Przewlekła przezczaszkowa stymulacja elektryczna i zapis wewnątrzkorowy u szczurów

Ogólnym celem tej procedury jest pokazanie krok po kroku protokołu wytwarzania i wszczepiania elektrod do przewlekłej stymulacji przezczaszkowej. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie neurostymulacji, takie jak długoterminowe skutki czasowo ukierunkowanej rozproszonej przezczaszkowej stymulacji elektrycznej. Główną zaletą tej techniki jest to, że niewielki rozmiar implantu sprawia, że metoda ta nadaje się do łączenia z regularnymi elektrofizjologicznymi technikami optogenetycznymi i obrazowania u swobodnie poruszających się zwierząt.

Implikacje tej techniki koncentrują się na terapii padaczki, depresji i innych zaburzeń neuropsychologicznych, ponieważ jest ona w stanie szybko wpływać na sieci mózgowe na dużą skalę. Aby wykonać elektrodę stymulacyjną, wytnij sześć 10-centymetrowych kawałków miniaturowych przewodów połączeniowych. Usuń dwa centymetry okładziny z jednej strony i jeden centymetr z drugiego końca.

Następnie skręć ze sobą dwa i je krótszą oderwaną stroną. Następnie zdobądź pasek trzech taśm pakujących dowolny układ scalony z obudową SOT-353. Zszyj skręcone druty przez trzy otwory w opakowaniu.

Dłuższy oderwany odcinek drutów powinien znajdować się we wnękach opakowania. Ułóż tak, aby koniec izolacji znajdował się w jednej linii z krawędzią otworów. Następnie nałóż cement dentystyczny na otwory, aby przymocować przewody.

Gdy cement zastygnie, odwróć opakowanie, aby wprowadzić cienką warstwę super kleju do otworu, aby utworzyć uszczelnienie typu wodnego w kierunku porowatego cementu. Unikaj klejenia obranych drutów. Następnie skręć razem po krótszej, oderwanej stronie i je.

Chwyć dłuższy, obrany odcinek drutów końcówką cienkiej pęsety. Zwiń je i zawiń w wgłębienia. W razie potrzeby odetnij nadmiar.

Aby wykonać elektrodę trypletową do nagrywania, wytnij centymetrowy kawałek rurki ze stali nierdzewnej za pomocą szybkoobrotowej piły obrotowej. Zdejmij płetwę z końców rurki za pomocą ostrej igły i upewnij się, że rurka jest wolna od zanieczyszczeń i całkowicie przepuszczalna. Zegnij pozłacany kołek dystansowy do deski o minimalnej długości trzech centymetrów, aby utworzyć uchwyt w kształcie litery J.

Wytnij dłuższą nogę w kształcie litery J i ją razem, aby odzyskać oryginalny kształt, aby utworzyć odłączane połączenie między długą częścią liniową, która będzie utrzymywana przez urządzenie stereotaktyczne, a kształtem litery U, który będzie utrzymywał elektrodę i służył jako punkt kotwiczenia. Następnie sklej ze sobą rurkę i krótszą nogę uchwytu J. W razie potrzeby przyklej kilka dodatkowych prętów o długości jednego centymetra, aby zapewnić stabilność.

Następnie wytnij trzy kawałki drutów elektrodowych o długości 2,5 centymetra za pomocą ultracienkich nożyczek ze stali nierdzewnej. Upewnij się, że jest to wyraźne i ostre cięcie, a izolacja jest nienaruszona na okrągłej powierzchni drutu elektrody. Upewnij się również, że przycięta końcówka nie jest wygięta pod wpływem przyłożonej siły.

Zegnij jeden lub dwa milimetry na jednym końcu każdego z drutów pod różnymi kątami, aby można je było odróżnić. Następnie napełnij rurkę drutami i wybierz odpowiedni rozstaw elektrod do eksperymentu. Zwróć uwagę, który drut odpowiada której głębokości, aby utrzymać właściwą kolejność kanałów.

Gdy druty ustawią się tuż obok siebie i będą równoległe do rurki, przymocuj druty elektrody, umieszczając pojedynczą kroplę płynnego super kleju na obu końcach rurki za pomocą ostrej igły. Upewnij się, że klej spływa do rurki ze względu na efekt kapilarny, ale nie w kierunku miejsc nagrywania na wystających końcach. Przygotuj płytkę interfejsu elektrody z odpowiednim mikrozłączem kompatybilnym z systemem nagrywania, który ma być używany.

Następnie wprowadź zagięte końce przewodów do otworów płytki interfejsu elektrody odpowiadających żądanemu kanałowi nagrywania. Gdy wszystkie druty znajdą się na swoim miejscu, wepchnij złote szpilki w otwory pęsetą. W tej procedurze usuń większość włosów ze skóry głowy zwierzęcia za pomocą maszynki do strzyżenia włosów.

Następnie nałóż krem do depilacji na skórę głowy. Rozprowadź go równomiernie na powierzchni i odczekaj kilka minut. Użyj szpatułki, aby delikatnie usunąć krem i pozostałe włosy.

Spłucz skórę środkiem dezynfekującym. Wstrzyknij 1 do 2% lidokainy podskórnie, aby znieczulić skórę. Następnie nałóż jedną kroplę maści weterynaryjnej na każde oko.

Wykonaj dokładne i długie nacięcie strzałkowe wzdłuż linii środkowej skalpelem od czoła do szyi. Następnie wypreparuj tkanki, w tym okostną z czaszki. Następnie za pomocą dłuta lub pęsety do zębów oczyść obszar między grzebieniami dwóch kości skroniowych.

Utrzymuj czaszkę odsłoniętą, chowając wyciętą skórę za pomocą czterech buldogów. Delikatnie umieść cienką pęsetę między stromą krawędzią kości skroniowej a mięśniami i rozdziel je. Wykonuj ruchy drgające, aby odsłonić jak największą powierzchnię kości skroniowej, najlepiej od krawędzi kości potylicznej do płaszczyzny szwów koronalnych, nie uszkadzając przy tym mięśni.

Następnie umieść zwijacze dwuczasowo, aby kości skroniowe były odsłonięte. Spłucz powierzchnię czaszki jednym do dwóch mililitrów 3% nadtlenku wodoru. Następnie bardzo dokładnie umyj go jednym do dwóch mililitrów wody i pozostaw powierzchnię kości skroniowych, aby zetrzeć wilgoć patyczkami do oczu.

Następnie sprawdź, czy elektrody stymulacyjne przylegają do oczyszczonej pionowej powierzchni czaszki. Górna krawędź elektrody stymulacyjnej powinna znajdować się w jednej linii z krawędzią kości skroniowej. Wyreguluj buldogi i zwijacze lub w razie potrzeby uformuj elektrody stymulacyjne nożyczkami.

Następnie wypełnij wnęki elektrod stymulacyjnych żelem przewodzącym prąd elektryczny. I nałóż cienką warstwę kleju na krawędź elektrod. Umieść elektrodę stymulacyjną na suchej powierzchni kości skroniowej jednym dokładnym ruchem i przytrzymaj ją mocno przez minutę za pomocą cienkiej pęsety.

Upewnij się, że klej nie ma kontaktu z wilgocią i w razie potrzeby wytrzyj patyczkami do oczu. Upewnij się, że elektroda stymulująca jest równomiernie przyklejona do suchej kości skroniowej. Często wycieraj wilgoć i ostrożnie otaczające tkanki.

W razie potrzeby poproś o pomoc. Następnie nałóż cement dentystyczny na krawędzie elektrody stymulującej, podczas gdy wyciekająca wilgoć z tkanek jest stale suszona za pomocą patyczków do oczu. Przykryj całą elektrodę stymulacyjną cementem.

Po całkowitym stwardnieniu cementu powtórz te czynności po stronie przeciwnej. Następnie, używając głowicy wiertarskiej o średnicy mniejszej o 10% w porównaniu ze średnicą, wywierć kilka otworów w całej czaszce do zakotwienia. Wkręć miniaturowe w otwory i nałóż na nie cement dentystyczny.

Następnie kontynuuj wszczepianie elektrod rejestrujących. złącza i zakotwicź je do konstrukcji na końcu. Następnie obficie umyj odsłonięte tkanki środkiem dezynfekującym.

Wstrzyknąć 1 do 2% lidokainy podskórnie. Następnie, aby rozmnożyć brzegi rany, należy je objąć prostymi, przerwanymi szwami wokół implantu łącznika. Następnie zdezynfekuj ranę jodem powidonu.

W tym miejscu przedstawiamy reprezentatywne wyniki systemu wykrywania i interwencji napadów padaczkowych w pętli zamkniętej, zastosowanego u szczurów Long-Evans, wyrażających napady spontaniczne. Wiadomo, że ten pociąg wykazuje objawy behawioralne w elektrograficznych wzorcach padaczki nieobecności, zwanej wyładowaniem kolczastym i falowym. Przedstawiono tutaj ślady LFP interwencji napadowej, wykazujące stabilną skuteczność czasowo ukierunkowanych bodźców w przerywaniu napadów przez 16 tygodni.

Świadczy to o solidności i niezawodności wszczepionych elektrod stymulacyjnych. Aby umieścić te wyniki w kontekście, oto nagranie przerwanego eksperymentu, w którym tkanka wtórna rosła między kością skroniową a powierzchnią elektrody, z powodu niewłaściwego uszczelnienia i zacementowania elektrod. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wszczepić elektrody do stymulacji przezczaszkowej.

Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak wszczepienie elektrod rejestrujących lub okien czaszkowych, w celu zarejestrowania różnych modalności podczas stymulacji.