Name: Manipulatie van Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) en Sleep bij ratten en muizen door Acupunctuur (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-12-22T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 6 s
Description: Leer hoe acupunctuur epileptiforme electrocorticogrammen en slaap beïnvloedt bij ratten en muizen. Deze methode combineert stereotaxische chirurgie met ECoG- en EMG-registratie voor neurowetenschappelijk onderzoek.

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 subsidies van het Ministerie van Wetenschap en Technologie (MOST) MOST104-2410-H-002-053 & NSC99-2320-B-002-026-MY3. Dit manuscript werd bewerkt en gecorrigeerd door de heer Brian Chang, die ervaring heeft met het reviseren van professionele documenten.

Alle experimentele protocollen worden goedgekeurd door de Institutional Animal Care en gebruik Comite (IACUC) van de National Taiwan University. 1. Stereotaxische Chirurgie voor het implanteren van ECoG Elektroden, EMG elektroden, Brain Thermistor en Injection gids canule <ol><li> Voor ratten (250-350 g, 6 tot 8 weken oude Sprague-Dawley ratten) <ol><li> Verdoven de ratten door IP-injectie met 50 mg / kg zoletil. Controleer of de juiste diepte van de anesthesie door het observeren van een gebrek aan respons na het afklemmen van de achterpoot. Solliciteer oogzalf, scheren de vacht, en steriliseer de huid met povidon-jodium-oplossing en 75% ethanol. Injecteer antibiotica (penicilline G) om infectie te voorkomen. </li><li> Bereid scalpels, scharen, hemostats, gazen en cautery machine voor een operatie. Steriliseren chirurgische gear en gazen door een autoclaaf en de cautery met 75% ethanol. </li><li> Plaats een oor bar in de gehoorgang en monteer de rat naar de Stereotaxis. </li><li> gebruikeen scalpel, maken een ongeveer 2 cm middellijn incisie op de schedel langs een lijn tussen twee de oren, bewegende caudaal. Klem de huid flappen met hemostats aan de schedel bloot te leggen en het weefsel te verwijderen over de schedel met behulp van een scalpel. </li><li> Boor acht gaten (F1, F2, P1, P2, O1, O2, R1 en R2), elk ongeveer 0,7 mm in diameter, op de schedel met een draaiend werktuig. Schroef acht ECoG elektroden op de frontale, pariëtale en occipitale lobben en cerebellum in zowel de linker en rechter hemisferen. Deze elektroden worden gebruikt voor focale epilepsie detectie. <ol><li> Gebruik de volgende coördinaten voor de opname elektroden: frontale (F1 en F2): 2,0 mm anterior tot bregma en 2,5 mm van de middellijn, pariëtale (P1 en P2): -2,0 mm anterior tot bregma en 3,0 mm van de middellijn en occipitale (O1 en O2): -5,5 mm anterior tot bregma en 3,0 mm van de middellijn. </li><li> Plaats twee referentie-elektroden (R1 en R2) over de kleine hersenen (-11,0 mm anterior tot bregma en 4,0 mm van de midline). </li></ol></li><li> In een afzonderlijke groepen ratten, boor drie gaten en plaats twee schroeven EEG-elektroden via rechter frontale (F2) en pariëtale lobben (P2) van de cortex met dezelfde coördinaten als beschreven in stap 1.1.5.1. Plaats een derde EEG electrode via links cerebellum (R1), die dient om het dier grond en vermindert signaalartefacten. Deze elektroden worden gebruikt voor het bevestigen gegeneraliseerde epilepsie en analyseren waakzaamheid fasen. </li><li> Scheid de hals huid en spieren en plaats twee EMG elektroden in de nek spieren. </li><li> Boor een gat in de schedel en plaats een microinjectie geleidingscanule in het linker cea (AP, 2,8 mm vanaf bregma, ML, 4,2 mm, DV, 7,8 mm ten opzichte van bregma) bij ratten. De coördinaten zijn afgeleid van de Paxinos en Watson atlas 10 ratten. </li><li> Boor een groter gat (met een diameter van 1,6 mm) op de schedel en plaats een gekalibreerde 30 kV thermistor op het oppervlak van de pariëtale cortex, die later zal worden gecementeerd, Monitor corticale temperatuur van ratten. </li><li> Gebruik gaas en cautery te stoppen met bloeden wanneer het zich voordoet. </li><li> Route de geïsoleerde draden van de ECoG elektroden en EMG elektroden op een voetstuk en sluit de thermistor aan de ketting. Cement het voetstuk en begeleiden canule aan de schedel met tandheelkundige acryl. </li><li> Behandel de incisie plaatselijk met polysporin (zinkbacitracine / polymyxine B sulfaat) om infectie te voorkomen. Geven de dieren zowel ibuprofen en penicilline G in water gedurende één week na de operatie. </li></ol></li><li> Voor muizen (20-30 g, 6 tot 8 weken oude C57BL / C-muizen) <ol><li> Verdoven de muizen door IP-injectie met 50 mg / kg zoletil en bevestigen juiste diepte van anesthesie door het observeren van een gebrek aan respons na afklemmen van de achterpoot. Solliciteer oogzalf. Na scheren steriliseren de huid met povidon-jodiumoplossing en 75% ethanol. Injecteer antibiotica (penicilline G) om infectie te voorkomen. </li><li> Plaats een oor bar in de gehoorgang enmonteer de muis om de Stereotaxis. </li><li> Met behulp van een scalpel, maak dan een geschatte 1,5 cm middellijn incisie op de schedel langs een lijn tussen de twee oren, bewegende caudaal. Klem de huid flappen met hemostats aan de schedel bloot te leggen en het weefsel te verwijderen over de schedel met een scalpel. </li><li> Poke twee gaten in de schedel met chirurgische schaar en plaats twee draad ECoG elektroden op de rechter frontale kwab (F2: 2,0 mm tot bregma en 1,5 aan de middellijn) en de linker pariëtale kwab (P1: -3,0 mm tot bregma en -2,5 mm aan de middellijn). </li><li> Scheid de hals huid en spieren en plaats twee EMG elektroden in de nek spieren. </li><li> Sluit de geïsoleerde draden van de draad ECoG elektroden en EMG elektroden op de vrouwelijke klemmen en een 2,54-mm-aansluiting, en vervolgens cement aan de schedel met tandheelkundige acryl. </li><li> Behandel de incisie plaatselijk met polysporin (zinkbacitracine / polymyxine B sulfaat) om infectie te voorkomen. Geef de dieren zowel ibuprofen en penicilline G in het water voor een week na de operatie. </li></ol></li><li> Laat alle dieren voorafgaand herstellen gedurende zeven dagen om de inleiding van de experimenten. </li><li> Huis ratten of muizen afzonderlijk in individuele opname kooien in de geïsoleerde ruimte waar de temperatuur op 23 ± 1 ° C en de licht: donker (L: D) ritme wordt geregeld in een 12: 12-h cyclus (40 W x 4 tubes verlichting). Zorg voor voedsel en water ad libitum. </li><li> Sluit de ECoG, EMG en thermistor via een tuier aan de versterkers één week na de operatie om de opnames te starten. </li></ol> 2. Vaststelling van Focal TLE Epilepsie, SE, en Spontaan Recurrent Epilepsie <ol><li> voor ratten <ol><li> Dien 0,5 gl pilocarpine (2,4 mg / ul) in de linker CEA door de injectiepoort geleidingscanule met een micro-injectie pomp. De injectie tarief moet worden vastgesteld op 0,2 pl / min tot focale TLE induceren. </li><li> IP injecteren 300 mg / kg pilocarpine veralgemeende epi inducerenlepsy met terugkerende SE. </li></ol></li><li> voor muizen <ol><li> IP toedienen PTZ (0,035 mg / muis g lichaamsgewicht) op een bepaald punt ZT om de dag. Vijf opeenvolgende injecties zal de ontwikkeling van spontaan en herhaaldelijk gegeneraliseerde epilepsie veroorzaken. </li></ol></li><li> Voor zowel ratten als muizen <ol><li> ECoG versterken de signalen 5000 en filteren analoge banddoorlaat- tussen 0,1 en 40 Hz. </li><li> Gebruik een A / D-omvormende boord om de analoge ECoGs signalen naar digitale signalen met een 128-Hz sampling rate. </li><li> Een software van visuele scoring en analyseren het begin en de duur van epilepsie. Meet de tijdschaal om de duur te vertegenwoordigen. </li><li> Definieer ECoG epilepsie door het optreden van epileptische pieken met amplitudes groter dan 2 mV en duur van meer dan 30 s 13. </li></ol></li></ol> 3. Classificatie van Waakzaamheid Staten <ol><li> voor ratten<ol><li> Bepaal de waakzaamheid staten met behulp van de parameters overgenomen van ECoGs, EMG, hersenen temperaturen, en motoriek binnen een 12-s episode van de opname. Sluit de ECoG, EMG, en thermistor door middel van een ketting om de versterkers een week na de operatie om de opname te starten. De score van de landen met een op maat gemaakte software volgens stappen 3.1.5 - 3.1.7. </li><li> Meet vrijer kunnen bewegen met behulp van een infrarood bewegingsmelder, de integratie van de signalen elke 1 s, en de signalen op te slaan. </li><li> Meet corticale temperatuur en de signalen op te slaan. </li><li> Classificeren waakzaamheid staten volgens onze eerder gedefinieerde criteria 14. </li><li> Score wakker met de volgende kenmerken: kleine amplitude ECoGs met hoge frequentiespectra hogere delta kracht (0,5-4,0 Hz) en lagere theta kracht (6,0-9,0 Hz); dominant bewegingsactiviteit; hoge EMG-activiteit; geleidelijk verhoogd corticale temperatuur. </li><li> Score NREM slaap met behulp van de following kenmerken: delta-wave dominant ECoGs met grote amplitudes, daalde EMG-activiteit, verminderde corticale temperatuur, en geen bewegingsactiviteit. </li><li> Score REM-slaap met behulp van de volgende kenmerken: verminderde amplitude van ECoGs met de dominante theta frequentie, plotseling verhoogde corticale temperatuur, minimaal EMG-activiteit en lage bewegingsactiviteit met het lichaam samentrekkingen. </li></ol></li><li> voor muizen <ol><li> Herhaal de indeling van waakzaamheid staten in de muizen uitgevoerd in de ratten, behalve dat er geen corticale temperatuur opgenomen van de thermistor. </li></ol></li></ol> 4. Prestaties van Manual Acupunctuur en EA in Ratten <ol><li> De rat wordt verdoofd voor de EA-protocol. </li><li> Zoek de acupoint door anatomie en bevestig lage huid impedantie op de acupoint. Het lampje knippert wanneer detecteert de lage impedantie huid. Opmerking: Fengchi acupoints bevinden zich 3 mm afstand van de achterste mediaan lijnsen de twee oren, de nek. </li><li> Plaats roestvrijstalen naalden in de acupunctuurpunten op een diepte van 2 mm. </li><li> Twitch de ingebrachte naalden 10 keer om de 5 min. </li><li> Met behulp van een functionele elektrische stimulator leveren een trein van tweefasige pulsen (150-ps tijdsduur elk) met een intensiteit van 1 mA tot de acupunten door de naald. </li><li> Voer een schijnvertoning acupunctuur of sham EA als een controle. </li></ol>

<ol><li>Regesta, G., Tanganelli, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+aspects+and+biological+bases+of+drug-resistant+epilepsies%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsy+Res%22%5BJournal%5D)">Clinical aspects and biological bases of drug-resistant epilepsies.</a> Epilepsy Res. 34 (2-3), 109-122 (1999).</li>
<li>Malow, B. A., Bowes, R. J., Lin, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Predictors+of+sleepiness+in+epilepsy+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Predictors of sleepiness in epilepsy patients.</a> Sleep. 20 (12), 1105-1110 (1997).</li>
<li>Stores, G., Wiggs, L., Campling, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+disorders+and+their+relationship+to+psychological+disturbances+in+children+with+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Child+Care+Health+Dev%22%5BJournal%5D)">Sleep disorders and their relationship to psychological disturbances in children with epilepsy.</a> Child Care Health Dev. 24 (1), 5-19 (1998).</li>
<li>Yi, P. L., Tsai, C. H., Lin, J. G., Lee, C. C., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kindling+stimuli+delivered+at+different+times+in+the+sleep-wake+cycle%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Kindling stimuli delivered at different times in the sleep-wake cycle.</a> Sleep. 27 (2), 203-212 (2004).</li>
<li>Yi, P. L., Chen, Y. J., Lin, C. T., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Occurrence+of+epilepsy+at+different+zeitgeber+times+alters+sleep+homeostasis+differently+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Sleep%22%5BJournal%5D)">Occurrence of epilepsy at different zeitgeber times alters sleep homeostasis differently in rats.</a> Sleep. 35 (12), 1651-1665 (2012).</li>
<li>Bazil, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sleep+and+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Neurol%22%5BJournal%5D)">Sleep and epilepsy.</a> Semin Neurol. 22, 321-327 (2002).</li>
<li>Yi, P. L., Lu, C. Y., Jou, S. B., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+frequency+electroacupuncture+suppress+focal+epilepsy+and+improves+epilepsy-induced+sleep+disruptions%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Sci%22%5BJournal%5D)">Low frequency electroacupuncture suppress focal epilepsy and improves epilepsy-induced sleep disruptions.</a> J Biomed Sci. 22, 49(2015).</li>
<li>Yi, P. L., Lu, C. Y., Cheng, C. H., Tsai, Y. F., Lin, C. T., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+amygdala+opioid+receptors+by+electroacupuncture+of+Feng-Chi+%28GB20%29+acupoints+exacerbates+focal+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Complement+Altern+Med%22%5BJournal%5D)">Activation of amygdala opioid receptors by electroacupuncture of Feng-Chi (GB20) acupoints exacerbates focal epilepsy.</a> BMC Complement Altern Med. 13, 290(2013).</li>
<li>Yi, P. L., Lu, C. Y., Cheng, C. H., Tsai, Y. F., Lin, C. T., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amygdala+opioid+receptors+mediate+the+electroacupuncture-induced+deteriortation+of+sleep+disruptions+in+epilepsy+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Sci%22%5BJournal%5D)">Amygdala opioid receptors mediate the electroacupuncture-induced deteriortation of sleep disruptions in epilepsy rats.</a> J Biomed Sci. 20, 85(2013).</li>
<li>Paxinos, G., Watson, W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+Rat+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates+%284th+edition%29%22">The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates (4th edition)</a>. , Academic Press. San Diego. (1998).</li>
<li>Siu, F. K. W., Lo, S. C. L., Leung, M. C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electro-acupuncture+potentiates+the+disulphide-reducing+activities+of+thioredoxin+system+by+increasing+thioredoxin+expression+in+ischemia-reperfused+rat+brains%5BTitle%5D)+AND+%22Life+Sci%22%5BJournal%5D)">Electro-acupuncture potentiates the disulphide-reducing activities of thioredoxin system by increasing thioredoxin expression in ischemia-reperfused rat brains.</a> Life Sci. 77 (4), 386-399 (2005).</li>
<li>Yi, P. L., Tsai, C. H., Lin, J. G., Liu, H. J., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+electroacupuncture+at+%27Anmian%27+%28extra%29+acupoints+on+sleep+activities+in+rats%3A+the+implication+of+the+caudal+nucleus+tractus+solitaries%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Sci%22%5BJournal%5D)">Effects of electroacupuncture at 'Anmian' (extra) acupoints on sleep activities in rats: the implication of the caudal nucleus tractus solitaries.</a> J Biomed Sci. 11 (5), 579-590 (2004).</li>
<li>Jou, S. B., Kao, I. F., Yi, P. L., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+of+left+anterior+thalamic+nucleus+with+high-frequency+and+low-intensity+currents+reduces+the+rate+of+pilocarpine-induced+epilepsy+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Seizure%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation of left anterior thalamic nucleus with high-frequency and low-intensity currents reduces the rate of pilocarpine-induced epilepsy in rats.</a> Seizure. 22 (3), 221-229 (2012).</li>
<li>Chang, F. C., Opp, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Blockade+of+corticotropin-releasing+hormone+receptors+reduces+spontaneous+waking+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Regul+Integr+Comp+Physiol%22%5BJournal%5D)">Blockade of corticotropin-releasing hormone receptors reduces spontaneous waking in the rat.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 275 (3), Pt 2 793-802 (1998).</li>
<li>Cheng, C. H., Yi, P. L., Lin, J. G., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endogenous+opiates+in+the+nucleus+tractus+solitaries+mediate+electroacupuncture-induced+sleep+activities+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Evid+Based+Complement+Alternat+Med%22%5BJournal%5D)">Endogenous opiates in the nucleus tractus solitaries mediate electroacupuncture-induced sleep activities in rats.</a> Evid Based Complement Alternat Med. 2011, 159209(2011).</li>
<li>Tsui, P., Leung, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+effectiveness+between+manual+acupuncture+and+electro-acupuncture+on+patients+with+tennis+elbow%5BTitle%5D)+AND+%22Acupunct+Electrother+Res%22%5BJournal%5D)">Comparison of the effectiveness between manual acupuncture and electro-acupuncture on patients with tennis elbow.</a> Acupunct Electrother Res. 27 (2), 107-117 (2002).</li>
<li>Napadow, V., Makris, N., Liu, J., Kettner, N. W., Kwong, K. K., Hui, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+electroacupuncture+versus+manual+acupuncture+on+the+human+brain+as+measured+by+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Brain+Mapp%22%5BJournal%5D)">Effects of electroacupuncture versus manual acupuncture on the human brain as measured by fMRI.</a> Hum Brain Mapp. 24 (3), 193-205 (2005).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het kiezen van een haalbare epilepsie diermodel is essentieel voor elke experimentele doeleinden. Een van onze doelen is om de effecten van EA voor epilepsie onderdrukking helderen. EA is een alternatieve geneeskunde die therapeutisch effect bij epilepsie kunnen vertonen en is gedocumenteerd in de oude Chinese literatuur. Echter, er is een gebrek aan wetenschappelijk bewijs om het te bewijzen. Om de effecten van EA op epilepsie te bepalen, we vooral gericht op de effecten van EA op mild focale epilepsie, in plaats van o...

Epilepsie is een veel voorkomende neurologische aandoening waarbij recurrente aanvallen optreden gedurende de levensduur van een patiënt. De meeste epileptische recidieven kunnen worden goed gecontroleerd door anti-epileptica (AEDs). Echter ongeveer 30% van epileptische patiënten ontwikkelen refractaire epilepsie 1. Epilepsie oorzaken slaapstoornissen, die verder herhaling kan verergeren. Het bewijs toont aan dat epilepsie kunnen ofwel de slaap verstoren &#39;s nachts of kan overmatige slaperigheid overdag 2,3 veroorzaken. Onze vorige studies verder aan dat epilepsie die zich op zeitgeber tijd (ZT) 0, dat wil zeggen, het begin van de lichte periode in het licht: donker cyclus, vermindert de slaap; dit wordt gemedieerd door corticotropine releasing hormoon (CRH), een homeostatische factor. Epilepsie bij ZT13 (het begin van de donkere periode) verhoogt de expressie van een homeostatische factor, interleukine-1 (IL-1), die slaap toeneemt. Slaap circadiane ritmes worden gewijzigd wanneer epilepsie optreedt bij ZT6, het midden van delicht periode 4,5. Aan de andere kant, slaapproblemen verder verergeren de progressie en de herhaling van epilepsie 6. Op basis van de eerder genoemde bewijs, proberen we een optimale therapeutische methode om tegelijkertijd epilepsie te controleren en te voorkomen dat slaapstoornissen bij patiënten met epilepsie te onthullen. We hebben eerder gevonden dat elektro (EA) met een 10-Hz stimulatiefrequentie, waarbij een bepaalde hoeveelheid stroom in de acupunt wordt geleverd via een roestvrij-stalen naald, succesvol onderdrukt electrocorticogram (ECoG) epileptische activiteiten en epilepsie geïnduceerde slaapstoornissen 7 . EA met een 100-Hz stimulatie frequentie verder verslechtert epileptische activiteiten en slaapstoornissen bij ratten 8,9. Deze succesvolle experiment afhankelijk van drie factoren: ten eerste, een haalbare epileptische diermodel; ten tweede een werkwijze voor slapen registratie en analyse bij knaagdieren; en ten derde, de nauwkeurige prestaties van acupunctuur en de nauwkeurigheid van de acupoint locations. Epilepsie is onderverdeeld in twee belangrijke types: focale epilepsie en gegeneraliseerde epilepsie. Wij zijn geïnteresseerd in focale temporaalkwab epilepsie (TLE), gegeneraliseerde epilepsie, status epilepticus (SE), en de terugkeer van spontane gegeneraliseerde epilepsie. Daarom worden verschillende manipulaties toegepast op geschikte epileptische modellen te maken voor onze experimenten. Focale TLE stellen, wordt een lage dosis van pilocarpine toegediend in de linker centrale kern van de amygdala (CEA). Om dit model te verifiëren, worden zes ECoG geïmplanteerde elektroden op de frontale (F1 en F2), pariëtale (P1 en P2) en occipitale (O1 en O2) kwabben in zowel de linker en rechter hemisferen, en nog eens twee referentie-elektroden (R1 &amp; R2) worden over het cerebellum in beide hemisferen. Een extra microinjectie geleidingscanule wordt chirurgisch geïmplanteerd in de linker cea (AP, 2,8 mm vanaf bregma, ML, 4,2 mm, DV, 7,8 mm ten opzichte van bregma). De coördinaten zijn afgeleid van de Paxinos en Watson rat atlas 10. Indien het brandpunt TLE succesvol is geïnduceerd, alleen de opname van de elektrode links pariëtale cortex (P1), dat vlak bij de linker CEA, dient de dominante epileptiform ECoGs verkrijgen, zonder significante epileptische ECoGs opgenomen vanaf de andere ECoG elektroden. Intraperitoneale (IP) injectie van pilocarpine in ratten induceren gegeneraliseerde epilepsie en SE, maar dit kan fataal zijn. Vijf IP injecties van pentyleentetrazool (PTZ) met een eendaagse interval tussen elke injectie met succes spontane gegeneraliseerde epilepsie veroorzaken bij muizen en ook zorgen voor de overleving van de muizen. Tweedraads ECoG elektroden worden geïmplanteerd in de frontale en pariëtale cortex in de muizen ECoG signalen en spontaan terugkerende epilepsie te controleren. Polysomnografie (PSG) is een uitgebreide methode om fysiologische veranderingen die optreden tijdens de slaap nemen, en het objectief classificeren slaap in verschillende stadia van niet-snelle oogbeweging (NREM) en rAPID eye movement (REM) slaap. PSG registreert parameters van lichaamsfuncties, met inbegrip van hersengolven (elektro-encefalogram, EEG), oogbewegingen (elektro-, EOG), skeletspier tonen (electromyogram, EMG), hart ritmes (elektrocardiogram, ECG), en het bloed zuurstof en respiratoire parameters. Bij ratten, we ECoGs, EMGs, corticale temperatuur en bewegingsactiviteit opnemen waakzaamheid staten te delen in waken, NREM slaap en REM-slaap. Sleep-analyse bij muizen wordt uitgevoerd met behulp van ECoGs, EMG en bewegingsactiviteit resultaten. Ratten worden chirurgisch geïmplanteerd met drie ECoG schroef elektroden in de frontale, pariëtale en contralaterale cerebellaire cortex door stereotaxische chirurgie. Post-acquisitie bepaling van de waakzaamheid staten (waken, NREM slaap en REM-slaap) wordt uitgevoerd op basis van de ervaringen bij de ECoGs, EMG, hersenen temperatuur en bewegingsactiviteit parameters. Gedetailleerde criteria voor het categoriseren gedrag van het dier in zowel ratten als muizen beschreven in tHij protocol. Zowel ratten als muizen moeten worden verdoofd met een lage dosis zoletil (25 mg / kg) die de helft van de dosis van anesthesie gewoonlijk toegediend tijdens stereotaxische chirurgie, alvorens manuele acupunctuur of EA. Deze dosering mogelijk maken de dieren wakker worden 30 tot 35 minuten na de injectie. Handmatige acupunctuur of EA wordt uitgevoerd bij het begin van de donkere periode, met een constante tijdsduur van 30 min, en elk dier achtereenvolgens behandeld gedurende twee tot drie dagen. EA stimulerende stromen worden afgeleverd in een bepaalde acupoint met een roestvrij stalen naald die in de acupunt wordt geplaatst. De stimulusstroomniveaus een trein van tweefasige rechthoekige pulsen, waarbij de pulsduur 150 ms en de stimulatie-intensiteit 1 mA. Als een droge naald wordt gebruikt voor het handmatig acupunctuur, wordt de naald ingebracht in de acupunctuurpunten 10 keer om de 5 min trok. Het moeilijkste deel van de handleiding acupunctuur of EA is om de acupunctuurpunten lokaliseren bij knaagdieren. de locatie van acupunten bij ratten of muizen is vergelijkbaar met de anatomische locatie bij de mens. Zo worden de bilaterale Fengchi acupunctuurpunten op 3 mm afstand van de achterste middellijn van de hals, tussen de twee oren, die vergelijkbaar is met de anatomische locatie bij de mens 11. Verder kan de acupunten met lage impedantie op de huid verder worden bevestigd. Sham acupunctuur of schijnvertoning EA manipulatie is nodig voor acupunctuur of EA experimenten. Sham acupunctuur of sham EA moet worden uitgevoerd bij een niet-acupoint dicht bij de acupoint, zoals in de buurt van de oksel 12. Om de effecten van acupunctuur of EA over epilepsie en epilepsie veroorzaakte slaapstoornissen succes te onderzoeken, moeten de volgende factoren worden in de plaats: een haalbare epileptische diermodel, de precieze analyse van epileptische ECoGs en de herhaling van epilepsie, een methode om waakzaamheid staten classificeren en de nauwkeurige prestaties van acupunctuur of EA bij knaagdieren.

<table><tbody><tr><td>Geneesmiddelen</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zoletil</td><td>Virbac</td><td></td><td>50 mg/kg i.p.</td></tr><tr><td>pilocarpine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6503</td><td>300 mg/kg i.p.; 1,2 mg micro-injectie</td></tr><tr><td>PTZ</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6500</td><td>0,035 mg/muis</td></tr><tr><td>polysporin</td><td>Pfizer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chirurgie</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ECoG elektrode</td><td>Plastics One</td><td>E363/20</td><td>schroefelektrode voor ratten</td></tr><tr><td>Voetstuk</td><td>Plastics One</td><td>MS363</td><td></td></tr><tr><td>Cannula</td><td>Plastics One</td><td>C315G/spc</td><td></td></tr><tr><td>Thermistor</td><td>Omega Engineering</td><td>44008</td><td></td></tr><tr><td>Tandheelkundig acryl</td><td>Tempron</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stereotactisch instrument</td><td>Stoelting</td><td></td><td>Dural armen</td></tr><tr><td>Opnameapparatuur</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ECoG-versterker</td><td>Colbourn Instruments</td><td>V75-01</td><td></td></tr><tr><td>A/D-kaart</td><td>National Instruments</td><td>NI PCI-6033E</td><td></td></tr><tr><td>Infrarood gebaseerde bewegingsdetectoren</td><td>Biobserve GmbH</td><td>op maat gemaakt</td><td></td></tr><tr><td>ICELUS</td><td>G-System</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AxoScope 10 Software</td><td>Molecular Devices</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Naaldpunten voor acupunctuur</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Roestvrijstalen naalden</td><td>Shanghai Yanglong Medical Articles Co.</td><td>32 gauge x 1&rdquo;</td><td></td></tr><tr><td>Functionele elektrische stimulator</td><td>I.T.O., Japan</td><td>Trio 300</td><td></td></tr><tr><td>AcuPen</td><td>Lhasa OMS</td><td>Pointer Excel II</td><td></td></tr></tbody></table>

manipulatie van epileptiforme electrocorticograms (ecogs) en sleep bij ratten en muizen door acupunctuur

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

De oude Chinese literatuur heeft gedocumenteerd dat acupunctuur efficiënte therapeutische effecten heeft op epilepsie en slapeloosheid. Er is echter weinig onderzoek om de mogelijke mechanismen achter deze effecten te onthullen. Om het effect van acupunctuur op epilepsie en slaap te onderzoeken, moeten verschillende kwesties worden aangepakt. De eerste is het identificeren van de acupunctuurpunten, die overeenkomen tussen mensen, ratten en muizen. Verder moet de diepte van inbrenging van de acupunctuurnaald, de mate van naalddraaiing bij manuele naaldpunctuur en de stimulatieparameters voor elektroacupunctuur (EA) worden bepaald. Om de effecten van acupunctuur op epilepsie en slaap te evalueren, is een haalbaar model van epilepsie bij knaagdieren vereist. We brengen pilocarpine in het linker centrale nucleus van de amygdala (CeA) in om focale temporale lob epilepsie (TLE) bij ratten te simuleren. Intraperitoneale (IP) injectie van pilocarpine induceert gegeneraliseerde epilepsie en status epilepticus (SE) bij ratten. Vijf IP-injecties van pentyleentetrazol (PTZ) met een daginterval tussen elke injectie induceert succesvol spontane gegeneraliseerde epilepsie bij muizen. Opnamen van elektrocorticogrammen (ECoG's), elektromyogrammen (EMG's), hersentemperatuur en activiteit van de bewegingsorganen worden gebruikt voor slaapanalyse bij ratten, terwijl ECoG's, EMG's en activiteit van de bewegingsorganen worden gebruikt voor slaapanalyse bij muizen. ECoG-elektroden worden geïmplanteerd in de frontale, pariëtale en contralaterale occipitale cortex, en een thermistor wordt boven de hersenschors geïmplanteerd door stereotactische chirurgie. EMG-elektroden worden geïmplanteerd in de nekspieren en een infrarooddetector bepaalt de activiteit van de bewegingsorganen. De criteria voor het categoriseren van waakstadia, inclusief waakzaamheid, snel oogbeweging (REM) slaap en niet-snel oogbeweging (NREM) slaap, zijn gebaseerd op informatie van ECoG's, EMG's, hersentemperatuur en activiteit van de bewegingsorganen. Gedetailleerde classificatiecriteria worden in de tekst vermeld.

Er zijn verschillende rat en muismodellen de behoeften van verschillende soorten epilepsie voldoen. Focale TLE induceren, 0,5 gl pilocarpine (2,4 mg / gl) wordt toegediend in de linker cea. De overheersende epileptische ECoGs worden verkregen uit de ECoG elektrode op de parietale kwab van de linker hemisfeer (Figuur 1A: b) en zeldzame epileptische activiteiten worden opgehaald van de rest van de ECoG elektroden (Figuur 1A: a, c,<...

Dit artikel toont de prestaties van acupunctuur, epilepsiemodellen en de analyse van slaap bij knaagdieren. De acupunctuurprocedure en de identificatie van acupunctuurpunten worden beschreven. Pilocarpine of pentyleentetraazool (PTZ) wordt gebruikt om epilepsie te induceren. Elektrokortikogram (ECoG), elektromyogram (EMG), hersentemperatuur en opnames van locomotorische activiteit worden gebruikt voor slaapanalyse.

Manipulatie van Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) en Sleep bij ratten en muizen door Acupunctuur

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little ...

Het algemene doel van deze procedure is om epilepsie, slaap en de effecten van acupunctuur in een diermodel te beoordelen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen in het neurowetenschappelijke veld over hoe epilepsie kan worden opgewekt, slaap kan worden geanalyseerd en acupunctuur kan worden uitgevoerd in een klein diermodel. De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn dat de laterale corticale en de laterale myogram-elektroden in dat semester snel en eenvoudig kunnen worden geïmplanteerd middels stereotaxische chirurgie.Deze procedure wordt gedemonstreerd door Yi-Jou Wu, een promovendus uit mijn laboratoria. Nadat de juiste diepte van de sedatie is bevestigd door een gebrek aan reactie op een knijptest bij de teen, brengt u oogzalf aan bij een zes tot acht weken oude Spregg Dolly rat van 250 tot 350 gram uit de eerste groep. Gebruik een trimmer om het haar van de bovenkant van de schedel te verwijderen.Desinfecteer de huid met opeenvolgende applicaties van povidonjodiumoplossing en 75 procent ethanol, gevolgd door een antibiotica-injectie om infectie te voorkomen. Monteer vervolgens het dier in een stereotaxisch frame en plaats daarna een oorstaaf in de gehoorgang. Maak met een scalpel een caudale middenincisie van ongeveer twee centimeter langs de schedel tussen de oren.Gebruik vervolgens hemostaten om de huidflappen vast te klemmen, zodat de schedel bloot komt te liggen, en gebruik een scalpel om het weefsel te verwijderen. Wanneer de schedel schoon is, gebruik dan een roterend gereedschap om acht gaten van ongeveer 0,7 millimeter diameter te boren in de frontale, pariëtale en occipitale kwabben en het cerebellum in zowel het linker- als rechterhemisfeer van het blootgelegde bot. Schroef vervolgens acht electrocorticogram-elektroden in de gaten voor de detectie van focale epilepsie.Boor bij een aparte groep ratten drie gaten en plaats twee schroefelektroden voor elektro-encefalografie over de rechter frontale en pariëtale kwabben van de cortex, met dezelfde coördinaten als bij de eerste groep. Plaats vervolgens een derde elektro-encefalografie-elektrode over het linker cerebellum om het dier te aarden en signaalartefacten te verminderen. Scheid de huid en spieren van de nek en breng twee elektromyografie-elektroden aan in de nekmusculatuur.Boor een tweede gat in de schedel en plaats een micro-injectiegeleidende canule in de linker centrale nucleus van de amygdala. Boor vervolgens een gat van 1,6 millimeter in de schedel en insert een gekalibreerde 30 kilovolt thermistor op het oppervlak van de pariëtale cortex om de corticale temperatuur te bewaken. Leid de geïsoleerde elektro-corticale en elektromyogram-elektrodekabels naar een voetstuk.Gebruik tandheelkundige acryliek om de voet te cementeren, geleid de canule naar de schedel en verbind vervolgens de thermistor met de tether. Behandel daarna de incisie topisch met polysporin om infectie te voorkomen en geef de dieren gedurende één week na de operatie water aangevuld met ibuprofen en penicilline G. Om focale temporale kwabbepilepsie op te wekken, wordt een microinjectiepomp gebruikt om 0,5 µL pilocarpine in de linker centrale nucleus van de amygdala te injecteren via de injectiegeleide canule met een snelheid van 0,2 µL per minuut.Om gegeneraliseerde epilepsie met recidiverend status epilepticus op te wekken, injecteer 300 milligram per kilogram pilocarpine IP. Voor acupunctuur moeten de acupunctuurpunten eerst handmatig worden gelokaliseerd. De feng chi-punten bevinden zich bijvoorbeeld drie millimeter van de posterieure mediane lijn tussen de oren in de nek. Nadat een lage huidimpedantie bij de betreffende acupunctuurpunten is bevestigd, worden roestvrijstalen naalden tot een diepte van twee millimeter in de acupunctuurpunten ingebracht.Dien vervolgens, met behulp van een functionele elektrische stimulator, een trein van 10 Hz bestaande uit bifasische pulsen van 150 milliseconden met een intensiteit van één milliampere toe aan de acupunten via de naald. Hier wordt een predominant epileptiform electrocorticogram getoond, verkregen via de electrocorticogram-elektrode op de pariëtale kwab van het linkerhemisfeer. Na toediening van pilocarpine worden zeldzame epileptische activiteiten geregistreerd door de overige electrocorticogram-elektroden, wat wijst op een succesvolle inductie van focale temporale kwabepilepsie.Binnen vijf minuten treden ernstige cholinerge effecten op het gedrag op, die in ernst geleidelijk toenemen tot aan het optreden van een gegeneraliseerde epileptische aanval op het elektrocorticogram, gevolgd door een status epilepticus event. Er worden geen epileptiforme elektrocorticogrammen waargenomen tijdens de donkerperiode na de eerste injectie met pentylenetetrasol, noch tijdens de tweede donkerperiode op een dag zonder injectie tot aan de vijfde injectie met pentylenetetrasol, samen met spontane en recurrente gegeneraliseerde epilepsie. De waaktoestand vertoont een electromyogram met een hoge amplitude en een overvloed aan locomotorische activiteit, met een geleidelijke stijging van de corticale temperatuur naarmate de waaktoestand overgaat van non-REM- of REM-slaap naar waakzaamheid.Non-REM-slaap wordt gekenmerkt door gesynchroniseerde electrocorticogrammen met een hoge amplitude en lage frequentie, een geleidelijke afname van de electromyogramamplitude en afwezigheid van locomotorische activiteit, evenals een daling van de corticale temperatuur naarmate de waaktoestand overgaat in NREM-slaap. Tijdens de REM-slaap is de electrocorticogramgolf gedesynchroniseerd met een verminderde amplitude. De dominante spectrale dichtheid van het electroencephalogram bevindt zich binnen de theta-frequentie.De elektromyogramactiviteit is het laagst, er wordt een fasische lichaamstrekking waargenomen en de corticale temperatuur stijgt snel. Toediening van 100 hertz elektroacupunctuur in de bilaterale feng chi acupunctuurpunten verergert de door pilocarpine geïnduceerde epileptiforme elektrocorticogrammen, terwijl 10 hertz elektroacupunctuur de epileptiforme elektrocorticogrammen onderdrukt. Bovendien onderdrukt pilocarpinetoediening in de linker centrale nucleus van de amygdala ook de non-REM-slaap tijdens de lichtperiode van de 12-uurs licht/donkercyclus.Elektroacupunctuur van 100 hertz verslechtert de door pilocarpine geïnduceerde onderdrukking van non-REM-slaap verder. In contrast hiermee verhoogt elektroacupunctuur van 10 hertz in de bilaterale feng chi-acupunctuurpunten de non-REM-slaap op zich tijdens de donkerperiode, en blokkeert het de door pilocarpine geïnduceerde afname van de non-REM-slaap tijdens de lichtperiode. Zodra de techniek onder de knie is, kan deze in anderhalve uur worden voltooid als deze correct wordt uitgevoerd.Voordat u deze procedure uitvoert, is het belangrijk om de vaardigheid van stereotaxische chirurgie te oefenen tot u deze beheerst. Na de ontwikkeling baant deze techniek de weg voor onderzoekers in het veld van de neurowetenschappen om de effecten van acupunctuur bij epilepsie en slaapstoornissen te onderzoeken. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u chirurgisch elektro-encephalo- en electromyogramelektroden, een gidscanule en een sensor voor het beoordelen van slaappatronen en andere effecten van acupunctuur op de hersenactiviteit implanteert.

manipulation-epileptiform-electrocorticograms-ecogs-sleep-rats-mice

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Source: Kodani, S., et.al. Optogenetic Manipulation of Neural Circuits During Monitoring Sleep/wakefulness States in Mice. J. Vis. Exp. (2019)This video demonstrates the optogenetic manipulation of neural circuits involved in the sleep-to-wakefulness transition in mice. The procedure involves surgically implanting an optic fiber and electrodes into the brain and muscles to enable light stimulation and electrophysiological recording. By delivering light to activate light-sensitive cation...

Optogenetic Manipulation of Neural Circuits for the Sleep-to-Wakefulness Transition in Mice

This video demonstrates a protocol for implanting an electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) electrode assembly in an anesthetized mouse. The process involves securing the mouse on a stereotaxic frame, making a midline incision in the skull, drilling holes for the electrodes, and fixing the electrode unit for signal recording. After recovery, the mouse's sleep-wake behavior is analyzed using the recorded signals.

Analyzing Sleep Behavior in Mice through Electroencephalogram and Electromyogram Recordings

This video demonstrates a method for high-resolution EEG recording in a rat model of focal epilepsy. It outlines the steps involved in preparing the rat, connecting a multichannel EEG mini-cap to the rat's scalp, and recording the EEG to identify seizure-related events characteristic of the epilepsy model.

Electroencephalography Recording in a Rat Model of Focal Epilepsy

This video demonstrates electroencephalographic (EEG) recording of epileptic seizures in epilepsy-induced rats. A rat with electrodes implanted in the ventral hippocampus is connected to the EEG recording system and placed in a plexiglass chamber. The rat is allowed to move freely while the brain activity is recorded to monitor the occurrence of seizures.

Electroencephalographic Recording of Epileptic Seizures in Epilepsy-Induced Rats

De registratie van elektro-encefalogram (EEG) en elektromyogram (EMG) bij muizen die zich vrij kunnen bewegen, is een cruciale stap om gedrag en fysiologie te correleren met slaap en waakzaamheid. Het experimentele protocol dat hier wordt beschreven, biedt een kabelgebaseerd systeem voor het verkrijgen van EEG- en EMG-opnamen bij muizen.

Huisstijlen Opname Procedure voor het meten van de Slaap in Muizen

Elektroconvulsietherapie overname (ECS) is een experimentele diermodel van elektroconvulsieve therapie voor ernstige depressie. ECS stimuleert wereldwijd activiteit in de hippocampus, wat leidt tot synaptogenese en synaptische plasticiteit. Hier beschrijven we methoden voor ECS inductie bij ratten en voor subcellular versplintering van hun hippocampi te onderzoeken van inbeslagneming-geïnduceerde veranderingen in synaptic eiwitten.

Elektroconvulsietherapie vangsten bij ratten en versplintering van hun Hippocampi te onderzoeken van inbeslagneming-geïnduceerde veranderingen in postsynaptisch dichtheid eiwitten

Hier beschrijven we methoden van optogenetische manipulatie van bepaalde soorten neuronen tijdens het monitoren van de slaap/wakkerheid toestanden in muizen, het presenteren van onze recente werk op de bed kern van de Stria terminalis als voorbeeld.

Optogenetische manipulatie van neurale circuits tijdens het monitoren van slaap/wakkerheid toestanden in muizen

Dit artikel beschrijft een protocol voor de manipulatie van moleculaire doelen in de hersenschors met behulp van adeno-geassocieerde virussen en voor het monitoren van de effecten van deze manipulatie tijdens wakkerheid en slaap met behulp van elektrocorticografische opnames.

Elektrocorticografische opname van hersenschorsgebieden gemanipuleerd met behulp van een Adeno-geassocieerd virus gericht op cofilin bij muizen

Hier presenteren we een protocol voor efficiënte en snelle elektro-acupunctuur (EA) bij muizen of jonge ratten met behulp van een driedimensionale (3D) geprinte houder. Deze techniek maakt gelijktijdige bediening op meerdere dieren mogelijk, waardoor tijd wordt bespaard en de efficiëntie van de experimenten wordt verhoogd.

Bulk elektro-acupunctuuroperatie voor muizen of jonge ratten

Dit protocol is ontwikkeld om een betrouwbaar en gemakkelijk toegankelijk systeem te creëren voor het registreren van vrij bewegende EEG van knaagdieren.

Een kosteneffectief en minimaal invasief protocol voor chronische multi-site elektro-encefalografie-opname bij vrij bewegende muizen

Leer hoe acupunctuur epileptiforme electrocorticogrammen en slaap beïnvloedt bij ratten en muizen. Deze methode combineert stereotaxische chirurgie met ECoG- en EMG-registratie voor neurowetenschappelijk onderzoek.

Manipulatie van Epileptiforme Electrocorticograms (ECoGs) en Sleep bij ratten en muizen door Acupunctuur

Meer video's verkennen