tool+in+psychiatry%3A+what+do+we+know+about+the+neurobiological+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22J+Psychiatr+Res%22%5BJournal%5D)">Transcranial magnetic stimulation as a therapeutic tool in psychiatry: what do we know about the neurobiological mechanisms.</a> J Psychiatr Res. 35 (4), 193-215 (2001).</li>
<li>Muller, P. A., Dhamne, S. C., Vahabzadeh-Hagh, A. M., Pascual-Leone, A., Jensen, F. E., Rotenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Suppression+of+motor+cortical+excitability+in+anesthetized+rats+by+low+frequency+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Suppression of motor cortical excitability in anesthetized rats by low frequency repetitive transcranial magnetic stimulation.</a> PLoS One. 9 (3), 91065(2014).</li>
<li>Funke, K., Benali, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+cortical+inhibition+by+rTMS+-+findings+obtained+from+animal+models%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Modulation of cortical inhibition by rTMS - findings obtained from animal models.</a> J Physiol. 589 (18), 4423-4435 (2011).</li>
<li>Rotenberg, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lateralization+of+forelimb+motor+evoked+potentials+by+transcranial+magnetic+stimulation+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Lateralization of forelimb motor evoked potentials by transcranial magnetic stimulation in rats.</a> Clin Neurophysiol. 121 (1), 104-108 (2010).</li>
<li>Beom, J., Kim, W., Han, T. R., Seo, K. S., Oh, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concurrent+use+of+granulocyte-colony+stimulating+factor+with+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+did+not+enhance+recovery+of+function+in+the+early+subacute+stroke+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neurol+Sci%22%5BJournal%5D)">Concurrent use of granulocyte-colony stimulating factor with repetitive transcranial magnetic stimulation did not enhance recovery of function in the early subacute stroke in rats.</a> Neurol Sci. 36 (5), 771-777 (2015).</li>
<li>Haghighi, S. S., Green, K. D., Oro, J. J., Drake, R. K., Kracke, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Depressive+effect+of+isoflurane+anesthesia+on+motor+evoked+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Depressive effect of isoflurane anesthesia on motor evoked potentials.</a> Neurosurgery. 26, 993-997 (1990).</li>
<li>Fishback, A. S., Shields, C. B., Linden, R. D., Zhang, Y. P., Burke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+propofol+on+rat+transcranial+magnetic+motor+evoked+potentials%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">The effects of propofol on rat transcranial magnetic motor evoked potentials.</a> Neurosurgery. 37 (5), 969-974 (1995).</li>
<li>Rohde, V., Krombach, G. A., Baumert, J. H., Kreitschmann-Andermahr, I., Weinzierl, M., Gilsbach, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+motor+evoked+potentials+following+repetitive+magnetic+motor+cortex+stimulation+during+isoflurane+or+propofol+anaesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Anaesth%22%5BJournal%5D)">Measurement of motor evoked potentials following repetitive magnetic motor cortex stimulation during isoflurane or propofol anaesthesia.</a> Br J Anaesth. 91 (4), 487-492 (2003).</li>
<li>Lee, S. A., Oh, B. M., Kim, S. J., Paik, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+molecular+evidence+of+neural+plasticity+induced+by+cerebellar+repetitive+transcranial+magnetic+stimulation+in+the+rat+brain%3A+a+preliminary+report%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">The molecular evidence of neural plasticity induced by cerebellar repetitive transcranial magnetic stimulation in the rat brain: a preliminary report.</a> Neurosci Lett. 575, 47-52 (2014).</li>
<li>Fu, Y. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+of+regional+metabolic+activity+by+%2818%29F-FDG%2FPET+in+rats+with+transient+cerebral+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Radiat+Isot%22%5BJournal%5D)">Imaging of regional metabolic activity by (18)F-FDG/PET in rats with transient cerebral ischemia.</a> Appl Radiat Isot. 67 (18), 1743-1747 (2009).</li>
<li>Silveyra, P., Catalano, P. N., Lux-Lantos, V., Libertun, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impact+of+proestrous+milieu+on+expression+of+orexin+receptors+and+prepro-orexin+in+rat+hypothalamus+and+hypophysis%3A+actions+of+Cetrorelix+and+Nembutal%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Endocrinol+Metab%22%5BJournal%5D)">Impact of proestrous milieu on expression of orexin receptors and prepro-orexin in rat hypothalamus and hypophysis: actions of Cetrorelix and Nembutal.</a> Am J Physiol Endocrinol Metab. 292 (3), 820-828 (2007).</li>
<li>Zidek, N., Hellmann, J., Kramer, P. J., Hewitt, P. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+hepatotoxicity%3A+a+predictive+model+based+on+focused+illumina+microarrays%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+Sci%22%5BJournal%5D)">Acute hepatotoxicity: a predictive model based on focused illumina microarrays.</a> Toxicol Sci. 99 (1), 289-302 (2007).</li>
<li>Hsieh, T. H., Dhamne, S. C., Chen, J. J., Pascual-Leone, A., Jensen, F. E., Rotenberg, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+measure+of+cortical+inhibition+by+mechanomyography+and+paired-pulse+transcranial+magnetic+stimulation+in+unanesthetized+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">A new measure of cortical inhibition by mechanomyography and paired-pulse transcranial magnetic stimulation in unanesthetized rats.</a> J Neurophysiol. 107 (3), 966-972 (2012).</li>
<li>Salvador, R., Miranda, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+magnetic+stimulation+of+small+animals%3A+a+modeling+study+of+the+influence+of+coil+geometry%2C+size+and+orientation%5BTitle%5D)+AND+%22Conf+Proc+IEEE+Eng+Med+Biol+Soc%22%5BJournal%5D)">Transcranial magnetic stimulation of small animals: a modeling study of the influence of coil geometry, size and orientation.</a> Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2009, 674-677 (2009).</li>
<li>Parthoens, J., Verhaeghe, J., Servaes, S., Miranda, A., Stroobants, S., Staelens, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Performance+Characterization+of+an+Actively+Cooled+Repetitive+Transcranial+Magnetic+Stimulation+Coil+for+the+Rat%5BTitle%5D)+AND+%22Neuromodulation%22%5BJournal%5D)">Performance Characterization of an Actively Cooled Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation Coil for the Rat.</a> Neuromodulation. , (2016).</li>
<li>Toro, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+size+and+folding+of+the+human+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Cereb+Cortex%22%5BJournal%5D)">Brain size and folding of the human cerebral cortex.</a> Cereb Cortex. 18 (10), 2352-2357 (2008).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

<html> Het primaire doel van deze studie was om een ​​diermodel eenzijdige rTMS voeren. Ofschoon unilateraal stimulering is één van de fundamentele kenmerken van de menselijke rTMS onderzoek veel studies hebben niet in kleine dieren goedgekeurd. Echter Rotenberg et al. 15 EP opgenomen contralaterale met stimulatie van 100% MT met een 8-vormige spoel met een uitwendige diameter van nok 20 mm, terwijl stimulatie met 112,5% en 133,3% MT geproduceerd ipsilaterale en contralaterale leden. Dit kan zijn omda...

Repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS), een middel voor invasieve hersenstimulatie en neuromodulatie, is toegepast in de behandeling van diverse aandoeningen, zoals centrale pijn 1,2, 3 depressie, migraine 4 en vlakke slag 5-7. Snel veranderende elektrische stroom door rollen op de kop een elektrisch veld op de cerebrale cortex en de resulterende neuronale activatie induceert. Exciteerbaarheid in de cerebrale cortex kan worden gemoduleerd door rTMS, die langer dan 30 minuten na de stimulering beëindigd. Suggereerde mechanismen van de rTMS na-effect omvatten langetermijnpotentiëring / depressie-achtig effect 8, voorbijgaande verschuiving in ionische balans 9 en metabole veranderingen 10. Bovendien Di Lazzaro et al. suggereren dat intermitterende-theta burst stimulatie beïnvloedt de prikkelende synaptische ingangen darmkanaal piramidale neuronen, zowel in de gestimuleerdeen de contralaterale hemisfeer 11. Significante beperkingen, echter, hebben de onderzoekers verhinderd vertalen on-bench bewijs om klinische situaties. Ten eerste, in eerdere dierstudies, werd rTMS gebruikt voor whole-brain stimulation 12. Whole-hersenstimulatie is heel anders dan de protocollen die worden gebruikt in humane studies 9. Het andere probleem is gerelateerd aan de duur van de stimulatie. Dit is althans ten dele worden toegeschreven aan het feit dat een efficiënt koelsysteem was beschikbaar voor kleine spoelen in het verleden. De laatste jaren zijn artikelen verschenen rudimentaire voorstellen te doen voor het overwinnen van deze problemen in de rTMS experiment op kleine dierlijke hersenen. Door deze diermodellen werd aangetoond dat de rattenhersenen toont ook gelijkwaardig corticale exciteerbaarheid veranderingen in de menselijke reactie op laagfrequente rTMS 13. Belangrijker cellulaire en moleculaire mechanismen van rTMS steeds being onderzocht met behulp van dierlijke modellen van rTMS. Een voorbeeld is dat een afzonderlijke soort groeiremmende interneuron bekend is het meest gevoelig voor intermitterende theta burst stimulatie 14 zijn. Knaagdier modellen van rTMS, dus bieden nieuwe mogelijkheden voor het verkennen van veelgevraagde vragen over de moleculaire onderbouwing van rTMS-geïnduceerde veranderingen. Als kleine diermodellen van rTMS kan worden gebruikt in meer laboratoria, kan het sterk versnellen en onderzoek op dit gebied versterken. We beschrijven nu hoe rTMS toepassing op de eenzijdige hemisfeer van rattenhersenen, een uitbreiding van het eerdere werk 15. Stimulatie geïnduceerde veranderingen werden onderzocht met behulp van micro-positron emissie tomografie (PET) en mRNA microarrays rTMS-geïnduceerde veranderingen in de gestimuleerde cerebrale cortex bestuderen.

<table><tbody><tr><td>Homeotherme deken met een rectale sonde</td><td>Harvard apparaat</td><td>507222F</td><td></td></tr><tr><td>Isofluraan (Forane oplossing)</td><td>Choongwae</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Propofol (Provive Inj. 1% 20 ml)</td><td>Claris Lifesciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Repetitieve magnetische stimulator (Magstim Rapid2)</td><td>Magstim Company Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>25 mm figuur-van-8 spoel</td><td>Magstim Company Ltd</td><td>1165-00</td><td></td></tr><tr><td>PET-CT</td><td>GE Healthcare</td><td></td><td></td></tr><tr><td>QIAzol Lysis Reagens</td><td>Qiagen</td><td>(US Patent Nr. 5,346,994)</td><td></td></tr><tr><td>RNeasy Lipid Tissue Mini Kit</td><td>Qiagen</td><td>74804</td><td></td></tr><tr><td>RNeasy Mini Spin Columns</td><td>Qiagen</td><td>(Mat Nr. 1011708)</td><td></td></tr><tr><td>Agilent 2100 Bioanalyzer</td><td>Agilent Technologies</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ambion Illumina RNA-amplificatiekit</td><td>Ambion</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Nanodrop Spectrofotometer</td><td>NanoDrop</td><td>ND-1000</td><td></td></tr><tr><td>Illumina RatRef-12 Expressie BeadChip</td><td>Illumina, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Amersham fluorolink streptavidin-Cy3</td><td>GE Healthcare Bio-Sciences</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

repetitive transcranial magnetic stimulation aan de eenzijdige halfrond van de hersenen van de rat

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

Eerdere knaagdiermodellen van repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) pasten volledige-hersenstimulatie toe in plaats van unilateraal hemisferische rTMS, wat anders is dan de protocollen die voor menselijke proefpersonen worden gebruikt. We rapporteren een succesvolle toepassing van rTMS op het unilateraal hemisfeer van de hersenen van een rat. De rTMS werd geleverd met een laagfrequent (1 Hz), hoogfrequent (20 Hz) of schijnstimulatieprotocol naar één kant van de hersenen door gebruik te maken van een kleine 25 mm figuur-8 spiraal. We plaatsten het centrum van de spiraal 1 cm lateraal ten opzichte van de vertex op de biauriculair lijn en plaatsten de spiraal onder een hoek van 45° ten opzichte van de grond om een potentiële directe effect van rTMS op de contralaterale cortex te minimaliseren. We gebruikten ook een in-house waterkoelingssysteem om repetitieve magnetische stimulatie mogelijk te maken gedurende meer dan 20 minuten, zelfs bij een stimulatiefrequentie van 20 Hz. Toenames in de transcripties van onmiddellijke vroege genen (Arc, Junb en Egr2) waren groter na rTMS dan na schijnstimulatie. Na 5 opeenvolgende dagen van 20-minuten 1-Hz rTMS, was bdnf mRNA-expressie significant hoger in gestimuleerd cortex dan op de contralaterale zijde. Het model dat hier wordt gepresenteerd zal de moleculaire mechanismen van rTMS verduidelijken door analyse van het interhemisferische verschil in zijn effect mogelijk te maken.

Vijftien 8-weken oude mannelijke Sprague-Dawley ratten werden gebruikt voor een aparte interbeoordelaarsbetrouwbaarheid analyse van MT vastberadenheid. Met behulp van palpatie van spiertrekkingen, de MT&#39;s waren verkrijgbaar in alle ratten en gemeten 33,00 ± 4,21% maximale stimulator uitgang (% MSO) en 33,93 ± 0,88% MSO, respectievelijk door twee onafhankelijke onderzoekers. Bland-Altman vooroordeel was -0,93, en de grenzen van de overeenkomst 95% waren -9,13 tot 7,26%. <p class="...

We hebben repetitieve transcraniale magnetische stimulatie (rTMS) toegepast op de unilaterale hemisfeer van de hersenen van een rat, door een 25 mm figure-8 spoel 1 cm lateraal van de vertex op de biauriculaire lijn te plaatsen en de spoel te kantelen met 45°. Er werd een in-house waterkoelsysteem gebruikt voor rTMS gedurende meer dan 20 minuten.

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation aan de eenzijdige halfrond van de hersenen van de rat

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...

Het algemene doel van dit experiment is het uitvoeren van een unilaterale repetitieve transcraniële magnetische stimulatie, of rTMS, in een klein diermodel. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen over de moleculaire mechanismen van rTMS, door unilaterale hemisferische stimulatie van de rattenhersenen mogelijk te maken. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het de mogelijkheid biedt om de interhemisferische verschillen in moleculaire gebeurtenissen als reactie op unilaterale rTMS te onderzoeken.Personen die nieuw zijn met deze methode kunnen problemen ondervinden omdat de rTMS-spoel zo groot kan zijn dat ze de gehele hersenen stimuleren, en omdat het bepalen van de motorische drempel tijdrovend en arbeidsintensief is. Een ervaren technicus uit ons laboratorium, Jin-Joo Lee, zal de procedure demonstreren. Plaats een rectale probe bij een geanestheseerde volwassen mannelijke rat om de lichaamstemperatuur te bewaken, waarbij gebruik wordt gemaakt van een homeothermisch warmtedeken om de temperatuur op 37 °C te houden.Breng zalf aan in de ogen van het dier. Markeer vervolgens, 10 minuten na de volledige overgang naar IV-anesthesie, een punt 0.5 centimeter lateraal van de vertex op de biauriculaire lijn en bevestig de spoelhouder stevig aan het apparaat. Plaats vervolgens het centrum van een 25 millimeter acht-vormige spoel op dat punt en zet de spoel onder een hoek van 45 graden ten opzichte van de grond.Houd het spoeloppervlak plat tegen de calvaria en verhoog geleidelijk de stimulatie-intensiteit om de minimale stimulusintensiteit te bepalen die nodig is om vijf of meer voelbare contralaterale contracties van de voorpoot op te wekken, door middel van tien opeenvolgende bifasische stimuli via de spoel. Verifieer dat de stimulatie primair de contralaterale spiercontractie veroorzaakt, zonder enige ipsilaterale contractie, om een unilaterale stimulatie te garanderen. Gebruik een waterkoelsysteem om de spoel gedurende 10 minuten te koelen.Houd de spoeltemperatuur op peil met het koelsysteem en gebruik de softwareconsole om de stimulatiedosemte in te stellen op 100 tot 110% van de motordrempel. Stel vervolgens, om de rTMS toe te passen met een stimulatie van één hertz, de invoer eerst in op 1200 shots voor 20 minuten. Verplaats daarna het centrum van de spoel naar de doellocatie op één hersenschors en kantel de spoel om direct contact tussen het centrum van de spoel en het oppervlak van de schedel op het stimulatiepunt te waarborgen.Stel voor een stimulatie van 20 hertz de input in op 1600 shots over 20 minuten, en voer twee seconden stimulatie uit, gevolgd door 28 seconden rust. Draai bij een sham-stimulatie de spoel 90 graden ten opzichte van het calvaria en plaats de rand van de spoel twee centimeter van het oppervlak van de kop. Laat het dier aan het einde van de stimulatie herstellen onder volledige monitoring.In dit representatieve experiment werden zes acht weken oude ratten gefotografeerd met micro-positronemissietomografie om de opname van een radioisotoop in de regio's van belang van de cerebrale cortex te evalueren. De radioactiviteit in het contralaterale gebied werd als referentie gebruikt om de gegevens verkregen in het ipsilaterale gebied te normaliseren. De gemiddelde differentiële opnameratio's verkregen uit drie opeenvolgende transversale beelden werden vervolgens gemiddeld om de differentiële opnameratio voor de ratten te berekenen, wat een focale toename van het glucosemetabolisme in het gestimuleerde linker corticale gebied aantoonde in de groep van 1 hertz.Ondersteuning van de unilaterale werking van de rTMS. In deze mRNA-microarraystudie werd waargenomen dat de expressieniveaus van verschillende 'immediate early genes' significant hoger waren in de rTMS-dieren dan in de sham-groep. Daarnaast was na stimulatie met één hertz de mRNA-expressie van brain-derived neurotrophic factor ook significant hoger in de gestimuleerde cortex, wat wijst op differentiële rTMS-geïnduceerde veranderingen in de gestimuleerde versus de contralaterale cerebrale cortices.Zodra de behandeling is gestart, kan de rTMS-techniek in één uur worden voltooid, mits deze correct wordt uitgevoerd. Tijdens deze procedure is het belangrijk om zorgvuldig aandacht te besteden aan de juiste positionering van de rTMS-spoel en aan het voorbereiden van de contracties van de contra- en ipsilaterale voorpoten om de unilaterale stimulatie van de hemisferen te bevestigen. Deze techniek zal nuttig zijn in het veld van translationeel neurorehabilitatieonderzoek voor het verkennen van de moleculaire mechanismen van rTMS door middel van de analyse van interhemisferische verschillen en diverse pathologische condities.Na het bekijken van deze video heeft u een goed inzicht gekregen in hoe unilaterale rTMS wordt uitgevoerd in een klein diermodel.

repetitive-transcranial-magnetic-stimulation-to-unilateral-hemisphere

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Take a rat with a focal ischemic stroke in the brain cortex, resulting in a compromised BBB, reduced blood flow, and excessive neuronal activity.Stroke also induces astrocyte activation, leading to the formation of neurotoxic astrocytes that release pro-inflammatory cytokines.This triggers neuroinflammation, leading to neuronal and endothelial cell degeneration.Restrain the rat and position the rTMS coil over the ischemic region.Administer theta-burst rTMS for several days.The electromagnetic...

Theta-Burst Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to Promote Stroke Recovery in Rats

Source: Selvakumar, T., et al., Analysis of Gene Expression Changes in the Rat Hippocampus After Deep Brain Stimulation of the Anterior Thalamic Nucleus. J. Vis. Exp. (2015)This video demonstrates the procedure for implanting electrodes into the rat brain to apply deep brain stimulation (DBS), which modulates neuronal activity and enhances communication with the hippocampus, supporting neuronal survival and neurogenesis.

Effects of Deep Brain Stimulation on Hippocampal Neuronal Activity in a Rat Model

Source: Taube, W., et.al., Non-invasive Assessment of Changes in Corticomotoneuronal Transmission in Humans. J. Vis. Exp. (2017)This video demonstrates a non-invasive method to assess changes in corticomotoneuronal transmission in humans following repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS). The study introduces an electrophysiological technique that differentiates fast, direct corticospinal pathways from polysynaptic connections.

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation-Induced Changes in Human Corticomotoneuronal Synapses

Source: Fritsch, B. et al. Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents. J. Vis. Exp. (2017)This video demonstrates the implantation of electrodes and the application of transcranial electrical stimulation (tES) to the motor cortex of alert rats. It outlines the steps involved in electrode placement, stimulation delivery, and the resulting neuronal and microglial activation, highlighting its neurotherapeutic potential.

Transcranial Electrical Stimulation of the Motor Cortex in an Awake Rat

Source: Beom, J., et al. Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain. J. Vis. Exp. (2016)This video demonstrates the application of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) in anesthetized rats to modulate cortical excitability. The procedure involves determining the motor threshold (MT) to establish baseline stimulation, followed by applying rTMS at an intensity above the MT to induce neuronal depolarization. This stimulation triggers...

Modulating Cortical Excitability in a Rat Using Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation

Source: Dunlop, K., et al. MRI-guided dmPFC-rTMS as a Treatment for Treatment-resistant Major Depressive Disorder. J. Vis. Exp. (2015)This video demonstrates the procedure for MRI-guided repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) targeting the dorsomedial prefrontal cortex (dmPFC) to treat depression.

MRI-Guided Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Dorsomedial Prefrontal Cortex

We verkennen het gebruik van repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) om de taal vaardigheden te verbeteren bij patiënten met chronische CVA en niet-vloeiende afasie. Na het identificeren van een site in de rechter frontale gyrus voor elke patiënt die optimaal reageert op stimulatie, richten we ons op deze site tijdens de tien dagen van rTMS behandeling.

Gebruik makend van Repetitieve transcraniële magnetische stimulatie om Taal-functie van CVA patiënten te verbeteren met chronische niet-vloeiende afasie

Dit onderzoek is ontworpen om de hypothese te testen dat neuronavigatorisch systeem-gestuurde transcraniële magnetische stimulatie een hogere nauwkeurigheid heeft voor het targeten van het beoogde doelwit, zoals blijkt uit het veroorzaken van een grotere mate van virtuele afasie bij gezonde proefpersonen, gemeten door vertraging in reactietijd bij het benoemen van afbeeldingen.

-Neuronavigatie geleide Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation voor Afasie

Dit gedetailleerde protocol beschrijft transcraniale stimulatie de plaatsing van de elektroden op het bot temporale te onderzoeken van de effecten op korte en lange termijn van de elektrische stimulatie transcranial in ratten vrij te verplaatsen.

Chronische Transcraniële elektrische stimulatie en Intracortical opname in ratten

Dit protocol beschrijft de kwantificering van volumetrische cerebrale hemodynamische variaties in het muizenbrein met behulp van functionele echografie (fUS). Procedures voor 3D functionele activeringskaart na sensorische stimulatie en functionele connectiviteit in rusttoestand worden gegeven als illustratieve voorbeelden, bij verdoofde en wakkere muizen.

Whole-Brain 3D-activering en functionele connectiviteit mapping bij muizen met behulp van transcraniële functionele echografie beeldvorming

Dit protocol biedt een preciezere en effectievere methode voor repetitieve transcraniële magnetische stimulatie van de dorsolaterale en dorsomediale prefrontale cortex tijdens een experimentele taak met behulp van neuronavigatie en robotsystemen. Op basis van de resultaten worden cruciale implicaties voorgesteld voor toekomstig online stimulatieonderzoek.

Online repetitieve transcraniële magnetische stimulatie van dorsomediale en dorsolaterale prefrontale cortex in cognitieve besluitvorming en cognitieve dissonantie

Leer unilaterale repetitieve transcraniële magnetische stimulatie (rTMS) toe te passen bij ratten voor neurowetenschappelijk onderzoek. Deze methode maakt het mogelijk om moleculaire mechanismen en interhemisferische verschillen te bestuderen.

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation aan de eenzijdige halfrond van de hersenen van de rat

Meer video's verkennen