Name: Śledzenie progów elektrycznych w czasie rzeczywistym do translacyjnych badań nad bólem (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-04-21T14:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 28 s
Description: Poznaj metodę śledzenia progów elektrycznych w czasie rzeczywistym przy użyciu wtyczki APTrack dla platformy Open Ephys. To narzędzie umożliwia badanie mechanizmów uczulenia noksyceptorów C-fiber u ludzi i myszy.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Chcielibyśmy podziękować naszym fundatorom za wsparcie: Academy of Medical Sciences (J.P.D., A.E.P.), Versus Arthritis (J.P.D., A.E.P.), Jean Golding Institute Seedcorn Grant (J.P.D., A.E.P., G.W., A.C.S., M.M.P.) oraz partnerstwo badawcze Biotechnology and Biological Sciences Research Council, wspólne stypendium doktoranckie z Eli Lilly (G.W.T.N.). Chcielibyśmy podziękować wszystkim, którzy przyczynili się do rozwoju APTrack. Chcielibyśmy również podziękować naszym wolontariuszom, którzy wzięli udział w eksperymentach mikroneurograficznych oraz naszym współpracownikom z grupy pacjentów i społeczeństwa za ich nieoceniony wkład.

<ol><li>Dubin, A. E., Patapoutian, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nociceptors%3A+The+sensors+of+the+pain+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+Investigation%22%5BJournal%5D)">Nociceptors: The sensors of the pain pathway.</a> Journal of Clinical Investigation. 120 (11), 3760-3772 (2010).</li>
<li>Serra, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microneurographic+identification+of+spontaneous+activity+in+C-nociceptors+in+neuropathic+pain+states+in+humans+and+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Microneurographic identification of spontaneous activity in C-nociceptors in neuropathic pain states in humans and rats.</a> Pain. 153 (1), 42-55 (2012).</li>
<li>Serra, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperexcitable+C+nociceptors+in+fibromyalgia%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Hyperexcitable C nociceptors in fibromyalgia.</a> Annals of Neurology. 75 (2), 196-208 (2014).</li>
<li>Namer, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specific+changes+in+conduction+velocity+recovery+cycles+of+single+nociceptors+in+a+patient+with+erythromelalgia+with+the+I848T+gain-of-function+mutation+of+Nav1.7%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Specific changes in conduction velocity recovery cycles of single nociceptors in a patient with erythromelalgia with the I848T gain-of-function mutation of Nav1.7.</a> Pain. 156 (9), 1637-1646 (2015).</li>
<li>Kleggetveit, I. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+spontaneous+activity+of+C-nociceptors+in+painful+polyneuropathy%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">High spontaneous activity of C-nociceptors in painful polyneuropathy.</a> Pain. 153 (10), 2040-2047 (2012).</li>
<li>Orstavik, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormal+function+of+C-fibers+in+patients+with+diabetic+neuropathy%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Abnormal function of C-fibers in patients with diabetic neuropathy.</a> Journal of Neuroscience. 26 (44), 11287-11294 (2006).</li>
<li>Orstavik, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathological+C-fibres+in+patients+with+a+chronic+painful+condition%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Pathological C-fibres in patients with a chronic painful condition.</a> Brain. 126, 567-578 (2003).</li>
<li>Raja, S. N., Ringkamp, M., Guan, Y., Campbell, J. N., John, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonica+Award+Lecture%3A+Peripheral+neuronal+hyperexcitability%3A+The+%26%2334%3Blow-hanging%26%2334%3B+target+for+safe+therapeutic+strategies+in+neuropathic+pain%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Bonica Award Lecture: Peripheral neuronal hyperexcitability: The &#34;low-hanging&#34; target for safe therapeutic strategies in neuropathic pain.</a> Pain. 161, S14-S26 (2020).</li>
<li>Middleton, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studying+human+nociceptors%3A+From+fundamentals+to+clinic%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Studying human nociceptors: From fundamentals to clinic.</a> Brain. 144 (5), 1312-1335 (2021).</li>
<li>Marshall, A., Alam, U., Themistocleous, A., Calcutt, N., Marshall, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+and+emerging+electrophysiological+biomarkers+of+diabetic+neuropathy+and+painful+diabetic+neuropathy%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Therapeutics%22%5BJournal%5D)">Novel and emerging electrophysiological biomarkers of diabetic neuropathy and painful diabetic neuropathy.</a> Clinical Therapeutics. 43 (9), 1441-1456 (2021).</li>
<li>Themistocleous, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Axonal+excitability+does+not+differ+between+painful+and+painless+diabetic+or+chemotherapy-induced+distal+symmetrical+polyneuropathy+in+a+multicenter+observational+study%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Axonal excitability does not differ between painful and painless diabetic or chemotherapy-induced distal symmetrical polyneuropathy in a multicenter observational study.</a> Annals of Neurology. 91 (4), 506-520 (2022).</li>
<li>Bostock, H., Cikurel, K., Burke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Threshold+tracking+techniques+in+the+study+of+human+peripheral+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Threshold tracking techniques in the study of human peripheral nerve.</a> Muscle Nerve. 21 (2), 137-158 (1998).</li>
<li>Kiernan, M. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+axonal+excitability%3A+Consensus+guidelines%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Measurement of axonal excitability: Consensus guidelines.</a> Clinical Neurophysiology. 131 (1), 308-323 (2020).</li>
<li>Sauer, S. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+receptor+potentials+be+detected+with+threshold+tracking+in+rat+cutaneous+nociceptive+terminals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Can receptor potentials be detected with threshold tracking in rat cutaneous nociceptive terminals.</a> Journal of Neurophysiology. 94 (1), 219-225 (2005).</li>
<li>Vallbo, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microneurography%3A+How+it+started+and+how+it+works%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Microneurography: How it started and how it works.</a> Journal of Neurophysiology. 120 (3), 1415-1427 (2018).</li>
<li>Torebjork, H., Hallin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+method+for+classification+of+C-unit+activity+in+intact+human+skin+nerves%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Pain+Research+and+Therapy%22%5BJournal%5D)">A new method for classification of C-unit activity in intact human skin nerves.</a> Advances in Pain Research and Therapy. 1, 29-34 (1976).</li>
<li>Brown, G. L., Holmes, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+activity+on+mammalian+nerve+fibres+of+low+conduction+velocity%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+of+London.+Series+B%3A+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">The effects of activity on mammalian nerve fibres of low conduction velocity.</a> Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences. 144 (918), 1-14 (1956).</li>
<li>Obreja, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterns+of+activity-dependent+conduction+velocity+changes+differentiate+classes+of+unmyelinated+mechano-insensitive+afferents+including+cold+nociceptors%2C+in+pig+and+in+human%5BTitle%5D)+AND+%22Pain%22%5BJournal%5D)">Patterns of activity-dependent conduction velocity changes differentiate classes of unmyelinated mechano-insensitive afferents including cold nociceptors, in pig and in human.</a> Pain. 148 (1), 59-69 (2010).</li>
<li>Serra, J., Campero, M., Ochoa, J., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity-dependent+slowing+of+conduction+differentiates+functional+subtypes+of+C+fibres+innervating+human+skin%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Activity-dependent slowing of conduction differentiates functional subtypes of C fibres innervating human skin.</a> Journal of Physiology. 515, 799-811 (1999).</li>
<li>Weidner, C., Schmidt, R., Schmelz, M., Torebjork, H. E., Handwerker, H. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Action+potential+conduction+in+the+terminal+arborisation+of+nociceptive+C-fibre+afferents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">Action potential conduction in the terminal arborisation of nociceptive C-fibre afferents.</a> Journal of Physiology. 547, 931-940 (2003).</li>
<li>Siegle, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Open+Ephys%3A+An+open-source%2C+plugin-based+platform+for+multichannel+electrophysiology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Open Ephys: An open-source, plugin-based platform for multichannel electrophysiology.</a> Journal of Neural Engineering. 14 (4), 045003(2017).</li>
<li>Sanders, J. I., Kepecs, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+low-cost+programmable+pulse+generator+for+physiology+and+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroengineering%22%5BJournal%5D)">A low-cost programmable pulse generator for physiology and behavior.</a> Frontiers in Neuroengineering. 7, 43(2014).</li>
<li>Zimmermann, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phenotyping+sensory+nerve+endings+in+vitro+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Phenotyping sensory nerve endings in vitro in the mouse.</a> Nature Protocols. 4 (2), 174-196 (2009).</li>
<li>Dunham, J. P., Sales, A. C., Pickering, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrasound-guided%2C+open-source+microneurography%3A+Approaches+to+improve+recordings+from+peripheral+nerves+in+man%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Ultrasound-guided, open-source microneurography: Approaches to improve recordings from peripheral nerves in man.</a> Clinical Neurophysiology. 129 (11), 2475-2481 (2018).</li>
<li>Levitt, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transformed+up-down+methods+in+psychoacoustics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Acoustical+Society+of+America%22%5BJournal%5D)">Transformed up-down methods in psychoacoustics.</a> Journal of the Acoustical Society of America. 49 (2), 467(1971).</li>
<li>Turnquist, B., RichardWebster, B., Namer, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+detection+of+latency+tracks+in+microneurography+recordings+using+track+correlation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Automated detection of latency tracks in microneurography recordings using track correlation.</a> Journal of Neuroscience Methods. 262, 133-141 (2016).</li>
<li>Kiernan, M. C., Burke, D., Andersen, K. V., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multiple+measures+of+axonal+excitability%3A+A+new+approach+in+clinical+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Muscle+Nerve%22%5BJournal%5D)">Multiple measures of axonal excitability: A new approach in clinical testing.</a> Muscle Nerve. 23 (3), 399-409 (2000).</li>
</ol>

G.W.T.N. jest stypendystą doktoranckim BBSRC Collaborative Training Partnership z Uniwersytetem w Bristolu i Eli Lilly and Company (BB/T508342/1). A.P.N. jest obecnie pracownikiem Eli Lilly and Company i może posiadać akcje tej spółki.

APTrack to wtyczka programowa do użytku z platformą Open Ephys. Wybraliśmy tę platformę, ponieważ jest open-source, elastyczna i tania we wdrożeniu. Nie wliczając w to kosztu stymulatora prądu stałego, cały sprzęt wymagany do rozpoczęcia korzystania z wtyczki można było kupić za około 5,000 USD w momencie pisania tego tekstu. Mamy nadzieję, że umożliwi to naukowcom łatwiejsze wdrożenie APTrack w badaniach elektrofizjologii nerwów obwodowych. Co więcej, badacze mogą dowolnie modyfikować oprogramowanie, aby dopasować je do swoich potrzeb eksperymentalnych. Co ważne, narzędzie to po raz pierwszy umożliwiło śledzenie progów elektrycznych pojedynczych nocyceptorów włókien C u ludzi.
Im wyższy stosunek sygnału do szumu, tym lepiej algorytmy mogą identyfikować potencjały czynnościowe. Stosunek sygnału do szumu podczas mikroneurografii był wystarczający w większości naszych nagrań, ale użytkownicy muszą być wyczuleni na ryzyko degradacji sygnału w czasie. Jest to szczególnie ważne w przypadku dłuższych protokołów eksperymentalnych, ponieważ jeśli amplituda śledzonego potencjału czynnościowego spadnie poniżej progu wykrywania, amplituda stymulacji zostanie omyłkowo zwiększona; Można to złagodzić, monitorując wtyczkę przez eksperymentatorów, a następnie dostosowując ustawienia, jeśli jest to wymagane. Stosunek sygnału do szumu jest poprawiony dzięki filtrowaniu pasmowoprzepustowym, ale większe stany nieustalone mogą być nadal błędnie identyfikowane jako potencjały czynnościowe, jeśli pojawią się w oknie czasowym pola wyszukiwania. Ryzyko błędnej identyfikacji szumu przejściowego jako potencjału czynnościowego można zmniejszyć, zawężając okno czasowe, w którym wtyczka wyszukuje potencjały czynnościowe, oraz optymalizując ustawienia progowe. Jednak nadal istnieją sytuacje, które można napotkać, które utrudniają działanie wtyczki. Spontaniczna aktywność może powodować trudności, jeśli potencjały czynnościowe o większej amplitudzie mieszczą się w oknie pola wyszukiwania algorytmu, ponieważ zostaną błędnie zidentyfikowane jako docelowy potencjał czynnościowy. Dodatkowo, spontaniczna aktywność w neuronie będącym przedmiotem zainteresowania może oznaczać, że stymulacja elektryczna spada w okresie refrakcji, powodując niepowodzenie w generowaniu potencjału czynnościowego. Trudności w korzystaniu z oprogramowania mogą również wystąpić, gdy pierwotne neurony aferentne wykazują przerzutnik, w którym stymulowane są naprzemienne końcowe gałęzie pojedynczego neuronu, powodując w ten sposób, że wywołany potencjał czynnościowy ma dwie (lub więcej) opóźnienia linii podstawowej, które wzajemnie się wykluczają20. Podczas nagrań z neuronów wykazujących przerzutnik z wysokim stosunkiem sygnału do szumu, z powodzeniem przeprowadziliśmy śledzenie opóźnień i progów elektrycznych, zwiększając szerokość pola wyszukiwania, aby zawrzeć wszystkie potencjalne prędkości przewodzenia, które wykazywał neuron. Jednak próg elektryczny może się różnić w zależności od końcowej gałęzi neuronu, który jest pobudzany, co prawdopodobnie jest częściowo spowodowane różnicami w odległości od miejsca stymulacji elektrycznej do alternatywnych końców nocyceptorów. Możliwe są dodatkowe prace nad procesem identyfikacji potencjału czynnościowego, obejmujące na przykład dopasowywanie szablonów, które można zintegrować z tym oprogramowaniem. Wtyczki GUI do przerywania pasma lub adaptacyjnej filtracji szumów mogą być również używane przed APTrack w łańcuchu sygnałowym, jeśli zostaną opracowane.
Uważamy, że próg elektryczny określany jest jako prąd wymagany do wywołania potencjału czynnościowego w 50% przypadków, przy zdefiniowanej przez użytkownika liczbie bodźców elektrycznych, zwykle 2-10. Morfologia stymulacji elektrycznej wynosi 0,5 ms i dodatnich impulsów fali prostokątnej. To nie to samo, co określenie reozasady, powszechnie stosowanej miary pobudliwości neuronalnej. Wtyczka może być dostosowana do określenia reobazy. Jednak dążyliśmy do prostszego pomiaru, ponieważ dynamiczne zmiany pobudliwości, takie jak te, które hipotetycznie występują podczas ogrzewania, byłyby trudniejsze do ilościowego określenia w przypadku zmian reozasady niż nasze oszacowanie progu elektrycznego.
To oprogramowanie może być używane zarówno w eksperymentach na ludziach, jak i gryzoniach. Jest to możliwe dzięki elastycznemu wsparciu dla systemów elektrostymulacji. Oprogramowanie będzie współpracować z każdym stymulatorem, który akceptuje analogowe napięcie sterujące lub może być ręcznie połączony z silnikiem krokowym. Do mikroneurografii używaliśmy go ze stymulatorem prądu stałego z oznaczeniem CE, który został zaprojektowany do użytku w badaniach na ludziach i miał stymulację kontrolowaną za pomocą tarczy. Stymulatory, które akceptują analogowe polecenia napięciowe, mogą być głośne, ponieważ nie rozłączają obwodu między bodźcami, co oznacza, że każdy buczenie lub szum 50/60 Hz na wejściu analogowym zostanie przesłany do nagrania. Stymulator, który wymaga dodatkowego sygnału wyzwalającego TLL do podłączenia obwodu, pozwalającego na wygenerowanie bodźca o prądzie analogicznym do analogowego wejścia napięciowego, jest idealny do użytku z wtyczką. Zapobiega to przenoszeniu szumu na nagranie między bodźcami.
Oprogramowanie wykorzystuje prostą metodę góra-dół do oszacowania progu elektrycznego. Jest to wykorzystywane w testach psychofizycznych od wielu dziesięcioleci25. Zgodnie z metodą góra-dół, algorytm śledzenia progu elektrycznego do modulacji amplitudy stymulacji uwzględnia tylko amplitudę i reakcję poprzedniej stymulacji przy obliczaniu amplitudy następnej stymulacji. Oznacza to, że amplituda stymulacji będzie oscylować wokół rzeczywistego progu elektrycznego, wytwarzając w ten sposób 50% szybkość wypalania, przy założeniu, że próg jest stabilny. Minimalny rozmiar przyrostu lub spadku wynosi 0,01 V; jest to równoważne 0,01 mA, przy założeniu, że stymulator ma stosunek sygnału wejściowego do wyjściowego 1 V:1 mA i wystarczającą rozdzielczość, aby osiągnąć tak małe zmiany krokowe. Wtyczka będzie aktualizować na żywo oszacowanie progu elektrycznego docelowego potencjału czynnościowego za każdym razem, gdy osiągnie 50% szybkości wystrzeliwania w stosunku do zdefiniowanej przez użytkownika liczby poprzednich bodźców (2-10). Post hoc zalecamy użycie średniej kroczącej amplitudy stymulacji z ostatnich 2-10 bodźców w celu oszacowania progu elektrycznego i należy zauważyć, że oszacowanie to będzie dokładne tylko wtedy, gdy szybkość wyzwalania jest stosunkowo stabilna na poziomie 50%. Zarówno w przypadku bieżących, jak i post hoc szacunków progu elektrycznego istnieje równowaga między rozdzielczością, niezawodnością i czasem do rozważenia. Użycie mniejszych kroków inkrementacji i dekrementacji zwiększy dokładność oszacowania progu elektrycznego, ale wydłuży czas potrzebny na znalezienie nowego progu elektrycznego początkowo i po perturbacji. Obliczenie progu elektrycznego na większej liczbie poprzednich bodźców zapewni lepszą wiarygodność, ale wydłuży czas potrzebny do osiągnięcia dokładnego oszacowania.
APTrack został zaprojektowany do stosowania w zapisach nerwów obwodowych, w szczególności do śledzenia progów elektrycznych włókien C podczas eksperymentalnych i patologicznych zaburzeń w okresach, w których opóźnienie potencjału czynnościowego może się różnić w zależności od podstawowej aktywności neuronalnej. Metoda ta umożliwi badanie nie tylko pobudliwości aksonalnej, ale także potencjałów generatora nocyceptorów u zdrowych ochotników i pacjentów. Przewidujemy, że inne dziedziny elektrofizjologii mogą przyjąć i dostosować to narzędzie do użycia w każdym eksperymencie, który wymaga śledzenia progu elektrycznego aktywności zablokowanej przez bodziec. Na przykład, można to równie łatwo zaadaptować do stymulacji optogenetycznej za pomocą impulsów świetlnych sterowanych z APTrack. Wtyczka jest open-source i dostępna dla badaczy na licencji GPLv3. Jest zbudowany na platformie Open Ephys, która jest elastycznym, tanim systemem pozyskiwania danych typu open source. Wtyczka zapewnia dodatkowe punkty zaczepienia dla wtyczek podrzędnych w celu wyodrębnienia informacji o potencjale działania i zapewnienia dodatkowych interfejsów użytkownika lub paradygmatów adaptacyjnych. Wtyczka zapewnia prosty interfejs użytkownika do wizualizacji i śledzenia opóźnień potencjałów czynnościowych w czasie rzeczywistym. Może również odtwarzać poprzednie dane i wizualizować je za pomocą czasowego wykresu rastrowego. Co więcej, może również śledzić opóźnienia podczas odtwarzania poprzednich danych. Chociaż dostępne są inne pakiety oprogramowania do śledzenia opóźnień w czasie rzeczywistym, nie są one open-source i nie mogą wykonywać śledzenia progów elektrycznych26,27. APTrack ma przewagę nad tradycyjnymi metodami identyfikacji potencjałów czynnościowych o stałym opóźnieniu na podstawie śladów napięcia, ponieważ wykorzystuje czasowy wykres rastrowy do wizualizacji danych. Co więcej, nasze doświadczenia z wykorzystaniem go w eksperymentach z niskimi stosunkami sygnału do szumu wykazały, że metoda czasowej wizualizacji wykresu rastrowego pozwala na identyfikację stałych potencjałów czynnościowych opóźnień, które w przeciwnym razie mogłyby zostać pominięte.
Śledzenie progu całego nerwu jest szeroko stosowaną metodą oceny pobudliwości aksonów13. Śledzenie progu elektrycznego pojedynczego neuronu we włóknach C gryzoni było wcześniej wykorzystywane do ilościowego określania pobudliwości nocyceptorów14, a jego użyteczność u ludzi jest uznawana 10,11; Jednak do tej pory nie było to możliwe. Dostarczamy nowatorskie narzędzie typu open source do bezpośredniego pomiaru pobudliwości pojedynczego nocyceptora zarówno w badaniach elektrofizjologicznych nerwów obwodowych u gryzoni, jak i u ludzi. APTrack po raz pierwszy umożliwia w czasie rzeczywistym, open-source, elektryczne śledzenie progów potencjałów czynnościowych pojedynczych neuronów u ludzi. Przewidujemy, że ułatwi to badania translacyjne nocyceptorów między gryzoniami a ludźmi.

Nocyceptory są głównymi neuronami doprowadzającymi w obwodowym układzie nerwowym, które są aktywowane przez zdarzenia jawnie lub potencjalnie uszkadzające tkanki i odgrywają kluczową rolę ochronną w ostrym bólu1. Zapisy elektrofizjologiczne nocyceptorów włókien C i Aδ w modelach zwierzęcych, zdrowych ochotnikach i pacjentach wykazały uczulenie i nieprawidłową spontaniczną aktywność w różnych stanach bólowych2,3,4,5,6,7. Zrozumienie mechanizmów, które leżą u podstaw tych zmian w pobudliwości nocyceptorów u pacjentów, może umożliwić ukierunkowane interwencje terapeutyczne8. Istnieje jednak niewiele narzędzi do bezpośredniej oceny pobudliwości nocyceptorów, szczególnie u pacjentów9, ale potencjał użyteczności takich narzędzi jest dobrze rozpoznany10,11.
Śledzenie progu elektrycznego całego nerwu może być wykorzystane do badania pobudliwości aksonalnej u ludzi12. Jednakże, ponieważ duże, mielinizowane, obwodowe neurony przyczyniają się nieproporcjonalnie do amplitudy potencjału czynnościowego związku czuciowego, śledzenie progu elektrycznego całego nerwu nie pozwala na ocenę funkcji włókna C11,13. Rzeczywiście, w poprzednim badaniu, śledzenie progu elektrycznego całego nerwu w kohortach przewlekłego bólu neuropatycznego z neuropatią cukrzycową i polineuropatią wywołaną chemioterapią nie wykazało różnic w pobudliwości aksonalnej11.
W poprzednim badaniu, śledzenie progów elektrycznych na poziomie pojedynczego neuronu zostało wykorzystane do zbadania pobudliwości nocyceptorów włókna C podczas zapisów drażnionych włókien w preparacie skórno-nerwowym ex vivo na szczurach14. Autorzy wykazali, że zwiększone stężenie potasu, kwaśne warunki i bradykinina zwiększają pobudliwość nocyceptorów włókna C, co znajduje odzwierciedlenie w obniżonym progu elektrycznym dla generowania potencjału czynnościowego. Co więcej, podgrzanie pola recepcyjnego nocyceptorów wrażliwych na ciepło zmniejszyło ich próg elektryczny, podczas gdy nocyceptory niewrażliwe na ciepło wykazywały wzrost swojego progu elektrycznego14. Dostarcza to ważnego dowodu na to, że śledzenie progu elektrycznego pojedynczego neuronu jest możliwe i może być użyteczne, ale obecnie nie ma dostępnych rozwiązań programowych i/lub sprzętowych, które umożliwiałyby takie badania, szczególnie w przypadku badań na ludziach.
U ludzi mikroneurografia jest jedyną dostępną metodą bezpośredniej oceny właściwości elektrofizjologicznych włókien C15. Podejście to zostało wykorzystane do wykazania dysfunkcji nocyceptorów u pacjentów z przewlekłym bólem2,3,4,5,6,7. Mikroneurografia może wykrywać potencjały czynnościowe pojedynczych neuronów; jednak ze względu na niski stosunek sygnału do szumu, naukowcy używają techniki znakowania do scharakteryzowania aktywności włókien C16. W technice znakowania ponadprogowa stymulacja elektryczna jest stosowana do pól recepcyjnych z włókna C w skórze. Ta stymulacja elektryczna generuje potencjał czynnościowy, który występuje przy stałym opóźnieniu, które jest określane przez prędkość przewodzenia włókna C. Włókna C wykazują spowolnienie zależne od aktywności, w wyniku czego ich prędkość przewodzenia zmniejsza się, a tym samym zwiększa się ich opóźnienie przewodzenia w okresach wyładowania potencjału czynnościowego17. W warunkach podstawowych włókna C zwykle nie generują potencjałów czynnościowych przy braku szkodliwych bodźców, a zatem ich opóźnienie przewodzenia w odpowiedzi na stymulację elektryczną o niskiej częstotliwości jest stałe. Bodźce mechaniczne, termiczne lub farmakologiczne, które wywołują odpalanie, indukują spowolnienie zależne od aktywności, co zwiększa opóźnienie potencjałów czynnościowych wywołanych przez jednoczesną stymulację elektryczną o niskiej częstotliwości. Pozwala to na obiektywną identyfikację reakcji na zastosowane bodźce nieelektryczne w kontekście niskiego stosunku sygnału do szumu. W związku z tym, spowolnienie zależne od aktywności może być wykorzystane do funkcjonalnego scharakteryzowania C-fibers16. Rzeczywiście, różne klasy funkcjonalne włókien C wykazują charakterystyczne wzorce spowolnienia zależnego od aktywności w paradygmatach stymulacji elektrycznej, które obejmują zmianę częstotliwości stymulacji18,19. Ta zmienność opóźnień potencjałów czynnościowych włókien C stanowi wyzwanie dla algorytmów zaprojektowanych do ich monitorowania.
Ciągła aktywność nocyceptora prowadzi do zwiększonej zmienności jego opóźnienia podczas stymulacji elektrycznej o niskiej częstotliwości, co jest znowu spowodowane spowolnieniem zależnym od aktywności. Ta zwiększona zmienność, czyli fluktuacja, jest wymierną miarą pobudliwości w przybliżeniu2. Dalsze przyczyny zmienności opóźnienia potencjału czynnościowego obejmują przerzutnik, w którym stymulowane są naprzemienne końcowe gałęzie pojedynczego neuronu, co powoduje, że wywołany potencjał czynnościowy ma dwa (lub więcej) opóźnienia linii bazowej, które wzajemnie się wykluczają20. Wreszcie, zmiany temperatury końcowych gałęzi neuronu obwodowego powodują również zmiany opóźnienia potencjału czynnościowego w sposób termodynamiczny, przy czym ocieplenie zwiększa prędkość przewodzenia, a chłodzenie spowalnia prędkość przewodzenia19. Tak więc każde oprogramowanie dążące do śledzenia progów elektrycznych w pętli zamkniętej nocyceptywnych włókien C musi uwzględniać zmiany opóźnień w elektrycznie wywołanych potencjałach czynnościowych.
Aby osiągnąć nasz cel śledzenia progów elektrycznych między gatunkami nocyceptorów światłowodowych C, opracowaliśmy APTrack, wtyczkę oprogramowania open-source dla platformy Open Ephys21, aby umożliwić śledzenie progów elektrycznych w czasie rzeczywistym w czasie rzeczywistym, w pętli zamkniętej, oraz śledzenie opóźnień. Dostarczamy dane potwierdzające słuszność koncepcji, które pokazują, że możliwe jest śledzenie progu elektrycznego nocyceptora włókna C podczas mikroneurografii człowieka. Ponadto pokazujemy, że narzędzie to może być wykorzystywane w elektrofizjologii ex vivo włókien drażnionych gryzoni, umożliwiając w ten sposób badania translacyjne między ludźmi a gryzoniami. Tutaj szczegółowo opiszemy, w jaki sposób naukowcy mogą wdrożyć i wykorzystać to narzędzie, aby wspomóc swoje badania nad funkcją nocyceptorów i pobudliwością.

<table><tbody><tr><td>Zasilacz 12V DC&nbsp;</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Do zasilania uStepper S-lite. Wymagane dla stymulatorów sterowanych pokrętłem.</td></tr><tr><td>36-pinowa płytka adaptera elektrody</td><td>Intan Technology</td><td>C3410</td><td>Zależność APTrack. Do podłączenia wejścia elektrody do sceny czołowej. 255 USD w marcu 2021 r.</td></tr><tr><td>APTrack Plugin</td><td>NA</td><td>NA</td><td>https://github.com/Microneurography/APTrack</td></tr><tr><td>Bipolarna elektroda rejestrująca Ag/AgCl</td><td>Niestandardowa</td><td></td><td>elektroda nagrywająca NA do przygotowania skórno-nerwowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>Bipolarna koncentryczna elektroda stymulująca</td><td>World Precision Instruments</td><td>SNE-100</td><td>Do stymulacji elektrycznej w preparacie skórno-nerwowym myszy. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>Bipolarna przezskórna elektroda stymulująca</td><td>Custom</td><td>NA</td><td>Do przezskórnej stymulacji elektrycznej podczas poszukiwania potencjałów czynnościowych pojedynczego neuronu podczas mikroneurografii.</td></tr><tr><td>Rozdzielacz BNC T (1+)</td><td>Zależność NA</td><td>NA</td><td>APTrack. Dowolny standardowy rozdzielacz BNC T.</td></tr><tr><td>BNC do BNC (3+)</td><td>Zależność NA</td><td>NA</td><td>APTrack. Dowolne standardowe BNC.&nbsp;</td></tr><tr><td>C6H11NaO7</td><td>Merck</td><td>S2054</td><td>Preparat skórno-nerwowy syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>CaCl2</td><td>Merck</td><td>C5670</td><td>Preparat skórno-nerwowy syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>Digitimer DS4 Stymulator prądu stałego</td><td>Digitimer</td><td>DS4</td><td>Stabilizator prądu stałego do badań na zwierzętach. 1,695 GBP stan na wrzesień 2022 r.&nbsp;</td></tr><tr><td>Digitimer DS7 Stymulator prądu stałego</td><td>Digitimer</td><td>DS7A</td><td>Stabilizator prądu stałego do badań na ludziach. 3,400 GBP stan na wrzesień 2022 r.&nbsp;</td></tr><tr><td>Elektrody stymulujące Classic Plus</td><td>Harmony Medical</td><td>NA</td><td>Do śródskórnej stymulacji elektrycznej grzbietowej części stopy w stałej pozycji podczas mikroneurografii u ludzi.</td></tr><tr><td>Glukoza</td><td>Fisher Scientific</td><td>G/0450/60</td><td>Preparat skórno-nerwowy syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>HDMI</td><td>NA</td><td>NA</td><td>Zależność APTrack. Dowolny standardowy pasywny HMDI. Aby połączyć płytę we/wy OE z płytą przejęć OE.</td></tr><tr><td>KCl</td><td>Merck</td><td>P9541</td><td>Preparat skórno-nerwowy syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>MgSO4</td><td>Acros Organics</td><td>213115000</td><td>Preparat skórno-nerwowy, syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>Olej mineralny</td><td>Merck</td><td>330779</td><td>Izolacja elektryczna do zapisów nerwowych w preparacie skórno-nerwowym. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Merck</td><td>S9888</td><td>Preparat skórno-nerwowy syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>NaHCO3</td><td>Merck</td><td>S6014</td><td>Preparat skórno-nerwowy syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>NaHCO3</td><td>Merck</td><td>S0751</td><td>Preparat skórno-nerwowy syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>Otwórz tablicę akwizycji Ephys</td> Otwórz zależność APTrack <td>Ephys</td><td>NA</td><td>. W zestawie USB do podłączenia do komputera i gniazdka sieciowego. i euro; 2,955 EUR stan na wrzesień 2022 r.</td></tr><tr><td>Otwórz graficzny interfejs użytkownika Ephys</td> Otwórz <td>Ephys</td><td>NA</td><td>https://github.com/open-ephys/plugin-GUI</td></tr><tr><td>Otwórz płytę we/wy Ephys</td> Otwórz zależność APTrack <td>Ephys</td><td>NA</td><td>. Do wejść napięciowych ADC za pośrednictwem BNC. i euro; 12,5 EUR bez złączy, & euro; 85 EUR ze złączami od września 2022 r.</td></tr><tr><td>Zależność PulsePal V2</td><td>Sanworks</td><td>1102</td><td>APTrack. Przetwornik cyfrowo-analogowy typu open source i generator pociągów. Wstępnie zmontowane 725 USD we wrześniu 2022 r. Ok. 275 USD za samodzielny montaż.</td></tr><tr><td>SPI RHD 6ft</td><td>Intan Technology</td><td>C3206</td><td>Zależność APTrack. Do podłączenia headstage do OE Acquisition Board. 295 USD od marca 2021 r</td></tr><tr>.<td>RHD2216 16-kanałowa dwubiegunowa scena czołowa</td><td>Intan Technology</td><td>C3313</td><td>APTrack Dependency. Do akwizycji i digitalizacji danych. 725 USD w marcu 2021 r. Lub odpowiednik RHD2000 głównej scenie.</td></tr><tr><td>Sacharoza</td><td>Fisher Scientific</td><td>S/8560/60</td><td>Preparat skórno-nerwowy, syntetyczny składnik płynu śródmiąższowego. Lub równoważny.</td></tr><tr><td>Stymulator termiczny TCS-II</td><td>QST. Lab</td><td>NA</td><td>Do stymulacji termicznej pól recepcyjnych nocyceptorów podczas mikroneurografii człowieka.</td></tr><tr><td>Para mikroelektrod wolframowych (aktywna + referencyjna)</td><td>FHC</td><td>30085</td><td>Do zapisów mikroneurograficznych. 35mm.</td></tr><tr><td>Skaner ultradźwiękowy iQ+&nbsp;</td><td>Butterfly Network</td><td>NA</td><td>Do wprowadzania elektrody pod kontrolą USG podczas mikroneurografii.</td></tr><tr><td>Izolacja USB 3.0 5kV RMS</td><td>Inota Technology</td><td>7055-D Do</td><td>izolowania ludzkiego uczestnika mikroneurografii od komputera. 459 EUR według stanu na wrzesień 2022 r.</td></tr><tr><td>USB-A do micro USB-B (2)</td><td>Zależność od</td><td></td><td>APTrack NA. Aby podłączyć komputer do PulsePal i uStepper S-lite, jeśli używasz interfejsu krokowo-stymulacyjnego.&nbsp;</td></tr><tr><td>Silnik uStepper S-lite + NEMA17</td><td>uStepper</td><td>NA</td><td>Do łączenia ze stymulatorami za pomocą pokrętła sterującego. &euro; 50 EUR od września 2022 r.</td></tr><tr><td>Von Frey Filaments</td><td>Ugo Basile</td><td>37450-275</td><td>Do mechanicznej stymulacji pól recepcyjnych podczas fenotypowania sensorycznego nocyceptorów.</td></tr></tbody></table>

Śledzenie progów elektrycznych w czasie rzeczywistym do translacyjnych badań nad bólem

Open-Source Real-Time Closed-Loop Electrical Threshold Tracking for Translational Pain Research

Nocyceptory to klasa pierwotnych neuronów doprowadzających, które sygnalizują potencjalnie szkodliwe bodźce. Wzrost pobudliwości nocyceptorów występuje w ostrych i przewlekłych stanach bólowych. Powoduje to nieprawidłową ciągłą aktywność lub obniżone progi aktywacji szkodliwych bodźców. Zidentyfikowanie przyczyny tej zwiększonej pobudliwości jest niezbędne do opracowania i walidacji terapii opartych na mechanizmach. Śledzenie progu elektrycznego pojedynczego neuronu może określić ilościowo pobudliwość nocyceptorów. Dlatego opracowaliśmy aplikację, która umożliwia takie pomiary i demonstruje jego zastosowanie u ludzi i gryzoni. APTrack zapewnia wizualizację danych w czasie rzeczywistym i identyfikację potencjału czynnościowego za pomocą czasowego wykresu rastrowego. Algorytmy wykrywają potencjały czynnościowe poprzez przekroczenie progu i monitorują ich opóźnienie po stymulacji elektrycznej. Wtyczka następnie moduluje amplitudę stymulacji elektrycznej za pomocą metody góra-dół, aby oszacować próg elektryczny nocyceptorów. Oprogramowanie zostało zbudowane w oparciu o system Open Ephys (V0.54) i zakodowane w języku C++ przy użyciu frameworka JUCE. Działa w systemach operacyjnych Windows, Linux i Mac. Dostępny jest kod open source (<a data-saferedirecturl="https://www.google.com/url?q=https://github.com/Microneurography/APTrack&source=gmail&ust=1680789829274000&usg=AOvVaw0nMk9J_EI2jUn8SlmC5JJm" href="https://github.com/Microneurography/APTrack" target="_blank">https://github.com/Microneurography/APTrack</a>). Zapisy elektrofizjologiczne pobrano z nocyceptorów zarówno w mysim preparacie skórno-nerwowym metodą drażnionego włókna w nerwie odpiszczelowym, jak i u zdrowych ochotników za pomocą mikroneurografii w powierzchownym nerwie strzałkowym. Nocyceptory klasyfikowano ze względu na ich reakcję na bodźce termiczne i mechaniczne, a także poprzez monitorowanie zależnego od aktywności spowolnienia prędkości przewodzenia. Oprogramowanie ułatwiło przeprowadzenie eksperymentu, upraszczając identyfikację potencjału czynnościowego za pomocą czasowego wykresu rastrowego. Po raz pierwszy demonstrujemy śledzenie progów elektrycznych w zamkniętej pętli potencjałów czynnościowych pojedynczego neuronu podczas mikroneurografii ludzkiej in vivo oraz podczas elektrofizjologicznych zapisów włókien C i Aδ ex vivo myszy. Dowodzimy zasady, pokazując, że próg elektryczny ludzkiego nocyceptora z włókna C wrażliwego na ciepło jest zmniejszany przez ogrzewanie pola recepcyjnego. Ta wtyczka umożliwia śledzenie progów elektrycznych potencjałów czynnościowych pojedynczego neuronu i umożliwia ilościowe określenie zmian w pobudliwości nocyceptorów.

Reprezentatywny przykład działania oprogramowania w celu kontrolowania eksperymentu przedstawiono na Rysunku 7. Program iteracyjnie dostosowuje amplitudę stymulacji, stosując metodę góra-dół (up-down), aby skutecznie wyznaczyć próg elektryczny pojedynczych nocyceptorów. Po raz pierwszy wykazujemy możliwość śledzenia progu elektrycznego pojedynczych neuronów w czasie rzeczywistym u ludzi podczas mikroneurografii (Rysunek 7A). Dodatkowo prezentujemy śledzenie progu elektrycznego w włóknie Aδ myszy (Rysunek 7B). Identyfikacja potencjałów czynnościowych poprzez przekroczenie progu, zastosowana w tym przypadku, jest wystarczająca do śledzenia progów elektrycznych w czasie. Zalecamy użytkownikom podjęcie kroków w celu zminimalizowania szumów elektrycznych podczas rejestracji, np. poprzez zastosowanie klatki Faradaya i filtrów pasmowo-przepustowych w celu poprawy stosunku sygnału do szumu.
Aby wykazać, że śledzenie progu elektrycznego może służyć jako miara zmian pobudliwości nocyceptorów u ludzi, przeprowadzono śledzenie progu elektrycznego podczas paradygmatu stopniowego ogrzewania (Rysunek 8). Zwiększanie temperatury zakończeń nocyceptorów powodowało zmniejszenie natężenia prądu stymulacji elektrycznej wymaganego do wywołania potencjału czynnościowego, co odzwierciedlało wzrost pobudliwości nocyceptorów (Rysunek 8C). Było to prawdopodobnie spowodowane generowaniem potencjałów receptorowych przez kanały jonowe wrażliwe na ciepło, wykazujące ekspresję w nocyceptorach typu włókna C14. Przy najwyższym stopniu temperatury, 44 °C, wywołano termiczne potencjały czynnościowe (Rysunek 8A, bodźce nr 86-96). Powoduje to wzrost progu elektrycznego, ponieważ nocyceptor może znajdować się w stanie refrakcji po wyładowaniach o wysokiej częstotliwości. Zgodnie z oczekiwaniami, latencja śledzonego potencjału czynnościowego malała wraz ze wzrostem temperatury. Uważa się, że wynika to z efektu termodynamicznego wpływającego na mechanizm przewodzenia, co zwiększa prędkość przewodzenia we włóknie C. Włókno C to może również wykazywać zjawisko flip-flop (Rysunek 8B, bodźce nr 47-54), co może skutkować błędnym zwiększeniem amplitudy kolejnej stymulacji elektrycznej, jeśli potencjał czynnościowy wypadnie poza okno wyszukiwania algorytmu.
<img alt="Schemat eksperymentu elektrofizjologicznego z ustawieniem stymulatorów elektrycznych i elektrod rejestrujących." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64898/64898fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Schemat konfiguracji sprzętowej i połączeń kablowych wymaganych do śledzenia progu elektrycznego nocyceptorów za pomocą systemu APTrack u gryzoni i ludzi. Zwróć uwagę na dwie różne metody sterowania amplitudą stymulacji: silnik krokowy dla stymulatorów z manualną regulacją w układzie dla ludzi oraz PulsePal dla stymulatorów sterowanych napięciem wejściowym w układzie dla gryzoni. (1) Komputer PC (Windows, Mac lub Linux) z zainstalowaną wtyczką dla platformy Open Ephys. (2) Silnik krokowy obsługujący pokrętło amplitudy stymulacji w urządzeniu DS7. (3) Stymulator prądu stałego zatwierdzony do użytku u ludzi; tutaj zastosowano DS7. (4) Optoizolator USB 3.0, który izoluje uczestnika badania od komputera PC (opcjonalnie, wymagany tylko w badaniach z udziałem ludzi). (5) Generator impulsów PulsePal V2, który generuje znaczniki czasu TTL (kanał wyjściowy 2) i skoki napięcia odpowiadające żądanej amplitudzie stymulacji (kanał wyjściowy 1). (6) Stymulator prądu stałego do użytku u zwierząt; tutaj zastosowano DS4. (7) Zasilacz DC dla systemu (zasilacz sieciowy DC użyty w układzie dla gryzoni i zasilacz bateryjny DC użyty w układzie dla ludzi). (8) Karta akwizycji. (9) Karta I/O do podłączania koncentrycznych kabli BNC przesyłających sygnały do rejestracji, takich jak wyjścia termopary i znaczniki TTL. (10) Preparat skóry i nerwu myszy poddawany rejestracji elektrofizjologicznej nocyceptorów. (11) Uczestnik badania poddawany rejestracji mikroneurograficznej włókien C w powierzchownym nerwie strzałkowym. (12) Przedwzmacniacz Intan RHD2216 do akwizycji i digitalizacji rejestracji. (13) Płyta adaptera elektrod Intan, do której podłączone są elektrody rejestrujące i która umożliwia przekazanie sygnału do przedwzmacniacza RHD2216. (14) System stymulacji termicznej, który może przekazywać temperaturę poprzez koncentryczne połączenie BNC. (15) Zasilany bateryjnie (3.3 V) przycisk/pedał nożny używany do zaznaczania zdarzeń stymulacji mechanicznej i aplikacji leków. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64898/64898fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Interfejs oprogramowania do przetwarzania sygnałów audio; schemat łańcucha sygnałowego; ADC, rejestracja sygnału, zarządzanie plikami danych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64898/64898fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Schemat łańcucha sygnałowego. Czerwona strzałka wskazuje przycisk umożliwiający aktywację wejścia ADC z karty I/O. Żółta strzałka wskazuje menu rozwijane służące do wyboru formatu plików Open Ephys. Zielona strzałka wskazuje przyciski Odtwarzaj (Play) i Nagrywaj (Record). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64898/64898fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykres rastrowy w czasie z odpowiedzią latencyjną, sterowaniem stymulacją, tabelą śledzenia, menu opcji; analiza danych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64898/64898fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3: Graficzny interfejs użytkownika. GUI składa się z czterech głównych komponentów. (1) Panel wykresu rastrowego w czasie (zielony) służący do wizualizacji danych oraz ustawień związanych z kontrolą wykresu. Zielona strzałka wskazuje stałą odpowiedź latencyjną wykazującą stopniowe spowolnienie zależne od aktywności. (2) Panel sterowania stymulacją (żółty) do ustawiania parametrów amplitudy stymulacji i wczytywania skryptów paradygmatu stymulacji. (3) Tabela śledzenia jednostek wieloneuronowych (niebieska) do dodawania potencjałów czynnościowych do śledzenia oraz aktywowania śledzenia latencji i progu elektrycznego. (4) Menu opcji do wyboru stylów kolorystycznych oraz kanału wejściowego dla danych i wyzwalaczy TTL. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64898/64898fig03large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykres potencjału czynnościowego i artefaktu stymulacji; zapis napięcia z interfejsem użytkownika do analizy sygnałów neuronalnych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64898/64898fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4: Ułatwienie identyfikacji potencjałów czynnościowych o stałej latencji poprzez wizualizację danych w czasie rzeczywistym na rasterogramie czasowym przy użyciu APTrack. Jest to przykład o wysokim stosunku sygnału do szumu. Dane przedstawione na rasterogramie czasowym pochodzą z rejestracji włókien C u człowieka z powierzchownego nerwu strzałkowego podczas mikroneurografii. Voltage Trace to wtyczka LFP Viewer w programie Open Ephys, działająca podobnie do oscyloskopu. APTrack User Interface to graficzny interfejs użytkownika tej wtyczki. Śledzony potencjał czynnościowy zaznaczono zielonymi strzałkami, a okrągły suwak na krawędzi rasterogramu czasowego służy do kontrolowania pozycji okna wyszukiwania, w którym algorytmy będą szukać zdarzeń przekroczenia progu. Artefakt stymulacji elektrycznej zaznaczono na niebiesko na zapisie napięcia. Amplituda stymulacji analogowego polecenia napięciowego zaznaczona jest na czerwono; należy zauważyć, że może ona różnić się od amplitudy prądu stymulującego w zależności od współczynnika skalowania ustawionego w stymulatorze. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64898/64898fig04large.jpg" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Algorytm śledzenia latencji; wykres z równaniem zapisanym napięciem; schemat metodologii." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64898/64898fig05.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 5"> 
Rycina 5: Graficzna reprezentacja algorytmu śledzenia latencji. Mówiąc prościej, jeśli potencjał czynnościowy zostanie wykryty poprzez przekroczenie progu, pole wyszukiwania dostosuje swoją pozycję tak, aby wycentrować się w czasie szczytowego napięcia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64898/64898fig05large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Schemat algorytmu śledzenia progu elektrycznego; równania V, Vt; proces stymulacji napięciowej." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64898/64898fig06.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Figure 6"> 
Rysunek 6: Graficzne przedstawienie algorytmu śledzenia progu elektrycznego. W uproszczeniu, jeśli potencjał czynnościowy zostanie wykryty poprzez przekroczenie progu, amplituda stymulacji zostanie zmniejszona o wartość określoną przez szybkość spadku. Jeśli nie zostanie wykryty żaden potencjał czynnościowy, amplituda stymulacji zostanie zwiększona o wartość określoną przez szybkość wzrostu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64898/64898fig06large.jpg" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wykres odpowiedzi elektrofizjologicznej, bodziec w funkcji czasu, prąd stymulujący (mA), porównanie danych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64898/64898fig07.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 7"> 
Rysunek 7: Zautomatyzowane śledzenie progu elektrycznego potencjałów czynnościowych pojedynczego neuronu przy częstotliwości stymulacji 0,25 Hz. (A) Sekwencyjne zapisy ludzkiego włókna C nerwu strzałkowego powierzchownego podczas eksperymentu z mikroneurografii. (B) Sekwencyjne zapisy włókna Aδ mysiego nerwu saphenous podczas elektrofizjologii wyizolowanego włókna w preparacie skóra-nerw. Zapisy zostały zaznaczone kolorem czerwonym w momencie zidentyfikowania potencjału czynnościowego, co skutkowało zmniejszeniem amplitudy bodźca. Algorytm oprogramowania skutecznie wyznacza amplitudę bodźca wymaganą dla 50% prawdopodobieństwa pobudzenia. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64898/64898fig07large.jpg" target="_blank">Aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku, kliknij tutaj.</a>
<img alt="Analiza odpowiedzi neuronalnej, wykres rastrowy bodziec vs czas, wyniki eksperymentu elektrofizjologicznego." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64898/64898fig08.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 8"> 
Rysunek 8: Śledzenie progu elektrycznego przy częstotliwości stymulacji 0,25 Hz podczas stymulacji termicznej ludzkiego nocyceptora włókien C. Oś y koduje numer stymulacji od początku paradygmatu. (A) Zapis napięcia przez 4 000 ms po stymulacji elektrycznej, z zaznaczonymi na czerwono zdarzeniami przekroczenia progu. (B) Powiększony zapis napięcia z punktu A w obrębie śledzonego potencjału czynnościowego. Linie zostały zabarwione na czerwono w momencie wykrycia śledzonego potencjału czynnościowego. Pionowa niebieska linia oznacza latencję bazową śledzonej jednostki. (C) Prąd stymulujący sterowany przez APTrack. Pionowa niebieska linia oznacza bazowy próg elektryczny. (D) Temperatura sondy stymulującej termicznie TCS-II w polu recepcyjnym. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64898/64898fig08large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Związek</td>
			<td>Stężenie</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>107,8 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO₃3</td>
			<td>26,2 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>3,5 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4</td>
			<td>1,67 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl₂2</td>
			<td>1,53 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgSO₄4</td>
			<td>0,69 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gluconian sodu</td>
			<td>9,64 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sacharoza</td>
			<td>7,6 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glukoza</td>
			<td>5,55 mM</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1: Skład syntetycznego płynu śródmiąższowego dla preparatu skóry i nerwu myszy23.

APTrack to wtyczka oprogramowania opracowana dla platformy Open Ephys, która umożliwia wizualizację danych w czasie rzeczywistym i śledzenie potencjałów czynnościowych neuronów w pętli elektrycznej. Z powodzeniem zastosowaliśmy to w mikroneurografii dla ludzkich nocyceptorów z włókna C oraz mysich nocyceptorów z włókna C i Aδ.

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in ...

To narzędzie może być używane do badania różnych mechanizmów uwrażliwienia na nocyceptory i to właśnie to uczulenie może napędzać niektóre formy przewlekłego bólu. Zautomatyzowane śledzenie progów elektrycznych zapewnia wiarygodny pomiar pobudliwości nocyceptorów w czasie rzeczywistym w czasie rzeczywistym. W związku z tym pomiar ten stanowi ważny pomost translacyjny, umożliwiając dokonywanie pomiarów zarówno u ludzi, jak i u zwierząt.W ten sam sposób, umożliwiając ocenę skutecznej patologii i leczenia. W przyszłości AP Track może być stosowany u pacjentów z przewlekłym bólem w celu potwierdzenia, czy środek terapeutyczny normalizuje pobudliwość ich uczulonych nocyceptorów. Stanowiłoby to kluczowy biomarker skuteczności.Przewidujemy, że nasz zestaw narzędzi o otwartym kodzie źródłowym, AP Track, będzie przydatny dla elektrofizjologów badających bodźce pętli czasowej o różnej sile. Na przykład uważamy, że będzie to przydatne do studiowania optogenetyki. Jednoczesne zarządzanie eksperymentem i oprogramowaniem jest na początku trudne, dlatego zalecam użytkownikom załadowanie wstępnie nagranych danych do AP Track, aby zapoznać się z ich użyciem przed przystąpieniem do eksperymentu.Dostarczyliśmy dane demonstracyjne. Aby rozpocząć, podłącz płytkę akwizycyjną do komputera za pomocą dostarczonego przez producenta i włącz je. Następnie podłącz płytę IO do importu analogowego na płytce akwizycyjnej i podłącz stację czołową Intan RHD Recording do płyty akwizycyjnej za pomocą Serial Peripheral Interface.Następnie podłącz Pulse Pal do komputera. Podziel sygnał pierwszego kanału wyjściowego Pulse Pal za pomocą rozdzielacza BNC T, a następnie podłącz go do wejścia stymulatora prądu stałego i płytki IO, aby można było nagrać analogowe polecenie napięcia. Podłącz drugi kanał wyjściowy Pulse Pal do płyty IO, aby zarejestrować znaczniki zdarzeń stymulacji TTL.W celu montażu ze stymulatorem prądu stałego sterowanym pokrętłem, włącz stymulator prądu stałego i podłącz płytkę sterującą silnikiem krokowym do silnika krokowego za pomocą dostarczonego przez producenta i uchwytu magnetycznego. Podłącz płytę sterującą bezpośrednio do komputera za pomocą dowolnego standardowego USB-A do USB micro B. Podłącz płytę sterującą i silnik krokowy do niestandardowego wspornika montażowego i ustaw pokrętło amplitudy stymulacji na stymulatorze prądu stałego na zero miliamperów.Następnie podłącz niestandardowy adapter lufy do lufy silnika krokowego. Podłącz silnik krokowy i niestandardowe urządzenie montażowe do pokrętła amplitudy stymulacji na stymulatorze prądu stałego za pomocą adaptera lufy i włącz go. Otwórz graficzny interfejs użytkownika AP Track i ustal stabilny zapis elektrofizjologiczny nerwu obwodowego.Zidentyfikuj pole recepcyjne na skórze i umieść tam elektrodę stymulującą. W menu Options (Opcje) wybierz Trigger Channel (Kanał wyzwalający) i wybierz kanał ADC zawierający znacznik TTL stymulacji elektrycznej z drugiego kanału wyjściowego Pulse Pal. Następnie wybierz kanał danych i wybierz kanał zawierający dane elektrofizjologiczne.Kliknij Połącz, aby podłączyć ścieżkę AP do Pulse Pal i aparatu silnika krokowego. Może to chwilę potrwać. Po podłączeniu płyta sterująca silnikiem krokowym ustawi się w pozycji zero.W panelu sterowania stymulacją zdefiniuj początkową minimalną i maksymalną amplitudę stymulacji za pomocą suwaka. Upewnij się, że bieżąca stymulacja jest ustawiona powyżej zera, aby wygenerowane zostały znaczniki TTL. Kliknij F, aby załadować plik zawierający instrukcje stymulacji, a następnie kliknij strzałkę w prawo, aby rozpocząć załadowany paradygmat stymulacji.Czasowy wykres rastrowy zacznie być aktualizowany wraz z reakcją na stymulację elektryczną, przy czym każda nowa odpowiedź na stymulację będzie wyświetlana jako nowa kolumna po prawej stronie. Aby pomyślnie wykryć potencjały czynnościowe pojedynczego neuronu, przejdź do panelu czasowego wykresu rastrowego i dostosuj wartości dolnego, wykrywania i wysokiego progu obrazu. Po ustawieniu odpowiednich progów obrazu, zdarzenia przekroczenia progu wykryte przez algorytmy będą zakodowane w kolorze zielonym.Systematycznie przesuwaj elektrodę stymulającą wokół obszaru skóry unerwionego przez nerw. Monitoruj czasowy wykres rastrowy pod kątem trzech zdarzeń przekroczenia progu, które pojawiają się z rzędu z tym samym opóźnieniem, gdy elektroda znajduje się w tej samej pozycji stymulacji. Wskazuje to na identyfikację stałego potencjału czynnościowego neuronów obwodowych o stałym opóźnieniu.Po zidentyfikowaniu potencjału czynnościowego pojedynczego neuronu na czasowym wykresie rastrowym przesuń szary suwak liniowy po prawej stronie wykresu, aby dostosować położenie pola wyszukiwania. Następnie dostosuj pole wyszukiwania za pomocą suwaka obrotowego do odpowiedniej szerokości. Zwężanie szerokości pola wyszukiwania.Aby rozpocząć śledzenie docelowego potencjału funkcjonalnego, kliknij znak plus pod tabelą śledzenia wielu jednostek. Do tabeli zostanie dodany nowy wiersz zawierający szczegółowe informacje na temat docelowego potencjału czynnościowego, w tym lokalizację opóźnienia, procent wystrzeliwania od dwóch do 10 bodźców oraz wykrytą amplitudę szczytu. Algorytm śledzenia opóźnień będzie na nim automatycznie wykonywany przy każdej kolejnej stymulacji elektrycznej.Zaznacz pole kolca ścieżki w tabeli, aby przesunąć pole wyszukiwania do odpowiedniej pozycji dla tego konkretnego potencjału czynnościowego. Oblicz prędkość przewodzenia neuronu obwodowego, dzieląc odległość między miejscami stymulacji i rejestracji przez opóźnienie wyświetlane w tabeli. Aby wykonać śledzenie progu elektrycznego, dostosuj szybkość przyrostu i zmniejszania w panelu sterowania stymulacji do żądanej szybkości.Utrzymuj te wartości na tym samym poziomie. Upewnij się, że częstotliwość stymulacji jest ustawiona na odpowiednią częstotliwość, zwykle od 0.25 do 0.5 Hz. Ręcznie dostosuj amplitudę stymulacji w przybliżeniu do progu elektrycznego neuronu.Następnie zaznacz pole progu ścieżki w tabeli śledzenia wielu jednostek, co zainicjuje algorytm śledzenia progu elektrycznego. W tabeli śledzenia wielu jednostek monitoruj szybkość wypalania. Szybkość wypalania 50% wskazuje, że przybliżony próg elektryczny został określony, a wartość progowa zostanie zaktualizowana.Na koniec zastosuj eksperymentalną manipulację do pola recepcyjnego i kontynuuj śledzenie progu elektrycznego. Pozwoli to określić ilościowo zmiany w pobudliwości neuronów obwodowych. Na tym rysunku pokazano sekwencyjne ślady ludzkiego włókna C powierzchownego nerwu wieloletniego podczas eksperymentu mikroneurograficznego oraz sekwencyjne ślady mysiego włókna A-delta nerwu odpiszczelowego podczas elektrofizjologii włókien drażnionych skórno-nerwowych.Ślady były pokolorowane na czerwono, gdy zidentyfikowano potencjał czynnościowy, co skutkowało spadkiem amplitudy bodźca. Algorytm oprogramowania skutecznie znajduje amplitudę bodźca wymaganą do 50% prawdopodobieństwa odpalenia. Śledzenie progu elektrycznego przy częstotliwości stymulacji 0,25 Hz podczas stymulacji termicznej ludzkiego nocyceptora z włókna C przedstawiono na tym rysunku.Oś y koduje liczbę stymulacji od początku paradygmatu. Ślady napięcia przez 4 000 milisekund po stymulacji elektrycznej ze zdarzeniami przekroczenia progu są oznaczone kolorem czerwonym. Ścieżka napięcia powiększona wokół śledzonego potencjału czynnościowego jest pokazana tutaj.Pionowa niebieska linia to opóźnienie linii bazowej śledzonej jednostki. Prąd stymulacji sterowany przez AP Track pokazano na tym rysunku. Pionowa niebieska linia to podstawowy próg elektryczny.Przedstawiono tutaj temperaturę sondy termostymulującej pole TCS-II. Gdy pole recepcyjne tego wrażliwego na ciepło włókna C jest ogrzewane przez stymulator termiczny, próg elektryczny maleje. Wybór odpowiednich wartości szerokości pola wyszukiwania i progu wykrywania jest ważny, ponieważ znacznie poprawiają one wydajność ścieżki AP poprzez zmniejszenie wpływu szumów elektrycznych.Kwantyfikacja wpływu środków terapeutycznych na nadpobudliwość nocyceptorów może pomóc nam lepiej zrozumieć mechanizmy leżące u podstaw przewlekłego bólu. Mamy nadzieję, że inni badacze wykorzystają to ogólnodostępne narzędzie, aby lepiej zrozumieć biologię nocyceptywną i zmiany, które zaszły podczas uwrażliwiania na nocyceptory.

open-source-real-time-closed-loop-electrical-threshold-tracking-for

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Przedstawiono algorytmy oceniające progi bólu cieplnego i mechanicznego w eksperymentalnie wywołanym stanie zapalnym skóry u badanych ludzi. Dwa paradygmaty testowania bólu niezależnie badają przetwarzanie nocyceptywne przez dwie główne populacje obwodowych włókien nerwowych przekazujących ból, tj. nieumielinowane włókna C oraz małe umielinowane włókna A-delta.

Wyznaczanie progu bólu termicznego i mechanicznego w zapaleniu skóry u ludzi

Modele ludzkiego bólu są cennymi narzędziami używanymi do oceny potencjału przeciwbólowego nowych związków i przewidywania ich skuteczności klinicznej, zwłaszcza gdy są używane w sposób zintegrowany. Chociaż implementacja tych modeli jest złożona, przy prawidłowym wykonaniu, modele bólu opisane w tym protokole mogą zapewnić przewidywalne i wiarygodne wyniki.

Określanie progów wykrywania bólu i tolerancji za pomocą zintegrowanej, multimodalnej baterii do zadań bólowych

Oceniając ból w odpowiedzi na powtarzające się lub różne rodzaje standardowych bodźców, dynamiczne ilościowe testy sensoryczne (QST) mogą ujawnić zmiany w centralnym przetwarzaniu bólu. Przedstawiamy metody optymalizacji i indywidualizacji dwóch dynamicznych miar QST: sumowania czasowego (TS) i modulacji bólu warunkowego (CPM).

Dynamiczne ilościowe testy sensoryczne w celu scharakteryzowania przetwarzania bólu ośrodkowego

Metody psychofizyczne, takie jak procedura szacowania QUEST, mogą skutecznie dostarczyć solidnych szacunków intensywności stymulacji, przy której odczucia niebolesne przechodzą w bolesne. Poprzez wielokrotną stymulację intensywności progowej, zmienność odpowiedzi ratingowych można bezpośrednio przypisać klasyfikacjom percepcyjnym w kolejnych analizach.

Psychofizycznie zakotwiczone, solidne progowanie w badaniu lateralizacji oscylacyjnej aktywności bodźców wstępnych związanej z bólem

Ocena bólu u znieczulonych pacjentów, którzy nie mogą w żaden sposób komunikować się ze światem zewnętrznym, pozostaje wyzwaniem, pomimo rozwoju innowacyjnych obiektywnych narzędzi do oceny bólu. W niniejszym projekcie oceniany jest odruch rozszerzenia źrenic i odruch zgięcia nocycepcji u dorosłych pacjentów w stanie krytycznym, wentylowanych mechanicznie.

Obiektywna ocena nocyceptywna u pacjentów wentylowanych na OIT: studium wykonalności z wykorzystaniem pupilometrii i odruchu zgięcia nocyceptywnego

Ten artykuł skupia się na eksperymentalnym wywoływaniu bólu za pomocą stymulacji cieplnej (termicznej) i elektrycznej, rejestrując jednocześnie reakcje fizjologiczne, wzrokowe i parajęzykowe. Ma na celu zebranie ważnych danych multimodalnych do analizy bólu w oparciu o jego intensywność, jakość i czas trwania.

Sygnały multimodalne do analizy reakcji bólowych na bodźce termiczne i elektryczne

Prezentujemy zestaw standardowych protokołów rejestracji przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) z pojedynczym i parowanym impulsem, z opcjami konwencjonalnych pomiarów amplitudy i śledzenia progów. Program ten może sterować trzema różnymi typami stymulatorów magnetycznych i został zaprojektowany tak, aby umożliwić wygodne wykonywanie wszystkich testów przez jednego operatora.

Konwencjonalne i progowe testy przezczaszkowej stymulacji magnetycznej do obsługi jedną ręką

Celem tego badania jest opisanie protokołu zdalnego dostarczania zdalnie nadzorowanej przezczaszkowej stymulacji prądem stałym (RS-tDCS) w domu, zachowując standardowe procedury praktyki klinicznej, w tym bezpieczeństwo, odtwarzalność i tolerancję. Uczestnikami będą pacjenci z bólem fantomowym kończyn (PLP).

Stosowanie domowej, zdalnie nadzorowanej, przezczaszkowej stymulacji prądem stałym w przypadku bólu fantomowego kończyn

Ten protokół zapewnia metodę śledzenia automatycznego mrużenia oczu u gryzoni w czasie w sposób zgodny z blokowaniem czasu na pomiary neurofizjologiczne. Oczekuje się, że protokół ten będzie przydatny dla naukowców badających mechanizmy zaburzeń bólowych, takich jak migrena.

Zautomatyzowana metoda mrużenia oczu dla zachowania synchronizacji czasu i dynamiki mózgu w badaniach bólu myszy

Ostatnie osiągnięcia w badaniach nad bólem podkreślają potencjał fotoneuromodulacji z wykorzystaniem zielonych diod elektroluminescencyjnych (GLED) jako metody leczenia niefarmakologicznego. GLED moduluje szlaki bólowe, oferując skuteczną ulgę w bólu. Niniejszy artykuł ma na celu standaryzację i udoskonalenie protokołów ekspozycji na GLED, poprawę spójności między badaniami i postęp w klinicznym zastosowaniu tej terapii.

Optymalizacja technik fotoneuromodulacji w celu oceny roli diod elektroluminescencyjnych w leczeniu bólu

Protokół ten ustanawia pipeline oceny kinematyki tylnej kończyny szczura za pomocą testu na bieżni bez markerów z automatycznym oznaczaniem trajektorii wielostawowych opartym na głębokim uczeniu, co umożliwia powtarzalną ilościową ilościową identyfikację ruchu.

Wielostawowe synchroniczne śledzenie oparte na uczeniu głębokim do obiektywnej ilościowej kinematyki ruchowej kończyn tylnych u szczurów

Poznaj metodę śledzenia progów elektrycznych w czasie rzeczywistym przy użyciu wtyczki APTrack dla platformy Open Ephys. To narzędzie umożliwia badanie mechanizmów uczulenia noksyceptorów C-fiber u ludzi i myszy.

Śledzenie progów elektrycznych w czasie rzeczywistym do translacyjnych badań nad bólem

Przeglądaj więcej filmów