Name: Knaagdier gedrags testen om te beoordelen van functionele tekorten veroorzaakt door micro-elektrode inplanting in de motorschors Rat (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-18T12:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 42 s
Description: Leer gedragstesten bij knaagdieren om motorische tekorten te evalueren veroorzaakt door micro-elektrode-implantatie in de motorschors van ratten. Deze methode biedt real-time metingen van motorische functie gedurende het hele 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

playerTrialDesktop

Deze studie werd gedeeltelijk ondersteund door de verdienste Review Award #B1495-R (Capadona) en de presidentiële Early Career Award voor wetenschappers en ingenieurs (PECASE, Capadona) van de Verenigde Staten (VS) departement van veteranen zaken revalidatie onderzoek en De dienst van de ontwikkeling. Bovendien, werd dit werk gedeeltelijk ondersteund door het Bureau van de Assistant Secretary of Defense for gezondheid zaken via het Peer Reviewed medisch onderzoeksprogramma onder Award nr. W81XWH-15-1-0608. De inhoud vertegenwoordigen niet de mening van het Amerikaanse Department of Veterans Affairs of de regering van de Verenigde Staten. De auteurs bedank Dr. Hiroyuki Arakawa in de CWRU knaagdier gedrag kern voor zijn leiding in het ontwerpen en testen van knaagdier gedrags protocollen. De auteurs wil ook James Drake en Kevin Talbot van het CWRU departement van mechanische en luchtvaart-en Ruimtevaarttechniek bedanken voor hun hulp bij het ontwerpen en produceren van detest knaagdier ladder.

Alle procedures en praktijken van de verzorging van de dieren werden goedgekeurd door en uitgevoerd overeenkomstig de Louis Stokes Cleveland afdeling veteranen zaken Medical Center institutionele Animal Care en gebruik commissies.
Opmerking: Om te voeden onderzoekers op de beslissing over het gebruik van een steek letsel model als een besturingselement, is het aanbevolen om te beoordelen van het werk van Potter et al. 21.
1. micro-elektrode implantatie chirurgische ingreep
<ol><li>
Vooraf chirurgische dierlijke voorbereiding
	<ol>
<li>Anesthetize het dier in een zaal van de inductie met behulp van Isofluraan (2-4%). Terwijl onder verdoving, voortdurend toezicht op het dier met behulp van een vitale meetsysteem om te controleren de hartslag en het zuurstofgehalte die bloed.</li>
		<li>Verplaats het dier naar een neus kegel voort te zetten van de verdoving. Subcutaan (SQ) injecteren een cefalosporine-antibioticum, bijvoorbeeld cefazolin (25 mg/kg) en een niet-steroïdale anti-inflammatoire, bijvoorbeeld carprofen (5 mg/kg) ter voorkoming van infectie en het beheren van de pijn, respectievelijk.</li>
		<li>Royaal toepassing ophthalmic zalf op de ogen van het dier om te voorkomen dat het drogen.</li>
		<li>Met behulp van kleine dierlijke nagelknipper, trim de teennagels om te voorkomen dat het dier de hechtingen tijdens de wondgenezing krabben. Zorg ervoor dat de nagels niet te kort, zijn afgekapt omdat dit kan leiden tot pijn en bloeden voor het dier.</li>
		<li>Van het dier scheerhoofd grondig achter de oren aan tussen de ogen met behulp van een elektrisch scheerapparaat trimmer.</li>
		<li>Een lokale analgesie voorzien van een vierkante injectie van bupivacaine (0.3 mL van 0,125% bupivacaine verdund van stamoplossing) aan de bovenkant van het hoofd van het dier op het gebied van de incisie.</li>
		<li>Monteer het dier op een stereotaxic frame, met behulp van oor bars om te voorkomen dat het hoofd bewegen tijdens de operatie. Plaats een circulerende water verwarming pad onder het dier om te houden van de inwendige temperatuur van het dier.</li>
		<li>Een steriele draperen, bv, institutioneel goedgekeurde steriele plasticfolie, te isoleren van het chirurgische gebied toepassen.</li>
		<li>Het chirurgische gebied met een afwisselende oplossing van betadine scrub en isopropanol en scrubs.</li>
		<li>Een snuifje teen volgens het institutionele protocol om ervoor te zorgen dat het dier is onder de chirurgische vliegtuig uit te voeren.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Dier voorbereiden implantatie
	<ol>
<li>Maak een insnede van ongeveer 1 op neer middellijn bloot van de schedel met behulp van een scalpel blad van No. 10. Onverbloemd verwijderen het beenvlies met behulp van een applicator katoen-tipped, en stoppen alle bloeden met behulp van een gaas-pad. Intrekken van het omringende weefsel alligator clips gebruiken en schoon en uitdrogen van de schedel met waterstofperoxide.</li>
		<li>Plaats een paar druppels van weefsel op basis van Cyanoacrylaat lijm op de blootgestelde schedel om de tandheelkundige cement bonding in latere stappen.</li>
		<li>Markeren in het gekozen halfrond, de regio van de motorschors overeenkomt met forepaw verkeer ongeveer 3 mm laterale middellijn en 2 mm anterior to bregma door het creëren van een nickname in het bot.</li>
		<li>Een gedeelte van de schedel met behulp van een 1.75-mm afgeronde tip tandheelkundige boor, waarbij speciale aandacht niet te boren te snel of te diep, en ondersteunen enerzijds op het stereotaxic frame verwijderen. De boor moet worden toegepast op de schedel met tussenpozen te voorkomen oververhitting van31.</li>
		<li>Weerspiegelen de dura met behulp van een fijne verslaafd 45° dura pick.</li>
		<li>Reinig elke bloeden met behulp van een katoen-tipped applicator en saline, verzorgen naar niet direct touch de hersenen oppervlak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Invoeging van micro-elektrode in motorische cortex
	<ol>
<li>Zorgvuldig monteren de gesteriliseerde micro-elektrode in de universele houder op het stereotaxic frame, nemen voorzichtigheid niet te stoten de schacht van de elektrode. Ervoor zorgen dat de aansluiting van de headstage-interface van de elektrode stevig in van de houder handen is. Opmerking: Hier, een niet-functionele Michigan-stijl silicon schacht elektrode voor het meten van 2 mm x 123 µm x 15 µm werd gebruikt, en de schacht is ingevoegd met behulp van fijne pincet.</li>
		<li>Met behulp van de micromanipulators op het stereotaxic frame, zorgvuldig plaatst u het uiteinde van de elektrode op de open craniotomy.</li>
		<li>Zachtjes lager de elektrode ongeveer 2 mm in de hersenen met behulp van de micromanipulators als een meting gids (afhankelijk van de keuze van de elektrode, geautomatiseerde sluissymbool op gecontroleerde tarieven mogelijk vereist.) Nemen voorzichtigheid om te voorkomen dat eventuele zichtbare therapieën mogelijk. Zodra de elektrode op zijn plaats is, zorgvuldig laat de connector van de universele houder en intrekken van de arm van de invoegpositie.</li>
		<li>Voorzichtig schoon elke bloeden uit rond de elektrode met behulp van een katoen-tipped applicator en saline.</li>
		<li>Afschermen van de craniotomy rond de geïmplanteerde elektrode met behulp van een silicone-elastomeer.</li>
		<li>Het vaststellen van de elektrode op de schedel met tandheelkundige cement.</li>
		<li>Zodra het cement helemaal droog is, samenbrengen van de randen van de incisie aan de voorkant en achterkant van het cement headcap en hechtdraad die hen sluiten.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Post-operatieve zorg
	<ol>
<li>Laat het dier te herstellen op een circulerende water verwarming pad terwijl voortzetting van zijn vitale functies controleren. Vermijd het gebruik van warmte lampen zoals de temperatuur van de lampen meer moeilijk te controleren is en dieren kunnen oververhitten.</li>
		<li>Zodra het dier volledig wakker is, verplaatst u het dier naar een schone kooi met gemakkelijke toegang tot voedsel en water.</li>
		<li>Tijdens de post-operatieve dagen 1-3, voorzien van de dieren SQ cefalosporine-antibioticum (25 mg/kg) en een niet-steroïdale anti-inflammatoire (5 mg/kg) ter voorkoming van infectie en het beheren van hun pijn.</li>
		<li>Toezicht op de dieren dagelijks voor het tekenen van pijn of ongemak, bloeden, gewicht veranderingen of hechtdraad kwesties door middel van ten minste postoperatieve dag 5.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. gedrags testen
<ol><li>Voor alle gedrag testen, testen de dieren 2 x per test in de week voorafgaand aan de operatie implantatie elektrode aan hun pre chirurgie basislijn scores te berekenen. Na de operatie, toestaan dat de dieren om uit te rusten voor 1 week voordat u begint met gedrag testen van 2 x per week op elke test. Consistente testen voorwaarden moeten gebruikt worden tijdens de studie voor zowel pre- en post chirurgische testen om te minimaliseren van de effecten van stress op de prestaties, die in een meting van angst resulteren kan.<ol>
<li>Reinig alle testapparatuur die met een chloor kooldioxide gebaseerde sterilant aan het begin van elke test sessie en na elk dier.</li>
		<li>Film de open veldraster en ladder testen. Deze tests zijn vereist een videocamera (1080p, minimaal 15 fps, 78° diagonaal gezichtsveld), een laptop en ruimte om te slaan de videogegevens.</li>
		<li>Aan het begin van elke test dag, brengen de dieren naar de testen kamer en laten acclimatiseren gedurende ten minste 20 minuten voordat u begint met het testen. De kamer moet licht- en temperatuurregeling, en het hetzelfde personeel moeten voltooien alle testen. Idealiter zal dezelfde ruimte worden gebruikt voor alle dieren in de loop van het testen met geen wijzigingen in de kamer.</li>
		<li>Gebruik voedsel beloningen ter bevordering van de dieren de taken uitvoeren, met name tijdens de training van de ladder. Granen of kleine stukjes bananenchips of crackers maken goede beloningen.</li>
		<li>Normaliseren alle per testen voorstellingen aan de pre chirurgie scores voor elk individueel dier (vergelijking 1). Vergelijking 1:<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57829/57829eq1.jpg">
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Open rooster veldproeven Opmerking: Het open veld raster test intern werd gebouwd en heeft een loopvlak van 1 m2 met ongeveer 40 cm hoog dekkende zijwanden. De bodem waarop oppervlak van het raster is verdeeld in 9 gelijke vierkantjes uit de onderkant met behulp van tape(Figuur 1). De camera opname is permanent boven het midden van het raster gemonteerd op steigers.<ol>
<li>Om te beginnen open raster veldproeven, plaats het dier in het midden van het raster geconfronteerd weg van de tester.</li>
		<li>Laat het dier te lopen vrij voor 3 min tijdens het opnemen van een video.</li>
		<li>Wanneer het dier is voltooid testen, het dier uit het raster verwijderen en terug te sturen naar de kooi. Reinig het raster grondig met chloor kooldioxide gebaseerde sterilant.</li>
		<li>Testen van elk dier 1 x per dag te testen.</li>
		<li>Analyseer het aantal rasterlijnen gekruist, de totale afgelegde afstand en de maximale snelheid van het dier als de statistieken van de bruto motor functie met behulp van een video voor het bijhouden van software. Opmerking: De hier gepresenteerde gegevens handmatig werden gekwantificeerd door opgeleide onderzoekers, maar bij voorkeur wordt gebruik een onlangs ontwikkelde intern algoritme32bijhouden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Ladder testen Opmerking: De ladder test in eigen huis werd gebouwd en bestaat uit 2 heldere acryl zijwanden, elke 1 m in lengte, verbonden door 3-mm diameter sporten verdeeld op 2 cm uit elkaar(Figuur 2). Testen van de ladder is een geschoolde test, en vereist bijgevolg 1 week van de opleiding voorafgaand aan de opname van de pre chirurgie basislijn scores. Het protocol voor de opleiding en testen is hetzelfde.<ol>
<li>Verplaats het dier naar een tijdelijke schoon bedrijf kooi om te beginnen met het testen van de ladder.</li>
		<li>De ladder zodanig instellen dat het 2 kooien overbrugt. Het einde van de start van de ladder berust op een schone kooi, en het einde van de afwerking berust op de kooi van het dier om te dienen als een motivatie om te voltooien de run.</li>
		<li>Plaats de dezelfde (of soortgelijke) video-camera op een statief in het midden van de ladder. De positie van de camera moet worden op rung hoogte en zorgen voor de hele ladder om gezien te worden.</li>
		<li>Met de videocamera uitgevoerd, houdt u het dier aan de startlijn van de ladder, waardoor hun voorste poten te raken van de eerste rung.</li>
		<li>Laat het dier te steken van de ladder in hun eigen tempo. De tijd die is verstreken tussen het moment wanneer de poot van het dier raakt de eerste rung en de finish op de derde laatste rung zal bepalen van het dier tijd om over te steken.</li>
		<li>Als het dier draait zich om op de ladder of niet gedurende een periode van 20 beweegt s, overwegen het dier te hebben gefaald de run. Toewijzen van de dieren een boete score voor elk mislukt tijd uitvoeren. De tijdstraf bepalen door de langzaamste prestaties opgenomen tijdens pre chirurgie testen27.</li>
		<li>Toestaan van elk dier te steken van de ladder 5 x per dag met ongeveer 1 minuut rust tussen elke uitvoering testen.</li>
		<li>Gemiddeld de snelste 3 punten per dag als een metric van fijn motorische functie. Bovendien nemen het aantal keren die elk van de voorkant paws glijdt uit de sporten met behulp van een video voor het bijhouden van software. Opmerking: De hier gepresenteerde gegevens handmatig werden gekwantificeerd door opgeleide onderzoekers, maar bij voorkeur wordt gebruik van een algoritme van de onlangs ontwikkelde in-house bijhouden met behulp van Dona et al. 32.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Testen van de sterkte van de grip
	<ol>
<li>Kalibreren van de greep kracht meter vóór elke sessie testen en meten van de sterkte in gram.</li>
		<li>Plaats de greep kracht meter op de rand van een teller met het stuur van de greep uitgebreid over de vloer.</li>
		<li>Laat het dier aan het stuur met beide voorste poten grijpen terwijl het dier door de basis van de staart (Figuur 3A).</li>
		<li>Zodra het dier een stevige grip met elke poot heeft, trekt u het dier uit de buurt van de meter door de basis van de staart met langzame en gestage kracht.</li>
		<li>De kracht van de maximale grip uitgeoefend door het dier dat wordt weergegeven op de digitale uitgang van de greep kracht meter opnemen.</li>
		<li>Testen van elk dier 3 x per dag met ongeveer 2 minuten rust tussen elke test testen.</li>
		<li>Als een metric van fijne motor functie, opnemen en de sterkte van de maximale grip output van elk van de 3 proeven gemiddeld.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. post gedrags Protocol
<ol><li>Na alle gedrags testen (bijvoorbeeld, 8-16 weken na de inplanting), anesthetize de dieren diep met ketamine (160 mg/kg) en xylazine (20 mg/kg), transcardially perfuse hen, oogsten hun hersenen en cryo-delige hen, en vlek het weefsel met behulp van immunohistochemische markeringen te kwantificeren van de cellulaire reactie rond de plaats van implantatie33,34,35,,36,,37,38.</li>
</ol>4. statistische analyse
Opmerking: Een analyse van de potentiële macht wordt sterk aangeraden voor alle studies die op zoek naar een specifieke onderzoeksvraag te beantwoorden. De analyse van de macht, die het aantal dieren dat nodig is informeert om een statistische significantie voor een bepaalde studie ontwerp, moet worden gebaseerd op de hypothese van specifiek onderzoek, het ontwerp van het experiment, de geschatte effect grootte en de variabiliteit van de beoogde behandelingen, als ook de effect grootte moeten klinische of wetenschappelijke relevantie te bereiken.
<ol><li>Het uitvoeren van statistische analyses met behulp van gemeenschappelijke statistische software.</li>
	<li>De beschrijvende statistiek Tabulate en ze weergeven als gemiddelde ± standaardafwijking.</li>
	<li>De gedrags prestaties [in het open veldraster (stap 2.2), ladder (stap 2.3) en grip sterkte testen (stap 2.4)] op elke per tijdstip te vergelijken vs. geïmplanteerd de controlegroepen met behulp van een twee-sample t-test te analyseren. Beschouw elke per tijdstip een onafhankelijke maatregel.</li>
	<li>Kwantificeren van de longitudinale prestaties met behulp van een lineair model van gemengd effect. De week en de groep vast factoren en een proefdieren wordt genest binnen de groep als een willekeurig effect. Een variantieanalyse (ANOVA) wordt gebruikt voor het vaststellen van het effect van de factor met een significantieniveau van p < 0,05.</li>
	<li>Vergelijk de prestaties van de ladder met immunoglobin G (IgG) intensiteit met behulp van een lineaire regressie-analyse. Berekent de correlatiecoëfficiënt door een Pearson's methode.</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het protocol hier geschetst is gebruikt voor het effectief en reproducibly meten van zowel grove als fijne motor tekort in een model van knaagdier hersenletsel. Bovendien, staat het voor de correlatie van fijne motor gedrag tot histologische resultaten na de implantatie van een micro-elektrode in de motorschors. De methoden zijn makkelijk te volgen, goedkoop kunnen worden ingesteld en kunnen worden aangepast voor de individuele behoeften van de onderzoeker. Verder, het testen van gedrag veroorzaakt geen grote stress of p...

Intracortical microelectrodes werden oorspronkelijk gebruikt om de kaart van het circuit van de hersenen, en zijn uitgegroeid tot een waardevol instrument om de opsporing van motor bedoelingen die kan worden gebruikt voor de productie van functionele uitgangen1. Gedetecteerde functionele uitgangen bieden particulieren lijden van ruggenmerg letsel, cerebrale parese, Amyotrofische laterale sclerose (ALS) of andere voorwaarden van beperking van het verkeer de controle van een computer cursor2,3 of Robotica arm van de4,5,6, of functie herstellen naar hun eigen handicap ledemaat7. Daarom, intracortical micro-elektrode technologie heeft ontpopt als een veelbelovende en snel groeiende veld8.
Vanwege de successen gezien in het veld, lopen klinische studies beter inzicht in de mogelijkheden van BMI technologie5,9,10te verbeteren. Door het realiseren van het volledige potentieel van communicatie met neuronen in de hersenen, worden de rehabilitatie toepassingen waargenomen als onbegrensde8. Hoewel er groot optimisme voor de toekomst van intracortical micro-elektrode technologie, is het ook bekend dat de microelectrodes11, mogelijk als gevolg van een acute neuroinflammatoire reactie na implantatie uiteindelijk mislukken. Het implanteren van een vreemd materiaal in de hersenen resulteert in onmiddellijke schade aan het omliggende weefsel en leidt tot verdere schade veroorzaakt door het neuroinflammatoire-antwoord dat hangt af van de eigenschappen van de implantaat12. Bovendien, een implantaat in de hersenen veroorzaken een microlesion effect: een afname van de glucose metabolisme gedacht te worden veroorzaakt door acute oedeem en bloeding als gevolg van het apparaat invoeging13. Bovendien, de signaalkwaliteit en de lengte van tijd dat bruikbare signalen kunnen worden opgenomen zijn inconsistent, ongeacht de diermodel11,14,15,16. Verschillende studies hebben aangetoond dat de verbinding tussen neuroinflammation en micro-elektrode prestaties17,18,19. Daarom wordt in de consensus van de Gemeenschap is dat de ontstekingsreactie van het zenuwweefsel rondom de microelectrodes, ten minste gedeeltelijk, in het gedrang elektrode betrouwbaarheid brengt.
Vele studies hebben lokale ontsteking11,20,21,22 onderzocht of onderzocht methoden ter vermindering van de schade aan de hersenen veroorzaakt door invoeging11,23, 24,25, met een doelstelling van het verbeteren van de prestaties van de opname over tijd14,26. Bovendien hebben we onlangs aangetoond dat een iatrogene schade veroorzaakt door een micro-elektrode inbrengen in de motorschors van ratten een onmiddellijke en blijvende fijne motor tekort27 veroorzaakt. Dus, het doel van de protocollen die hier gepresenteerd is dat onderzoekers een kwantitatieve methode voor de beoordeling van mogelijke motor tekorten als gevolg van hersentrauma na de innesteling en de blijvende aanwezigheid van intracortical apparaten (microelectrodes in de geval van dit manuscript). De hier beschreven gedrag-proeven werden ontworpen om pesten uit beide waardeverminderingen bruto en fijne motor functie, en kunnen worden gebruikt in vele modellen van hersenletsel. Deze methoden zijn eenvoudig, reproduceerbaar en eenvoudig kunnen worden geïmplementeerd in een knaagdier model. Verder, de hier gepresenteerde methoden toestaan voor een correlatie van motor gedrag tot histologische resultaten, een voordeel dat tot onlangs, de auteurs niet heb gepubliceerd op het gebied van de BMI. Tot slot, aangezien deze methoden werden ontworpen om te testen, prima motor functie28, grove motorische functie29en stress en angst gedrag29,30, de hier gepresenteerde methoden kunnen ook worden geïmplementeerd in een verscheidenheid van hoofdletsel modellen waar de onderzoekers willen uit (of in) een motor functie tekorten.

<table><tbody><tr><td>Sprague Dawley ratten, mannelijk, 201-225g</td><td>Charles River</td><td>CD</td><td></td></tr><tr><td>Compac5 anesthesiesysteem</td><td>Vetequip</td><td>901812</td><td></td></tr><tr><td>Elektrische trimmers</td><td>Wahl</td><td>9918-6171</td><td></td></tr><tr><td>Stereotaxisch frame</td><td>David Kopf Instruments</td><td>1760</td><td></td></tr><tr><td>Gaymar verwarmd waterkussen en pomp</td><td>Braintree Scientific Inc</td><td>&nbsp;TP-700</td><td></td></tr><tr><td>Vetbond weefselkleefstof</td><td>3M</td><td>07-805-5031</td><td></td></tr><tr><td>Tandboormachine</td><td>Pearson Dental</td><td>O60-0045</td><td></td></tr><tr><td>Dura pick</td><td>Fine Science Tools</td><td>10064-14</td><td></td></tr><tr><td>Micro-elektrode met siliconenschacht</td><td>Gemaakt in-house bij Cleveland VA Medical Center</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>KwikCast siliconen elastomeer</td><td>World Precision Instruments</td><td>KWIK-CAST</td><td></td></tr><tr><td>Teets tandheelkundig cement&nbsp;</td><td>A-M Systems</td><td>525000</td><td></td></tr><tr><td>Webcam HD Pro c920</td><td>Logitec</td><td>960-000764</td><td></td></tr><tr><td>Gripsterktemeter</td><td>Harvard Apparatus</td><td>565084</td><td></td></tr><tr><td>Minitab 17 statistische software</td><td>Minitab Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Open veld rastertest</td><td>Gemaakt in-house bij Case Western Reserve University</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Laddertest</td><td>Gemaakt in-house bij Case Western Reserve University</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>Konijn anti rat IgG antilichaam</td><td>Bio-Rad</td><td>618501</td><td></td></tr></tbody></table>

knaagdier gedrags testen om te beoordelen van functionele tekorten veroorzaakt door micro-elektrode inplanting in de motorschors rat

Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex

Medische hulpmiddelen geïmplanteerd in de hersenen houd enorm potentieel. Als onderdeel van een systeem van de hersenen-Machine Interface (BMI) tonen intracortical microelectrodes de mogelijkheid tot het opnemen van de actie potentieel van individuele of kleine groepen van neuronen. Dergelijke opgenomen signalen zijn met succes gebruikt om patiënten aan interface met toestaan of controle van computers, robotic ledematen en hun eigen ledematen. Vorige dierlijke studies hebben echter aangetoond dat de implantatie van een micro-elektrode in de hersenen niet alleen schadevergoeding het omliggende weefsel, maar ook leiden functionele tekorten tot kan. Hier bespreken we een reeks gedrags tests te kwantificeren van potentiële motor waardeverminderingen na de implantatie van intracortical microelectrodes in de motorschors van een rat. De methoden voor open veldraster, ladder kruising en testen van de sterkte van de grip bieden waardevolle informatie met betrekking tot de mogelijke complicaties als gevolg van de implantatie van een micro-elektrode. De resultaten van de gedragsmatige tests zijn gecorreleerd met eindpunt histologie, met extra informatie over de pathologische uitkomsten en effecten van deze procedure op de aangrenzende weefsel.

Met behulp van de methoden die hier gepresenteerd is een micro-elektrode implantatie chirurgie in de motorschors voltooide volgende vastgestelde procedures39,40,41,42, gevolgd door open raster veldproeven om te kunnen beoordelen van de bruto motor functie en de ladder en de grip functioneren sterkte testen om te beoordelen van de fijne motor27<...

We hebben aangetoond dat de innesteling van een micro-elektrode in de motorschors van ratten onmiddellijke en duurzame motor tekorten veroorzaakt. De methoden voorgesteld hierin overzicht een micro-elektrode implantatie chirurgie en drie knaagdier gedrags taken ophelderen van eventuele veranderingen in de fijne of grove motorische functie als gevolg van de implantatie-veroorzaakt schade aan de motorische cortex.

Knaagdier gedrags testen om te beoordelen van functionele tekorten veroorzaakt door micro-elektrode inplanting in de motorschors Rat

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes ...

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen op het gebied van neurale techniek, zoals of implantatie van een apparaat gevolgen heeft voor de langetermijnfunctie van motoriek. Het grote voordeel van deze techniek is dat in tegenstelling tot endpoint histologie, voortdurend gedrag een real-time en globale meting van de motorische functie biedt gedurende het hele onderzoek. Om deze procedure te starten, injecteert u het dier subcutaan met een cefalosporine-antibioticum om infectie te voorkomen en een niet-steroïdale anti-inflammatoire stof voor pijnbeheersing.Breng vervolgens oogzalf aan op de ogen van het dier om uitdroging te voorkomen. Knip de nagels van het dier bij met kleine dierdienen en voorkom dat het dier de hechtingen krabt tijdens de wondgenezing na de operatie. Geef vervolgens een lokaal pijnstiller met een subcutane injectie van bupivacaïne in het gebied van de incisie op het hoofd van het dier.Monteer het dier op een stereotactische frame met oorbeugels om te voorkomen dat het hoofd zich tijdens de operatie beweegt. Plaats vervolgens een opwarmende waterkussen onder het dier om de interne temperatuur te handhaven. Schrob vervolgens het operatiege

rodent-behavioral-testing-to-assess-functional-deficits-caused

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

We hebben een methode ontwikkeld voor gelijktijdige functionele magnetische resonantie imaging en elektrofysiologische opname in het knaagdieren hersenen, een platform te bieden voor het onderzoek van de relatie tussen de neurale activiteit en het bloed zuurstof niveau afhankelijk (BOLD) MRI-signaal.

Gelijktijdig fMRI en elektrofysiologie bij knaagdieren Brain

The video demonstrates a procedure for implanting a wireless bidirectional multichannel electrode unit into a rat brain to record and stimulate multichannel neural networks.

Implanting a Wireless Bidirectional Microelectrode System in a Rat Brain

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

Er wordt een methode beschreven voor het implanteren van elektroden in de subthalamische nucleus (STN) van ratten. Betere lokalisatie van de STN werd bereikt door het gebruik van een micro-opnamesysteem. Verder wordt een stimulatie-opstelling gepresenteerd die wordt gekenmerkt door langdurige verbindingen tussen het hoofd van het dier en de stimulator.

Micro-elektrode Begeleide Implantatie van elektroden in de nucleus subthalamicus van Rats naar Lange termijn Deep Brain Stimulation

Diepe hersenstimulatie (DBS) is een effectieve behandelingsoptie voor de ziekte van Parkinson. We hebben een onderzoeksontwerp opgesteld om nieuwe stimulatieparadigma's bij ratten te screenen. Het protocol beschrijft het gebruik van de trappentest en cilindertest voor de beoordeling van motorische resultaten bij DBS-behandelde hemiparkinsonische ratten.

Trap en Cilinder Test: een nieuwe benadering voor Motor Resultaat van Deep Brain Stimulation Effecten op het Hemiparkinsonian Rat Assess

Het doel van de gedragsmatige tests die hier gepresenteerd is om op te sporen van functionele tekorten bij ratten na traumatisch hersenletsel. Vier specifieke tests worden gepresenteerd die detecteren van tekorten in gedrag aan de schade aan specifieke hersengebieden soms uit te breiden tot één jaar na blessure.

Opsporen van gedrags tekorten in ratten na traumatisch hersenletsel

De huidige studie is gericht op het automatiseren van de kwantificatie van motorische tekorten bij ratten. De eerste evaluatiemodel beoordeelt motor schade als gevolg van de implantatie van een intracortical micro-elektrode in de motorschors. Wij rapporteren over de ontwikkeling en het gebruik van een algoritme van de bijhouden met behulp van gemakkelijk aan te passen, eenvoudig en gemakkelijk beschikbaar codering software.

Roman één dierlijke Motor functie Tracking systeem met behulp van eenvoudige, gemakkelijk beschikbare Software

Hier gepresenteerd is een protocol voor het vaststellen van acute pontine infarct in een rat model via elektrische stimulatie met een enkele puls.

Oprichting van acute Pontine Infarct in Ratten door elektrische stimulatie

Het hier gepresenteerde protocol geeft informatie over de gelijktijdige elektro-encefalografie (EEG) en gedragsbeoordeling in realtime. We hebben alle stappen in dit protocol besproken als een aantrekkelijke oplossing voor onderzoekers op vele gebieden van de neurowetenschappen, met name op het gebied van leren en geheugen.

Gelijktijdige monitoring van draadloze elektrofysiologie en geheugengedragstest als een hulpmiddel om hippocampale neurogenese te bestuderen

Er wordt een systeem gepresenteerd voor het verkrijgen van gegevens van zelf geïnitieerde individuele gedragssessies binnen een sociale koloniekooi. De werkzaamheid van dit systeem wordt aangetoond met behulp van een geautomatiseerde beoordeling van het bereik van vaardigheden, waardoor motorische stoornissen na een beroerte, mogelijke gedragsveranderingen in verband met motivatie, circadiane variaties en andere innovatieve afhankelijke variabelen kunnen worden gekarakteriseerd.

Het verzamelen van zelfgeïnitieerde gedragsgegevens van ratten om tekorten na een beroerte te karakteriseren

Dit protocol presenteert een op microcontrollers gebaseerde gedragsbox om prepulsinhibitie (PPI) te beoordelen door versnellingsgegevens te verzamelen van een sensor onder de box. Deze gegevens evalueren sensorische poorttekorten bij sociaal geïsoleerde ratten, met een toegevoegde methode voor het synchroniseren van gegevens met neuronale activiteit om neurofysiologische studies naar gedragsstoornissen vooruit te helpen.

Het ontwikkelen van een gedragsbox voor het beoordelen van prepulsinhibitie en neurale activiteit in psychiatrische diermodellen

Leer gedragstesten bij knaagdieren om motorische tekorten te evalueren veroorzaakt door micro-elektrode-implantatie in de motorschors van ratten. Deze methode biedt real-time metingen van motorische functie gedurende het hele onderzoek.

Knaagdier gedrags testen om te beoordelen van functionele tekorten veroorzaakt door micro-elektrode inplanting in de motorschors Rat (Video) | JoVE Journal

Knaagdier gedrags testen om te beoordelen van functionele tekorten veroorzaakt door micro-elektrode inplanting in de motorschors Rat

Meer video's verkennen