$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Głęboka stymulacja mózgu (DBS) to leczenie polegające na dostarczaniu impulsów elektrycznych za pomocą wszczepionych elektrod do określonych struktur mózgowych, takich jak wewnętrzna gałka blada1, jądro podwzgórzowe (STN)2–4 lub brzuszne wzgórze pośrednie5. W ciągu ostatnich dwóch dekad terapia ta została uznana za potężne narzędzie terapeutyczne w chorobie Parkinsona 1-4, dystonii6 i drżeniu7, a także jest stosowana do modulowania przewlekłego bólu7, zaburzeń psychicznych (tj. zaburzenia obsesyjno-kompulsywne8, dużej depresji9) lub nieuleczalnej padaczki10,11. Co więcej, DBS może w przyszłości stać się opcją leczenia opornego na leczenie nadciśnienia tętniczego12 lub hipotonii ortostatycznej13.
Fizjologiczne mechanizmy leżące u podstaw skutków DBS pozostają słabo poznane. Badania na znieczulonych gryzoniach dostarczyły informacji na temat reakcji neuronalnych na stymulację o wysokiej częstotliwości, która naśladuje klinicznie stosowany DBS14. Jednak badania te nie tylko nie mają behawioralnego potwierdzenia efektu DBS, ale także powodują znaczną zmienność w zależności od zastosowanych parametrów stymulacji14.
Aby dokładniej zbadać efekty behawioralne i mechanizmy leżące u podstaw DBS u świadomych gryzoni, potrzebne jest ustawienie stymulacji, które spełnia określone wymagania. DBS jest najczęściej stosowany jako terapia długoterminowa (np. choroba Parkinsona, przewlekły ból). Dlatego zestaw stymulacji u gryzoni powinien być tak zaprojektowany, aby urządzenie składało się z elektrody z wtyczką, a także przewodu od wtyczki do zewnętrznego stymulatora; A ta jednostka powinna być lekka, ale niełamliwa po przymocowaniu do czaszki. Ponadto swoboda ruchów jest niezbędna dla szczurów podczas stymulacji przez dłuższy czas. Docelowe struktury DBS są niewielkie; na przykład STN u szczurów ma długość 1,2 mm i objętość 0,8 mm3,15. Dlatego elektrody muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby jądro nie uległo uszkodzeniu podczas wprowadzania, a celowanie musi być precyzyjne. Ponieważ większość badań DBS przeprowadzonych na gryzoniach wykorzystywała stereotaktyczne wprowadzanie elektrody do struktury docelowej w oparciu o punkty orientacyjne, poziom błędu może być stosunkowo wysoki, nawet przy użyciu współrzędnych zgodnie z Paxinosem i Watsonem16. Powoduje to większą liczbę zwierząt potrzebną do osiągnięcia statystycznie miarodajnego wyniku.
W obecnym badaniu wprowadzono technikę implantacji elektrody, która celuje w STN z dużą dokładnością, używając systemu mikrozapisu podczas przesuwania elektrody. Ponadto prezentowany jest system stymulacji, który nie tylko pozwala na wysoki stopień mobilności stymulowanego zwierzęcia, ale także gwarantuje ciągłą stymulację poprzez bezpieczne zamocowanie drutu stymacyjnego (który jest chroniony sprężyną ze stali nierdzewnej) na głowie szczura.