$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Epilepsja to powszechne zaburzenie neurologiczne, w którym nawracające napady występują przez całe życie pacjenta. Większość nawrotów padaczkowych może być dobrze kontrolowana przez leki przeciwpadaczkowe (AED). Jednak u około 30% pacjentów z padaczką rozwija się padaczka oporna na leczenie1. Padaczka powoduje zaburzenia snu, które mogą dodatkowo nasilać nawroty. Dowody wskazują, że padaczka może zakłócać sen w nocy lub powodować nadmierną senność w ciągu dnia2,3. Nasze wcześniejsze badania wskazują ponadto, że padaczka występująca w czasie zeitgeber (ZT) 0, czyli na początku okresu światła w cyklu światło:ciemność, skraca sen; Pośredniczy w tym hormon uwalniający kortykotropinę (CRH), czynnik homeostatyczny. Padaczka w ZT13 (początek okresu ciemności) zwiększa ekspresję innego czynnika homeostatycznego, interleukiny-1 (IL-1), który wydłuża sen. Rytm okołodobowy snu ulega zmianie, gdy padaczka występuje w ZT6, w środku okresu świetlnego4,5. Z drugiej strony, problemy ze snem dodatkowo nasilają postęp i nawrót padaczki6. Na podstawie powyższych dowodów staramy się wskazać optymalną metodę terapeutyczną, która pozwoli jednocześnie kontrolować padaczkę i zapobiegać zaburzeniom snu u pacjentów z padaczką. Wcześniej odkryliśmy, że elektroakupunktura (EA) z częstotliwością stymulacji 10 Hz, w której pewna ilość prądu jest dostarczana do punktu akupunkturowego przez igłę ze stali nierdzewnej, skutecznie tłumi aktywność padaczkową elektrokortykogramu (ECoG) i zaburzenia snu wywołane padaczką7. EA z częstotliwością stymulacji 100 Hz dodatkowo pogarsza aktywność epilepsyjną i zakłócenia snu u szczurów8,9. Ten udany eksperyment zależy od trzech czynników: po pierwsze, wykonalnego modelu zwierzęcego epileptyka; po drugie, metoda rejestracji i analizy snu gryzoni; i po trzecie, dokładne wykonanie akupunktury i dokładność lokalizacji punktów akupunkturowych.
Epilepsja została podzielona na dwa główne typy: padaczkę ogniskową i padaczkę uogólnioną. Interesuje nas ogniskowa padaczka skroniowa (TLE), padaczka uogólniona, stan padaczkowy (SE) oraz nawroty padaczki spontanicznie uogólnionej. W związku z tym stosuje się różne manipulacje, aby stworzyć odpowiednie modele padaczkowe dla naszych eksperymentów. W celu ustalenia ogniskowego TLE podaje się małą dawkę pilokarpiny do lewego centralnego jądra ciała migdałowatego (CeA). Aby zweryfikować ten model, sześć elektrod ECoG jest wszczepionych w płat czołowy (F1 i F2), ciemieniowy (P1 i P2) i potyliczny (O1 i O2) zarówno w lewej, jak i prawej półkuli, a kolejne dwie elektrody referencyjne (R1 i R2) są umieszczane nad móżdżkiem w obu półkulach. Dodatkowa kaniula prowadząca do mikroiniekcji jest chirurgicznie wszczepiana do lewego CeA (AP, 2,8 mm od bregma; ML, 4,2 mm; DV, 7,8 mm względem bregma). Współrzędne zostały zaczerpnięte z atlasu szczurów Paxinos i Watson10. Jeśli ogniskowe TLE zostanie pomyślnie wywołane, tylko zapis z elektrody na lewej korze ciemieniowej (P1), która znajduje się w pobliżu lewego CeA, powinien uzyskać dominujące ECoG padaczkowe, bez istotnych ECoG padaczkowych zarejestrowanych z innych elektrod ECoG. Dootrzewnowe (IP) wstrzyknięcia pilokarpiny szczurom wywołują padaczkę uogólnioną i SE, ale może to być śmiertelne. Pięć wstrzyknięć IP pentylenotetrazolu (PTZ) w jednodniowym odstępie między każdym wstrzyknięciem skutecznie indukuje spontaniczną uogólnioną padaczkę u myszy, a także zapewnia przeżycie myszy. Dwie przewodowe elektrody ECoG są wszczepiane do kory czołowej i ciemieniowej u myszy w celu odbierania sygnałów ECoG i weryfikacji spontanicznie nawrotu padaczki.
Polisomnografia (PSG) to kompleksowa metoda rejestrowania zmian fizjologicznych, które zachodzą podczas snu, i może obiektywnie klasyfikować sen na różne etapy snu bez szybkich ruchów gałek ocznych (NREM) i szybkich ruchów gałek ocznych (REM). PSG rejestruje parametry funkcji organizmu, w tym fale mózgowe (elektroencefalogram, EEG), ruchy gałek ocznych (elektrookulogram, EOG), tony mięśni szkieletowych (elektromiogram, EMG), rytmy serca (elektrokardiogram, EKG) oraz poziom tlenu we krwi i parametry oddechowe. U szczurów rejestrujemy ECoG, EMG, temperaturę kory mózgowej i aktywność lokomotoryczną, aby sklasyfikować stany czujności na czuwanie, sen NREM i sen REM. Analizę snu u myszy przeprowadza się za pomocą ECoG, EMG i wyników aktywności lokomotorycznej. Szczurom wszczepia się chirurgicznie trzy elektrody śrubowe ECoG w czołowej, ciemieniowej i przeciwległej korze móżdżku za pomocą chirurgii stereotaktycznej. Określenie stanów czujności (czuwanie, sen NREM i sen REM) po akwizycji odbywa się na podstawie parametrów uzyskanych z ECoGs, EMG, temperatury mózgu i aktywności lokomotorycznej. Szczegółowe kryteria kategoryzacji zachowania zwierzęcia zarówno u szczurów, jak i myszy opisano w protokole.
Zarówno szczury, jak i myszy muszą być znieczulone niską dawką zoletilu (25 mg/kg), która stanowi połowę dawki środków znieczulających zwykle podawanych podczas operacji stereotaktycznej, przed wykonaniem manualnej akupunktury lub EA. Taka dawka pozwala zwierzętom obudzić się od 30 do 35 minut po wstrzyknięciu. Na początku okresu ciemności wykonuje się akupunkturę manualną lub EA, ze stałym okresem czasu wynoszącym 30 minut, a każde zwierzę jest kolejno leczone przez dwa do trzech dni. Stymulujące prądy EA są dostarczane do określonego punktu akupunkturowego za pomocą igły ze stali nierdzewnej, która jest wprowadzana do punktu akupunkturowego. Prąd bodźca to ciąg dwufazowych impulsów kwadratowych, w których czas trwania impulsu wynosi 150 ms, a intensywność stymulacji 1 mA. Jeśli do akupunktury manualnej używa się suchej igły, igła wprowadzona do akupunkturów jest drgana 10 razy co 5 minut. Trudną częścią akupunktury manualnej lub EA jest zlokalizowanie punktów akupunkturowych u gryzoni. Lokalizacja punktów akupunkturowych u szczurów lub myszy jest podobna do ich anatomicznej lokalizacji u ludzi. Na przykład obustronne punkty akupunkturowe Fengchi znajdują się w odległości 3 mm od tylnej linii środkowej na szyi, między dwoma uszami, co jest podobne do ich anatomicznego położenia u ludzi11. Co więcej, punkty akupunkturowe o niskiej impedancji na skórze mogą być dodatkowo potwierdzone. Udawana akupunktura lub pozorowana manipulacja EA jest niezbędna do akupunktury lub eksperymentów EA. Akupunktura pozorowana lub pozorowana EA powinna być wykonywana w nieakupunkturowym znajdującym się w pobliżu punktu akupunkturowego, na przykład w pobliżu pachy12.
Aby skutecznie zbadać wpływ akupunktury lub EA na epilepsję i zaburzenia snu wywołane padaczką, muszą być spełnione następujące czynniki: wykonalny model zwierzęcy epilepsji, dokładna analiza epileptycznych ECoG i nawrotów padaczki, metoda klasyfikacji stanów czujności oraz dokładne działanie akupunktury lub EA u gryzoni.