Jednoczesne zapisy lokalnych potencjałów pola korowego i elektrokortykogramy w odpowiedzi na nocyceptywne bodźce laserowe od swobodnie poruszających się szczurów

Metoda ta pomaga ustalić bezpośredni związek sygnałów elektrokorowych zarejestrowanych zarówno z ECoG, jak i głębokości przewodów, aby odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące neuronalnego wkładu potencjałów wywołujących laser. Główną zaletą tej techniki jest to, że implantacja elektrody może być chroniona przez powłokę polimlekową, dzięki czemu zapis może być stosowany u naszych wolno poruszających się szczurów. Metoda ta może być stosowana do rejestrowania reakcji mózgu wywołanych przez bodźce różnych wrażeń lub krótkie cechy chorób psychicznych, które sprzyjają badaniu ich odpowiednich neuromagnetyzmów.

Rozpocznij tę procedurę od znieczulenia szczura, jak opisano w protokole tekstowym. Następnie użyj aparatu stereotaktycznego, aby przymocować głowę szczura z nosem umieszczonym w masce znieczulającej. Tolerancję chirurgiczną osiąga się, gdy szczur nie reaguje na szczypanie palca

Nałóż maść okulistyczną na oczy, aby uniknąć wysuszenia rogówki. Ogol górną część skóry głowy szczura za pomocą standardowej golarki. Następnie wysterylizuj skórę głowy za pomocą medycznego roztworu dezynfekującego jodoforu i 75% alkoholu, aby usunąć jod.

Wstrzyknij 2% lidokainę w skórę głowy w celu miejscowego znieczulenia. Następnie podaj atropinę, aby zahamować nadmierne rozrost dróg oddechowych. Wykonaj nacięcie w linii środkowej o długości około dwóch do trzech centymetrów na skórze głowy za pomocą skalpela.

Wytnij i usuń część skóry głowy wzdłuż linii środkowej i odsłoń czaszkę. Zaznacz położenie elektrod ECoG na podstawie predefiniowanych współrzędnych stereotaktycznych. Zaznacz również położenie elektrod odniesienia i uziemienia na linii środkowej.

Wywierć otwory na ECoG za pomocą elektrycznej wiertarki czaszkowej w czaszce w zaznaczonych celownikach, nie niszcząc opony twardej. Wkręć nierdzewną, która łączy się z drutem miedzianym pokrytym izolacją, w otwór na głębokość około jednego milimetra. Unikaj penetracji leżącej poniżej opony twardej.

Umieść ochronną podstawę skorupy na czaszce. Przymocuj podstawę za pomocą sąsiednich do czaszki za pomocą akrylu dentystycznego. Zaznacz położenie elektrod z drutu głębokościowego na podstawie predefiniowanych współrzędnych stereotaktycznych.

Teraz wywierć małe otwory w czaszce wokół celowników do implantacji drutu i ostrożnie usuń płat kostny, aby odsłonić oponę twardą. Kraniotomię należy często myć solą fizjologiczną. Za pomocą igły podnieś i przetnij oponę twardą, nie uszkadzając pia mater, naczyń krwionośnych i powierzchni kory nowej.

Opuść elektrody z drutu głębokościowego na powierzchnię kory nowej. Następnie powoli penetruj mózg na docelową głębokość. Uszczelnij kraniotomię mieszaniną wosku i oleju parafinowego, aby upewnić się, że elektrody z drutu głębokościowego mogą być przesuwane w celu późniejszych manipulacji eksperymentalnych.

Zamocuj aparat elektrodowy za pomocą akrylu dentystycznego na czaszce. Przyspawaj każdy drut miedziany, który łączy się ze śrubą ECoG, do odpowiedniego kanału w module złącza. Zamontuj ściankę powłoki ochronnej do podstawy i przyspawaj elektrody odniesienia i uziemiające do odpowiednich kanałów.

Przymocuj nasadkę do powłoki ochronnej za pomocą taśm, aby uniknąć zanieczyszczenia. Po wstrzyknięciu szczurowi penicyliny, po operacji należy go umieścić w klatce o kontrolowanej temperaturze i wilgotności, zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Umieść szczura w komorze behawioralnej na co najmniej godzinę przed eksperymentem, aby upewnić się, że szczur zaaklimatyzuje się do środowiska nagrywania.

Delikatnie połącz stopień głowicy nagrywającej z modułem elektrody, aby uniknąć przestraszenia szczura i uszkodzenia modułu elektrody. Skonfiguruj generator laserowy. Podłącz światłowód i dostosuj rozmiar plamki lasera zgodnie z instrukcją obsługi urządzenia.

Teraz podłącz wyjście cyfrowe z generatora wyzwalacza do cyfrowego portu wejściowego karty nagrywającej. Ustaw kamerę wideo pod rogiem komory eksperymentalnej, aby stale rejestrować nocyceptywne zachowania szczura, gdy jego łapa otrzymuje nocyceptywną stymulację laserową. Dostarczaj ciągły biały szum przez głośnik w górnej części komory.

Zebrać dane elektrofizjologiczne zarówno z ECoG, jak i z elektrod drucianych głębokościowych za pomocą systemu rejestracji zgodnie z instrukcją obsługi urządzenia. Teraz dostarcz impulsy laserowe do podeszwy przedniej łapy szczura przez szczeliny w dnie komory, najpierw ustawiając generator laserowy. Następnie naciśnij przełącznik, aby dostarczyć stymulację laserową.

Pokazano tutaj surowe dane elektrofizjologiczne z obustronnej pierwotnej kory ruchowej, obustronnej pierwotnej kory somatosensorycznej i ECoG. Wyraźny potencjał wywołany laserem lub odpowiedź LEP jest wykrywalny po nadejściu bodźca laserowego. Pokazano tutaj uśrednioną falę LEP na poziomie grupy z sześciu elektrod pięciu szczurów.

Odpowiedzi LEP składają się z dominującego ujemnego odchylenia zwanego falą N1. Należy zauważyć, że fala N1 obustronnej pierwotnej kory somatosensorycznej wykazuje krótsze opóźnienie i wyższą amplitudę niż w przypadku obustronnej pierwotnej kory ruchowej. Rysunek ten pokazuje przekształconą falkowość koherencji między LEP-ami pobranymi z ECoG a drutami głębokościowymi w obustronnych S1 i M1, z laserem dostarczonym na podeszwę prawej przedniej łapy szczura.

Zauważ, że lewe S1 i M1 wykazywały wyższą koherencję niż prawe S1 i M1 w paśmie częstotliwości gamma. Po opracowaniu technika ta utoruje naukowcom drogę do jednoczesnego przywołania zarówno ECoG, jak i miejscowych potencjałów wypełnienia międzykorowego u swobodnie poruszających się szczurów, aby ujawnić neuronalny wkład potencjałów wywoływanych laserem.