Przezczaszkowa elektryczna stymulacja mózgu u czujnych gryzoni

Ogólnym celem tej procedury chirurgicznej jest umożliwienie niezawodnej i powtarzalnej przezczaszkowej elektrycznej stymulacji mózgu u czujnych gryzoni. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania z zakresu neuromodulacji i neuroplastyczności poprzez ukierunkowaną stymulację elektryczną sieci mózgowych w celu poprawy funkcji motorycznych lub deficytów. Główną zaletą tej techniki jest to, że pozwala na wielokrotne nieinwazyjne sesje elektrycznej stymulacji mózgu u czujnych gryzoni bez wywoływania dyskomfortu i minimalnej ingerencji w jego pomiary behawioralne.

Osoby, które są nowicjuszami w tej metodzie, mogą mieć trudności, ponieważ znalezienie właściwej ścieżki tunelowania klatki piersiowej do głowy, a także przygotowanie kości przed umieszczeniem elektrody jest często trudne do wykonania dla niedoświadczonych badaczy. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ etapy chirurgiczne związane z umieszczeniem elektrody, a także przygotowanie elektrody i umieszczenie jej do stymulacji będą miały kluczowe znaczenie dla powodzenia eksperymentów. Nasza doktorantka, Stephanie Haschka, będzie asystować w wykonywaniu procedur NEBS u szczurów alarmowych.

Prezenter}Zacznij od umieszczenia gryzonia na klatce piersiowej na stole operacyjnym. Zdezynfekuj ogoloną skórę głowy wacikiem nasączonym środkiem antyseptycznym. Pozostaw do wyschnięcia na powietrzu.

Następnie, po sprawdzeniu głębokości znieczulenia, przeciąć skórę skalpelem w jednej linii od poziomu oczu rostralnych do poziomu ucha środkowego. Następnie obróć szczura do pozycji leżącej, tak aby klatka piersiowa była odsłonięta i zdezynfekuj klatkę piersiową. Rozciągnij boczną skórę prawej klatki piersiowej dwoma palcami i wykonaj proste cięcie strzałkowe w orientacji czaszkowej.

Uformuj worek podskórny, atraumatycznie odłączając skórę od lewego głównego mięśnia piersiowego, zrób to, wielokrotnie otwierając małe nożyczki. Następnie obróć zwierzę na prawy bok, tunel po ścieżce kablowej od lewego potylicznego rogu otwartej skóry głowy wzdłuż szyi, aby wyjść do torby piersiowej. Penetrując powięź powierzchowną za pomocą kleszczy homeostatycznych.

Ostrożnie otwórz kleszcze homeostatyczne, aby chwycić koniec elektrody przymocowanego do elektrody platynowej, nie pozwalając na zbłądzenie ostrych drutów. Przeciągnij przez tunel, aż elektroda wejdzie do woreczka zorientowanego punktem kauteracji w kierunku lewej tylnej kończyny gryzonia. Następnie obróć gryzonia z powrotem do pozycji leżącej.

Następnie przymocuj platynową płytkę sterylnym syntetycznym, plecionym, niewchłanialnym szwem do powięzi piersiowej w dwóch przeciwległych otworach narożnych. W podobny sposób przymocuj do powięzi za pomocą luźnego węzła tworzącego lekką pętlę przed wejściem do tunelu tkankowego. Na koniec zamknij skórę trzema do czterech szwów skórnych w zależności od wielkości cięcia.

Zacznij od zeskrobania okostnej, tkanki łącznej czaszki na boki skalpelem i dokładnie zetrzyj wacikami. Umocuj tkankę łączną w czterech rogach nacięcia za pomocą zacisków buldoga, a następnie pozwól im zwisać z boku, aby pole operacyjne było otwarte. Następnie nałóż 0,9% soli fizjologicznej, aby oczyścić powierzchnię kości i tkankę za pomocą bawełnianych wacików.

Następnie oczyść powierzchnię kości za pomocą 3% nadtlenku wodoru. Użyj bawełnianego wacika, aby usunąć wszelkie pozostałości okostnej, gdy staną się widoczne. Ponieważ mocujące poprawią przyczepność środków uspokajających, wybierz wiertło pasujące do rozmiaru.

Umieść dwa otwory na dwóch różnych płytkach kostnych, wstępnie nawiercając wiertarką ręczną, a następnie lekko dociskając cząstki wiertłem do kości. W przypadku wszczepionej elektrody, jak pokazano na tym filmie, należy wykonać trzeci otwór znajdujący się w prawej tylnej kości ciemieniowej w celu przyszłego zamocowania tunelizowanego. Umieść plastikowe w otworach i dokręć, aż poczujesz pierwsze tarcie.

Następnie wykonaj trzy dodatkowe obroty o 180 stopni. Użyj kleszczyków, aby sprawdzić stabilność i dodaj jeszcze jeden obrót, jeśli nie jest wystarczająco dokładny. Włącz żelazko do kauteracji i podgrzewaj przez około pięć minut.

Nawiń wychodzący z tunelu tkankowego potylicznie wokół prawej ciemieniowej, a następnie przetnij go, pozostawiając około jednego centymetra za uzwojeniem. Ostrożnie zdejmij izolację na końcu za pomocą skalpela. Następnie przymocuj nawinięty do i kości za pomocą kleju cyjanoakrylowego.

Następnie nałóż niewielką ilość bezołowiowego kautera cynowego na złącze i na gołe przewody przeciwelektrody i połącz oba, krótko ściskając obie wstępnie kauterowane części razem, dotykając końcówki kauterującej, aż cynowy kauter się stopi. Natychmiast usuń końcówkę kauterującą, aby uniknąć nadmiernego nagrzewania się metalu i późniejszego uszkodzenia tkanki. Do stymulacji kory ruchowej użyj nasadki o średnicy czterech milimetrów.

Podnieś wykonane na zamówienie gniazdo elektrody tES za pomocą cienkich ząbkowanych kleszczyków i nałóż cienką warstwę kleju cyjanoakrylowego na dolną krawędź gniazda. Brzeg międzyprzyśrodkowy zębodołu powinien kończyć się bezpośrednio na szwie strzałkowym, a wewnętrzna granica doszczętnika powinna kończyć się bregmą. Następnie krótko dociśnij panewkę do kości, aż klej stwardnieje.

I użyj światła, aby upewnić się, że kość w obszarze gniazda nie ma na sobie odblaskowego kleju. Po umieszczeniu zębodołu na miejscu, a obszar przyszłej stymulacji jest wolny od kleju, uszczelnij boczną granicę gniazda do sąsiedniej tkanki za pomocą małej kropli kleju cyjanoakrylowego, aby uniknąć mostka płynu, który mógłby prowadzić do przetaczania prądu w tym miejscu. Następnie przykryj wszystkie klejem cyjanoakrylowym.

Następnie wymieszaj oba składniki z cementem akrylowym w małej silikonowej tubie lub szklance. Gdy tylko stanie się lepki, nałóż go szpatułką dentystyczną, aby uszczelnić pozostałe granice zębodołu do kości. Na koniec pokryj całą czaszkę,, przeciwelektrody i do 1/3 gniazda dentystycznym cementem akrylowym.

Po pokryciu całej kości i stwardnieniu cementu, usuń zaciski buldoga i zmień położenie skóry. Zacznij od napełnienia gniazda elektrody tES do połowy 0,9% soli fizjologicznej i usuń pęcherzyki powietrza. Przed sesjami katodowymi należy sprawdzić chlorowanie i, jeśli to konieczne, ponownie podchlorować elektrodę srebrno-chlorkową

Przed sesjami anodowego tES usuń ewentualne nadmierne osady chlorku srebra z poprzednich stymulacji papierem ściernym, aby zapewnić dobrą przewodność podczas stymulacji. Następnie wkręć nasadkę elektrody tES. Podłącz do dwóch złączy na głowicy.

Następnie umieść gryzonia w klatce eksperymentalnej z podłączonymi do krętlika nad klatką, który pozwala na swobodne poruszanie się. Włącz stymulator i dostosuj parametry stymulacji. Na koniec po zakończeniu stymulacji należy odłączyć, odkręcić nasadkę elektrody na głowicy, a następnie wyczyść i osusz gniazdo wacikiem.

Wyniki wskazują, że aktywacja mikrogleju oceniana na podstawie zmian morfologicznych wystąpiła najpierw przy 31,8 amperach na metr kwadratowy, podczas gdy pierwsze oznaki neurodegeneracji wykryto przy 47,8 amperach na metr kwadratowy. Próbki od pierwszej do czwartej zostały ocenione jako pozytywne. Znieczulenie wpłynęło na wielkość odpowiedzi na DCS, ponieważ odsetek wycinków mózgu z fluoro-JC degenerującymi neuronami u szczurów był wyższy i wynosił 47,8 amperów na metr kwadratowy.

Co więcej, oczekuje się, że efekty behawioralne lub molekularne przy wysokiej intensywności będą mechanicznie różne w porównaniu z efektami o niskiej intensywności. Po opanowaniu tej techniki, w tym umieszczania elektrod na klatce piersiowej, można wykonać w ciągu 40 do 45 minut, jeśli jest wykonywana prawidłowo. Krótszy czas trwania od 10 do 15 minut jest zwykle potrzebny, jeśli nie jest chirurgicznie umieszczona przeciwelektroda.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak umieścić stałą elektrodę ustawioną dla różnych technik symulacji NEBS i jak zastosować eTS u czujnych gryzoni. Nie zapominaj, że praca z prądem elektrycznym może być szkodliwa dla gryzonia, jeśli elektrody nie zostaną wystarczająco przygotowane przed stymulacją. Przed wykonaniem tej procedury należy zawsze podjąć środki ostrożności, takie jak ponowne chlorowanie elektrody przed stymulacją katodową lub usunięcie zanieczyszczeń przed stymulacją anodową.