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

To badanie jest wspierane przez Fundację Badań Niemieckich (DFG) w ramach Wspólnego Centrum Badań Naukowych (SFB 1270/1,2 ELAINE 299150580).

<ol><li>Beylergil, S. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tremor+in+cervical+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Dystonia%22%5BJournal%5D)">Tremor in cervical dystonia.</a> Dystonia. , (2024).</li>
<li>Stephen, C. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dystonias%3A+Clinical+recognition+and+the+role+of+additional+diagnostic+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Semin+Neurol%22%5BJournal%5D)">Dystonias: Clinical recognition and the role of additional diagnostic testing.</a> Semin Neurol. , (2023).</li>
<li>Fung, V. S. C., Jinnah, H. A., Bhatia, K., Vidailhet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+the+patient+with+isolated+or+combined+dystonia%3A+An+update+on+dystonia+syndromes%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">Assessment of the patient with isolated or combined dystonia: An update on dystonia syndromes.</a> Mov Disord. , (2013).</li>
<li>Klepitskaya, O., Neuwelt, A. J., Nguyen, T., Leehey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primary+dystonia+misinterpreted+as+Parkinson+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neurol+Clin+Pract%22%5BJournal%5D)">Primary dystonia misinterpreted as Parkinson disease.</a> Neurol Clin Pract. , (2013).</li>
<li>Drivenes, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+child+with+myoclonus-dystonia+%28DYT11%29+misdiagnosed+as+atypical+opsoclonus+myoclonus+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Paediatr+Neurol%22%5BJournal%5D)">A child with myoclonus-dystonia (DYT11) misdiagnosed as atypical opsoclonus myoclonus syndrome.</a> Eur J Paediatr Neurol. , (2015).</li>
<li>Valeriani, D., Simonyan, K. A. Microstructural neural network biomarker for dystonia diagnosis identified by a DystoniaNet deep learning platform. Proc Natl Acad Sci U S A, , (2020).</li>
<li>Albanese, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Definition+and+classification+of+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">Definition and classification of dystonia.</a> Mov Disord. , (2025).</li>
<li>Balint, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Dis+Primers%22%5BJournal%5D)">Dystonia.</a> Nat Rev Dis Primers. , (2018).</li>
<li>Bohne, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebellar+%CE%B11D-adrenergic+receptors+mediate+stress-induced+dystonia+in+totteringtg%2Ftg+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Mol+Life+Sci%22%5BJournal%5D)">Cerebellar α1D-adrenergic receptors mediate stress-induced dystonia in totteringtg/tg mice.</a> Cell Mol Life Sci. , (2025).</li>
<li>Gwinn-Hardy, K. A., et al. Effect of hormone variations and other factors on symptom severity in women with dystonia. Mayo Clin Proc, , (2000).</li>
<li>Kim, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebellar+5HT-2A+receptor+mediates+stress-induced+onset+of+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Adv%22%5BJournal%5D)">Cerebellar 5HT-2A receptor mediates stress-induced onset of dystonia.</a> Sci Adv. , (2021).</li>
<li>Vitek, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathophysiology+of+dystonia%3A+A+neuronal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">Pathophysiology of dystonia: A neuronal model.</a> Mov Disord. , (2002).</li>
<li>Rissardo, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobiology+of+dystonia%3A+Review+of+genetics%2C+animal+models%2C+and+neuroimaging%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Sci%22%5BJournal%5D)">Neurobiology of dystonia: Review of genetics, animal models, and neuroimaging.</a> Brain Sci. , (2025).</li>
<li>Bologna, M., Berardelli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cerebellum+and+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Handb+Clin+Neurol%22%5BJournal%5D)">The cerebellum and dystonia.</a> Handb Clin Neurol. , (2018).</li>
<li>Kragelund, F. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Network-wide+effects+of+pallidal+deep+brain+stimulation+normalised+abnormal+cerebellar+cortical+activity+in+the+dystonic+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Dis%22%5BJournal%5D)">Network-wide effects of pallidal deep brain stimulation normalised abnormal cerebellar cortical activity in the dystonic animal model.</a> Neurobiol Dis. , (2025).</li>
<li>Löscher, W., Hörstermann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Abnormalities+in+amino+acid+neurotransmitters+in+discrete+brain+regions+of+genetically+dystonic+hamsters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Abnormalities in amino acid neurotransmitters in discrete brain regions of genetically dystonic hamsters.</a> J Neurochem. , (1992).</li>
<li>Lüttig, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-term+stimulations+of+the+entopeduncular+nucleus+induce+cerebellar+changes+of+c-Fos+expression+in+an+animal+model+of+paroxysmal+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Short-term stimulations of the entopeduncular nucleus induce cerebellar changes of c-Fos expression in an animal model of paroxysmal dystonia.</a> Brain Res. , (2024).</li>
<li>Yousef, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subthalamic+nucleus+versus+globus+pallidus+internus+deep+brain+stimulation+in+the+treatment+of+dystonia%3A+A+systematic+review+and+meta-analysis+of+safety+and+efficacy%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Subthalamic nucleus versus globus pallidus internus deep brain stimulation in the treatment of dystonia: A systematic review and meta-analysis of safety and efficacy.</a> J Clin Neurosci. , (2025).</li>
<li>Lin, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Globus+pallidus+internus+versus+subthalamic+nucleus+deep+brain+stimulation+for+isolated+dystonia%3A+A+3-year+follow-up%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neurol%22%5BJournal%5D)">Globus pallidus internus versus subthalamic nucleus deep brain stimulation for isolated dystonia: A 3-year follow-up.</a> Eur J Neurol. , (2023).</li>
<li>Liker, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stereotactic+awake+basal+ganglia+electrophysiological+recording+and+stimulation+%28SABERS%29%3A+A+novel+staged+procedure+for+personalized+targeting+of+deep+brain+stimulation+in+pediatric+movement+and+neuropsychiatric+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22J+Child+Neurol%22%5BJournal%5D)">Stereotactic awake basal ganglia electrophysiological recording and stimulation (SABERS): A novel staged procedure for personalized targeting of deep brain stimulation in pediatric movement and neuropsychiatric disorders.</a> J Child Neurol. , (2024).</li>
<li>Hock, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+randomised+double-blind+controlled+study+of+deep+brain+stimulation+for+dystonia+in+STN+or+GPi%3A+A+long-term+follow-up+after+up+to+15+years%5BTitle%5D)+AND+%22Parkinsonism+Relat+Disord%22%5BJournal%5D)">A randomised double-blind controlled study of deep brain stimulation for dystonia in STN or GPi: A long-term follow-up after up to 15 years.</a> Parkinsonism Relat Disord. , (2022).</li>
<li>Shakkottai, V. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+opinions+and+areas+of+consensus+on+the+role+of+the+cerebellum+in+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebellum%22%5BJournal%5D)">Current opinions and areas of consensus on the role of the cerebellum in dystonia.</a> Cerebellum. , (2017).</li>
<li>Neychev, V. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+basal+ganglia+and+cerebellum+interact+in+the+expression+of+dystonic+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">The basal ganglia and cerebellum interact in the expression of dystonic movement.</a> Brain. , (2008).</li>
<li>Fredow, G., Löscher, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+pharmacological+manipulation+of+GABAergic+neurotransmission+in+a+new+mutant+hamster+model+of+paroxysmal+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Effects of pharmacological manipulation of GABAergic neurotransmission in a new mutant hamster model of paroxysmal dystonia.</a> Eur J Pharmacol. , (1991).</li>
<li>Löscher, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+sz+mutant+hamster%3A+A+genetic+model+of+epilepsy+or+of+paroxysmal+dystonia%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">The sz mutant hamster: A genetic model of epilepsy or of paroxysmal dystonia?</a> Mov Disord. , (1989).</li>
<li>Richter, A., Löscher, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathophysiology+of+idiopathic+dystonia%3A+Findings+from+genetic+animal+models%5BTitle%5D)+AND+%22Prog+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Pathophysiology of idiopathic dystonia: Findings from genetic animal models.</a> Prog Neurobiol. , (1998).</li>
<li>Hull, C., Regehr, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cerebellar+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The cerebellar cortex.</a> Annu Rev Neurosci. , (2022).</li>
<li>van der Heijden, M. E., Sillitoe, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+between+Purkinje+cells+and+granule+cells+coordinate+the+development+of+functional+cerebellar+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Interactions between Purkinje cells and granule cells coordinate the development of functional cerebellar circuits.</a> Neuroscience. , (2021).</li>
<li>Emery, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+CMOS-based+biosensor+for+assessing+hippocampal+circuit+dynamics+in+experience-dependent+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Biosens+Bioelectron%22%5BJournal%5D)">High-resolution CMOS-based biosensor for assessing hippocampal circuit dynamics in experience-dependent plasticity.</a> Biosens Bioelectron. , (2023).</li>
<li>Viswam, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impedance+spectroscopy+and+electrophysiological+imaging+of+cells+with+a+high-density+CMOS+microelectrode+array+system%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Biomed+Circuits+Syst%22%5BJournal%5D)">Impedance spectroscopy and electrophysiological imaging of cells with a high-density CMOS microelectrode array system.</a> IEEE Trans Biomed Circuits Syst. , (2018).</li>
<li>Imfeld, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale%2C+high-resolution+data+acquisition+system+for+extracellular+recording+of+electrophysiological+activity%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Large-scale, high-resolution data acquisition system for extracellular recording of electrophysiological activity.</a> IEEE Trans Biomed Eng. , (2008).</li>
<li>Berdondini, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+recordings+from+locally+dense+microelectrode+arrays+coupled+to+dissociated+cortical+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Extracellular recordings from locally dense microelectrode arrays coupled to dissociated cortical cultures.</a> J Neurosci Methods. , (2009).</li>
<li>Busch, M., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBusch%2C+M+%22Species-appropriate+housing+of+laboratory+rats%22">Species-appropriate housing of laboratory rats</a>. , GV-SOLAS Committee for Laboratory Animal Husbandry. (2019).</li>
<li>Plocksties, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+software+defined+implantable+modular+platform+%28STELLA%29+for+preclinical+deep+brain+stimulation+research+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">The software defined implantable modular platform (STELLA) for preclinical deep brain stimulation research in rodents.</a> J Neural Eng. , (2021).</li>
<li>Kragelund, F. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKragelund%2C+FS+%22Illustration+of+brain+sectioning+and+slicing%22">Illustration of brain sectioning and slicing</a>. , BioRender. (2026).</li>
<li>Schröter, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+large-scale+electrophysiology+with+high-density+microelectrode+arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">Advances in large-scale electrophysiology with high-density microelectrode arrays.</a> Lab Chip. , (2025).</li>
<li>Paap, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+brain+stimulation+by+optimized+stimulators+in+a+phenotypic+model+of+dystonia%3A+Effects+of+different+frequencies%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Dis%22%5BJournal%5D)">Deep brain stimulation by optimized stimulators in a phenotypic model of dystonia: Effects of different frequencies.</a> Neurobiol Dis. , (2021).</li>
<li>Takada, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two+separate+neuronal+populations+of+the+rat+subthalamic+nucleus+project+to+the+basal+ganglia+and+pedunculopontine+tegmental+region%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Two separate neuronal populations of the rat subthalamic nucleus project to the basal ganglia and pedunculopontine tegmental region.</a> Brain Res. , (1988).</li>
<li>Filip, P., Lungu, O. V., Bareš, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dystonia+and+the+cerebellum%3A+A+new+field+of+interest+in+movement+disorders%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Dystonia and the cerebellum: A new field of interest in movement disorders?</a> Clin Neurophysiol. , (2013).</li>
<li>Bostan, A. C., Strick, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+basal+ganglia+and+the+cerebellum%3A+Nodes+in+an+integrated+network%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">The basal ganglia and the cerebellum: Nodes in an integrated network.</a> Nat Rev Neurosci. , (2018).</li>
<li>Bostan, A. C., Dum, R. P., Strick, P. L. The basal ganglia communicate with the cerebellum. Proc Natl Acad Sci U S A, , (2010).</li>
<li>Middleton, F. A., Strick, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Basal+ganglia+and+cerebellar+loops%3A+Motor+and+cognitive+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res+Rev%22%5BJournal%5D)">Basal ganglia and cerebellar loops: Motor and cognitive circuits.</a> Brain Res Rev. , (2000).</li>
<li>Heerdegen, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+pallidal+deep+brain+stimulation%3A+Alteration+of+cortico-striatal+synaptic+communication+in+a+dystonia+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Dis%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of pallidal deep brain stimulation: Alteration of cortico-striatal synaptic communication in a dystonia animal model.</a> Neurobiol Dis. , (2021).</li>
<li>Pralong, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+deep+brain+stimulation+of+GPI+on+neuronal+activity+of+the+thalamic+nucleus+ventralis+oralis+in+a+dystonic+patient%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophysiol+Clin%22%5BJournal%5D)">Effect of deep brain stimulation of GPI on neuronal activity of the thalamic nucleus ventralis oralis in a dystonic patient.</a> Neurophysiol Clin. , (2003).</li>
<li>Kotyra, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+longer-term+pallidal+stimulation+on+the+severity+of+dystonia+in+a+phenotypic+animal+model%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Effects of longer-term pallidal stimulation on the severity of dystonia in a phenotypic animal model.</a> Exp Neurol. , (2026).</li>
<li>Franz, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Network-wide+modulation+of+synaptic+plasticity+and+spike+patterns+in+motor+circuits+after+pallidal+deep+brain+stimulation+in+a+dystonia+model%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Dis%22%5BJournal%5D)">Network-wide modulation of synaptic plasticity and spike patterns in motor circuits after pallidal deep brain stimulation in a dystonia model.</a> Neurobiol Dis. , (2025).</li>
<li>Cersosimo, M. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micro+lesion+effect+of+the+globus+pallidus+internus+and+outcome+with+deep+brain+stimulation+in+patients+with+Parkinson+disease+and+dystonia%5BTitle%5D)+AND+%22Mov+Disord%22%5BJournal%5D)">Micro lesion effect of the globus pallidus internus and outcome with deep brain stimulation in patients with Parkinson disease and dystonia.</a> Mov Disord. , (2009).</li>
<li>Blotter, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-quality+seizure-like+activity+from+acute+brain+slices+using+a+complementary+metal-oxide-semiconductor+high-density+microelectrode+array+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">High-quality seizure-like activity from acute brain slices using a complementary metal-oxide-semiconductor high-density microelectrode array system.</a> J Vis Exp. (211), e67065(2024).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Opisaliśmy metodologiczne podejście do badania mechanizmów stymulacji głębokiej mózgu (DBS) w patofizjologicznej dystonicznej sieci neuronowej u chomika dtsz. Krytyczne kroki obejmują precyzyjne wszczepienie elektrod, szybkie przygotowanie przekrojów móżdżku oraz stabilne warunki rejestracji HD-MEA, aby zapewnić niezawodne pozyskiwanie danych. Przedstawiamy procedurę chirurgiczną, przygotowanie przekrojów móżdżku, techniki rejestracji i analizy, aby zbadać ex vivo aktywność móżdżku i jego modulacja przez DBS. Pomiary elektrofizjologiczne za pomocą HD-MEA zapewniają rejestrację aktywności samoistnej móżdżku w czasie rzeczywistym z wysoką rozdzielczością czasową i przestrzenną36, które uważamy za konieczne do zbadania mechanizmów stymulacji głębokiej mózgu w leczeniu dystonii.
Dystonię obecnie zna się jako zaburzenie sieciowe charakteryzujące się nieprawidłową aktywnością motoryczną wynikającą z dysfunkcyjnych interakcji między zwojami bazalnymi, móżdżkiem i korą37,38. Zaburzenia móżdżku okazały się odgrywać istotną rolę w dystonii, co potwierdzają zarówno badania kliniczne jak i eksperymentalne15,22,39. Ponadto anatomiczne badanie z wykorzystaniem wstrzyknięcia wirusa wścieklizny (RV) do kory móżdżku u małp Cebus pokazuje, że jądro podwzgórzowe zwojów bazalnych ma znaczne projekcje do kory móżdżku40. Te odkrycia podkreślają znaczenie badania obwodów móżdżku obok sieci zwojów bazalnych podczas badania mechanizmów terapeutycznych DBS40,41,42. Ta metoda jest szczególnie odpowiednia do badań nad interakcjami neuronów i efektami neuromodulacji w zaburzeniach ruchowych.
Jeśli chodzi o mechanizmy DBS na poziomie sieci, badania wykazały, że DBS wewnętrznego segmentu jądra blaszki środkowej (GPi) wywołuje rozległe zmiany w aktywności mózgu, nie tylko w obrębie zwojów bazalnych, ale także w rejonach połączonych, takich jak sieć kortyko-wzgórze43, wzgórze44 i móżdżek15. Te obserwacje potwierdzają hipotezę, że DBS jądra blaszki środkowej może modulować aktywność w całej sieci zwojów bazalnych i móżdżku, co przyczynia się do jego terapeutycznej skuteczności w leczeniu dystonii. To pokazuje potrzebę badań przedklinicznych w celu zbadania mechanizmów DBS i zalety rejestracji HD-MEA w rejestrowaniu zmian elektrofizjologicznych na poziomie sieci. Ponadto badanie Kotyry i wsp. (2025) potwierdza obecność długotrwałej remodelacji neuroplastycznej wywołanej dłuższym DBS jądra blaszki środkowej w obrębie dystonicznej sieci ruchowej45. Wyniki in vivo pokazały, że stymulacja jądra blaszki środkowej stopniowo zmniejszała nasilenie dystonii u chomika dtsz i że korzystny efekt utrzymywał się po zaprzestaniu stymulacji, co sugeruje, że efekty wywołane przez DBS nie ograniczają się tylko do ostrej stymulacji45. Ponadto ostatnie badania elektrofizjologiczne wykazały rozległą modulacje plastyczności synaptycznej i wzorców wyładowań po dłuższym DBS, w tym zwiększoną aktywność móżdżku15, wzmożone pobudzeniowe wejścia do neuronów wzgórzowych i bardziej zgrupowane pobudzeniowe wejście do kory M146.
Reprezentatywne wyniki wskazują na wpływ stymulacji głębokiej mózgu (DBS) na całej sieci, co potwierdza normalizacja aktywności wyładowań w warstwach molekularnych, Purkinje'a i granulowanych komórek kory móżdżku u chomika dystonicznego (Rysunek 6). Zwiększona aktywność wyładowań obserwowana w grupie dtsz DBS osiągnęła poziomy porównywalne z kontrolami typu dzikiego. Ta normalizacja aktywności wyładowań potwierdza potencjał terapeutyczny DBS w leczeniu dystonii. Warto zauważyć, że grupa dtsz-Sham wykazała wartości wyładowań pośrednie w porównaniu z grupą WT na wszystkich warstwach kory móżdżku, co sugeruje, że samo wszczepienie elektrod może wpływać na aktywność sieci móżdżku. Ta interpretacja jest zgodna z klinicznie opisanym efektem mikrolezji w dystonii, gdzie samo wszczepienie elektrod może przejściowo poprawić objawy przed rozpoczęciem stymulacji47. Chociaż chomik dtsz odtwarza kluczowe cechy paroksysmalnej ogólnej dystonii, nie odzwierciedla w pełni klinicznej heterogeniczności obserwowanej w zespołach dystonii u ludzi. Dlatego należy zachować ostrożność przy translacji tych wyników na dystonię u ludzi.
Niniejsza praca dotyczy wyzwań technicznych związanych z enkapsulacją stymulatora, operacją DBS, przygotowaniem przekrojów i analizą danych elektrofizjologicznych na dużą skal

Dystonia jest trzecim najczęstszym zaburzeniem ruchowym1 charakteryzującym się wyraźnymi objawami klinicznymi2,3, choć czasami może być mylona z innymi zaburzeniami motorycznymi4,5,6. Najbardziej wyraźnymi objawami klinicznymi są mimowolne skurcze mięśni, powtarzające się ruchy i nieprawidłowe i/lub skręcone położenie ciała7. Objawy te mogą towarzyszyć objawom takim jak ból, upośledzona sprawność motoryczna i zmęczenie, które mogą się pogarszać w okresach stresu, niepokoju lub wyczerpania fizycznego8,9,10,11. Patofizjologia dystonii nie jest w pełni zrozumiała12,13. Chociaż badania tradycyjnie koncentrowały się na jądrach podstawy, coraz więcej dowodów przemawia za pojęciem zaburzenia na poziomie sieci, obejmującym wiele obszarów mózgu, w tym móżdżek14,15,16,17. Niniejszy protokół ma na celu zbadanie aktywności sieci zewnątrzkomórkowej w różnych warstwach kory móżdżku, aby wyjaśnić ich rolę w patofizjologii dystonii oraz zrozumieć mechanizmy działania głębokiej stymulacji mózgu (DBS) na poziomie sieci.
Głęboka stymulacja mózgu (DBS), która ma na celu globus pallidus internus (GPi) lub jądro podwzgórzowe (STN), jest często stosowana w leczeniu niektórych form dystonii18,19, szczególnie tych opornych na leki. Dodatkowo, wyniki leczenia są zróżnicowane i nieprzewidywalne, ponieważ pacjenci z podobnymi objawami klinicznymi mogą reagować różnie na ten sam zabieg20. Bardziej kompleksowe zrozumienie sieci neuronowej leżącej u podstaw dystonii mogłoby poprawić wyniki leczenia21. Dlatego potrzebne są duże i eksperymentalne podejścia, które można osiągnąć jedynie poprzez badania przedkliniczne na modelach zwierzęcych. Łączenie eksperymentów in vivo z DBS z zapisami ex vivo wysokogęstościowych tablic mikroelektrodowych (HD-MEA) umożliwia wysokorozdzielcze monitorowanie działalności sieci neuronowej (prawie) fizjologicznej, aby lepiej zrozumieć patofizjologię dystonii i mechanizmy DBS.
Jądra podstawy i móżdżek wpływają na kontrolę ruchów, przynajmniej częściowo, poprzez swoje połączenia z pierwotną korą ruchowo-czuciową (M1)22. Anatomiczne badanie z uszkodzeniem zwojów czuciowych i chirurgicznym usunięciem móżdżku potwierdza tę hipotezę23. W naszym badaniu wykorzystujemy model zwierzęcy dystonicznego chomika dtsz24,25, który wykazuje nieprawidłowości w móżdżku związane z dystonią26. Za pomocą tablic mikroelektrodowych o wysokiej gęstości (HD-MEA) badaliśmy aktywność sieci korowej móżdżku u dystonicznych i zdrowych chomików. Jednak konwencjonalne podejścia elektrofizjologiczne nie mają odpowiedniej rozdzielczości przestrzennej, aby uchwycić dynamiki sieci specyficzne dla warstwy, podczas gdy ta metoda radzi sobie z tym ograniczeniem. Z drugiej strony, badaliśmy wpływ głębokiej stymulacji mózgu w globus pallidus internus na korowe sieci móżdżku.
System HD-MEA oferuje zaletę szczegółowych zapisów elektrofizjologicznych w sposób równoległy, umożliwiając analizę w warstwach kory móżdżku (warstwa ziarnista, Purkinje i warstwa cząsteczkowa), przy czym każda warstwa odgrywa istotną rolę w przetwarzaniu sekwencji ruchowych27. Warstwa ziarnista, gęsto wypełniona komórkami granulowanymi, odbiera i przekazuje informacje czuciowe i motoryczne z włókien mozzowych, umożliwiając początkową integrację sygnału przed dalszym przetwarzaniem27. Warstwa Purkinje, zawierająca komórki Purkinje, przekazuje sygnały hamujące do głębokich jąder móżdżku, gdzie warstwa ziarnista i cząsteczkową modulują wychodzący sygnał. Warstwa cząsteczkową, bogata w dendryty i interneurony, wspomaga złożoną modulację poprzez interakcje synaptyczne z komórkami Purkinje, precyzyjnie dostosowując wydajność motoryczną28. HD-MEA, w przeciwieństwie do innych technik rejestracji, nie jest ograniczony rozdzielczością przestrzenną ani obszarem próbkowania, co pozwala na uchwycenie unikalnych wkładów każdej warstwy w zmienionej dynamice neuronowej obserwowanej w dystonii15. To podejście zapewnia wyższą rozdzielczość przestrzenną i możliwości rejestracji równoległej w porównaniu z metodami rejestracji jednoelektrodowych lub o niskiej gęstości. Istnieją systemy HD-MEA oparte

<table><tbody><tr><td>3% H2O2</td><td>Caelo</td><td>15301730</td><td></td></tr><tr><td>50 ml conical tube</td><td>Greiner Bio-One</td><td></td><td>Falcon-type conical tube</td></tr><tr><td>Agar Petri dish</td><td>Handmade&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anaesthesia Unit</td><td>BioMedical Instruments</td><td>Univentor 1200</td><td></td></tr><tr><td>BioCam DupleX</td><td>3Brain</td><td>BioCAM DupleX</td><td>CMOS-HD-MEA platform</td></tr><tr><td>Blade (5*)</td><td>Apollo Herkenrath</td><td>09-025-056</td><td></td></tr><tr><td>Brainwave Software 5</td><td>3Brain</td><td>Version 5</td><td>CMOS-HD-MEA platform</td></tr><tr><td>Breathing mask</td><td>Narishige</td><td>GM-4</td><td></td></tr><tr><td>Bulk Fill Flowable: Compula Refill</td><td>Dentsply Sirona</td><td>267-0195</td><td>For cement</td></tr><tr><td>Capsule Dispenser Gun&nbsp;</td><td>Dentsply Sirona</td><td>296-0003</td><td>For cement</td></tr><tr><td>Carbogen</td><td>Air Liquide</td><td>Air Liqiuide (House system)</td><td></td></tr><tr><td>Cavity Block Glass</td><td>AIM</td><td>AIM</td><td>40 mm x 40 mm</td></tr><tr><td>Clamp (3*)</td><td>DIEFFENBACH</td><td>12-1003-04</td><td>stainless steel 4cm</td></tr><tr><td>Computer</td><td>Dell</td><td>Precission 3431</td><td></td></tr><tr><td>CorePlateTM 1W 38/60</td><td>3Brain</td><td>Accura HD-MEA</td><td>CMOS-HD-MEA chip</td></tr><tr><td>Drill accessory (13)</td><td>FST</td><td>19007-07</td><td>Tip: 7mm</td></tr><tr><td>Drill accessory (13)</td><td>FST</td><td>19007-09</td><td>Tip: 9mm</td></tr><tr><td>Eco wipes - wipe dispenser</td><td>Dr Schumacher</td><td>00-915SE001 (1x1)&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Eco wipes - wipe rolls</td><td>Dr Schumacher</td><td>00-915SE001 (6x1)</td><td></td></tr><tr><td>ELASTOSIL</td><td>Wacker</td><td>RT 601 A/B</td><td></td></tr><tr><td>Electrode</td><td>Microprobes</td><td>SNEX-100</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG</td><td>Art-Nr. T913.3</td><td></td></tr><tr><td>Excavator (10)</td><td>HLW Dental-Instruments Germany</td><td>S-10.28-6</td><td></td></tr><tr><td>Forceps (5)</td><td>FST</td><td>18025-10</td><td>Stainless Steel 10cm</td></tr><tr><td>Forceps (6)</td><td>Aesculap</td><td>BD311R</td><td>9cm</td></tr><tr><td>Forceps (7)</td><td>FST</td><td>91100-12</td><td>Stainless Steel 12cm</td></tr><tr><td>Forceps (8)</td><td>FST</td><td>11231-20</td><td>Stainless Steel 11cm</td></tr><tr><td>Forceps (8*)&nbsp;</td><td>Karl Hammacher</td><td>9.160 160</td><td>Wironit 10,5cm</td></tr><tr><td>Forceps (9)</td><td>FST</td><td>11200-33</td><td>Dumoxel 13,5cm</td></tr><tr><td>Forceps (9)</td><td>FST</td><td>11200-33</td><td>Dumoxel 13,5cm</td></tr><tr><td>Heated surgical table+integrated gas exhaust</td><td>BioMedical Instruments</td><td>BioMedical Instruments</td><td></td></tr><tr><td>heliobond</td><td>Ivoclar Vivadent</td><td>42040</td><td></td></tr><tr><td>Ice Machine</td><td>Scotsman</td><td>AF 80 AS / WS</td><td></td></tr><tr><td>Inflow and outflow needles</td><td>BD Microlance&nbsp;</td><td>1,25 x70mm</td><td></td></tr><tr><td>Isathal 10mg/g</td><td>Dechra</td><td>Zul.-Nr. 400216.00.00</td><td>Fucidin</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Sedana medical</td><td>N001254</td><td></td></tr><tr><td>Mili-Q Water Filter</td><td>Elga</td><td>PURELAB flex 3</td><td></td></tr><tr><td>Needle Holder (4)</td><td>FST</td><td>12501-13</td><td>Tungsten Carbide 13cm</td></tr><tr><td>Octenisept</td><td>Sch&uuml;lke &amp; Mayr</td><td></td><td>Antiseptic solution&nbsp;</td></tr><tr><td>Paper Filter (4*)</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG</td><td>AP75.1</td><td></td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Sigma Aldrich</td><td>HS234526C</td><td></td></tr><tr><td>Platinum anchor</td><td>3Brain</td><td>3Brain</td><td></td></tr><tr><td>Retractor Tip (14)</td><td>FST</td><td>18200-10</td><td>2.5mm</td></tr><tr><td>Reused Electrode (11)</td><td>Microprobes</td><td>SNEX-100</td><td>For Coordinates</td></tr><tr><td>Ringer</td><td>B. Braun</td><td>3570030</td><td></td></tr><tr><td>Scissor (1)</td><td>FST</td><td>14078-10</td><td>Stainless Steel 10cm</td></tr><tr><td>Scissor (2)</td><td>Aesculap</td><td>BC144R</td><td></td></tr><tr><td>Scissor (3)</td><td>FST</td><td>14058-09</td><td>Stainless Steel 9cm</td></tr><tr><td>Scissor (9*)</td><td>FST</td><td>91401-12</td><td>Stainless Steel 12cm</td></tr><tr><td>Screw (12)</td><td>Online-Schrauben.de</td><td>DIN 84 A2 M 1x2</td><td></td></tr><tr><td>Shaver</td><td>Exacta</td><td>GT415</td><td></td></tr><tr><td>STELLA (software defined implantable modular platform) stimulation system</td><td>non-commercial; developement of the University of Rostock</td><td>open source (https://github.com/SFB-ELAINE/STELLA)</td><td>battery-driven DBS stimulator</td></tr><tr><td>Sterelizer 250</td><td>FST</td><td>18000-45</td><td></td></tr><tr><td>Stereotaxic</td><td>Narishige</td><td>Model SR-AR</td><td></td></tr><tr><td>Super glue</td><td>UHU</td><td>64212</td><td></td></tr><tr><td>Tear cream (Panthenol Nose Cream)</td><td>Jenapharm</td><td>5541249</td><td></td></tr><tr><td>Vibratome&nbsp;</td><td>Laica</td><td>VT12005</td><td></td></tr><tr><td>Xylocain Gel 2%</td><td>Aspen Pharma</td><td>1138060</td><td></td></tr><tr><td>Weigh Boat</td><td>Carl Roth GmbH + Co. KG</td><td>HYT9.1</td><td></td></tr><tr><td>Weigher</td><td>Voltcraft</td><td>TS-5000/1</td><td></td></tr><tr><td>Compounds used for solutions preparation</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Calcium chloride (CaCl2)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>10043-52-4</td><td></td></tr><tr><td>D-Glucose(C6H12O6)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>50-99-7</td><td></td></tr><tr><td>Magnesium Chloride (MgCl2)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7786-30-3</td><td></td></tr><tr><td>Potassium Chloride(KCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7447-40-7</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Bicarbonate (NaHCO3)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>144-55-8</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Chloride (NaCl)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7647-14-5</td><td></td></tr><tr><td>Sodium phosphate monobasic (NaH2PO4)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7558-80-7</td><td></td></tr><tr><td>Sucrose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>57-50-1</td><td></td></tr></tbody></table>

badanie mechanizmów działania stymulacji głębokiej mózgu obszaru ciemieniowego za pomocą wysokoczułowych mikroelektrodowych tablic

Investigating The Network-Wide Mechanisms of Pallidal Deep Brain Stimulation Using High-Density Microelectrode Arrays

Dystonia to neurologiczne zaburzenie ruchowe charakteryzujące się nieprawidłową kontrolą mięśni, wpływające na ruch dowolny i utrzymanie postawy. Chociaż dystonia wiąże się z dysfunkcją jąder podstawy, rosnące dowody sugerują, że móżdżek jest zaangażowany w jej patofizjologię. Protokół ten przedstawia in vivo głęboką stymulację mózgu (DBS) w obszarze blachy szarej w modelu chomika z dystonią (chomik dtsz) w połączeniu z ex vivo rejestracjami z wysokogęstościową tablicą mikrooporów (HD-MEA) w celu zbadania aktywności móżdżku. Protokół obejmuje (1) chirurgię DBS w celu implantacji elektrody i stymulatora, (2) przygotowanie ostrzy móżdżku, (3) wysokiej rozdzielczości rejestracji elektrofizjologicznych i (4) analizę danych. Wyniki reprezentatywne wskazują, że 11 dni stymulacji DBS w obszarze blachy szarej przywróciło aktywność spike’ów do normalnych poziomów w warstwach molekularnych, Purkiniego i ziarnistych, zgodnie z zaangażowaniem sieci móżdżku w dystonię. Protokół ten umożliwia szczegółową analizę aktywności móżdżku i jego modulację przez DBS, zapewniając platformę do badania mechanizmów na poziomie sieci leżących u podstaw terapii neuromodulacyjnych.

DBS obszaru pallidum zwiększył liczbę impulsów (spike'ów) do poziomów prawidłowych w warstwach korowych pomiędzy grupami.
Przeanalizowano całkowitą liczbę impulsów (spikes) w trzech warstwach kory móżdżku — warstwie molekularnej (ML), warstwie komórek Purkinjego (PL) i warstwie ziarnistej (GL) — w czterech grupach doświadczalnych: dzikiej (WT, N = 8), dtsz (N = 8), dtsz-Sham (N = 7) oraz dtsz-DBS (N = 7), przy czym analizy przeprowadzono na skrawkach uzyskanych od tych zwierząt.
Podczas gdy tkanka dystoniczna (dtsz) generowała znacznie mniej impulsów (spikes), pallidalna DBS zwiększyła ich liczbę do poziomów porównywalnych z grupą kontrolną zdrowych osobników (Tabela&#160;3). Test H Kruskala-Wallisa potwierdził to dodatkowo, wykazując statystycznie istotny wzrost liczby impulsów w ML dla grupy dtsz DBS w porównaniu z grupami dtsz oraz dtsz-Sham (χ2(3) = 20.728, p = 0.001; Rycina&#160;6A). Grupa dtsz-DBS wykazała również podobny wzrost liczby impulsów w PL (χ2(3) = 16.855, p = 0.001; Rycina&#160;6B) oraz GL (χ2(3) = 13.164, p. = 0.004; Rycina&#160;6C), osiągając wartości porównywalne z grupą WT (Tabela 3).
<img alt="Rycina 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/70507/70507fig1.jpg" /> 
Rycina 1. Przegląd instrumentów chirurgicznych. Na obrazie przedstawiono ułożoną tacę zawierającą zestaw instrumentów chirurgicznych i mikrochirurgicznych zaprojektowanych specjalnie do zabiegów obejmujących implantację głębokich elektrod i stymulatorów. Instrumenty są zorganizowane w kolejności użycia, co zwiększa wydajność procedury. Są one umieszczone na tkaninie w celu zachowania czystości i zapewnienia łatwego dostępu podczas zabiegu. Taki układ koncentruje się na precyzji, sterylności i gotowości do złożonego przebiegu operacji. (1) Nożyczki tępe/tępe, (2) Nożyczki do szwów, (3) Nożyczki ostre/ostre, (4) Igłotrzymacz, (5) Pinceta do wiązania szwów, (6) Pinceta do drzazg/zakrzywiona, (7) Pinceta ząbkowana, (8) Pinceta standardowa krótka, (9) Pinceta standardowa długa, (10) Mikrołopatka, (11) Elektroda wielokrotnego użytku, (12) Śruby, (13) Akcesoria do wiertarki, (14) Końcówka retraktora/zacisk, (15) Szklany blok jamowy do napełnienia 0.9&#160;% NaCl i ksylokainą. Więcej informacji znajduje się w liście materiałów. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/70507/70507fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Rysunek 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/70507/70507fig2.jpg" /> 
Rysunek 2. Układ eksperymentalny do znieczulania i pozycjonowania zwierzęcia w aparacie stereotaksycznym w celu implantacji elektrod DBS i stymulatora. (A) Zwierzę jest delikatnie umieszczane w specjalnie wykonanej komorze indukcyjnej w celu rozpoczęcia znieczulenia. (B) Komora indukcyjna jest połączona z maską oddechową, aby zapewnić prawidłowe podanie znieczulenia (indukcja izofluranem w stężeniu 4%) przy jednoczesnym zachowaniu bezpieczeństwa podczas manipulacji. (C) Po znieczuleniu zwierzę zostaje przeniesione na płytkę grzewczą z podłączoną maską oddechową (podtrzymanie izofluranem w stężeniu 3%), aby zapobiec hipotermii i zapewnić ciągłe znieczulenie podczas golenia. (D) Zwierzę jest ostrożnie pozycjonowane w ramie stereotaksycznej. Wykonuje się cięcie podłużne, a następnie używa kleszczyków do odciągnięcia skóry. Cztery kropki wskazują miejsca umieszczenia śrub. Śruby są wkręcane w zaznaczone obszary, a dwie dodatkowe kropki są zaznaczone w celu umieszczenia elektrod. (E) Elektrodę wprowadza się do GPi i mocuje klejem przed usunięciem uchwytu stereotaksycznego. Dla lepszej stabilizacji wokół elektrod nakłada się cement. Do zamknięcia miejsca operacyjnego stosuje się przerywane szwy podłużne, a (F) stymulator jest umieszczany w podskórnej okolicy boku zwierzęcia. Zwierzę pozostaje żywe po operacji, a strzałka wskazuje lokalizację stymulatora. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/70507/70507fig2large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Rysunek 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/70507/70507fig3.jpg" /> 
Rysunek 3. Ilustracja sekcjonowania i krojenia mózgu. (A) narzędzia chirurgiczne do procedury wycinania. (1*) domowej roboty szalka Petri z agarem, (2*) szalka Petri z agarem, (3*) zacisk mocujący rurkę z karbogenem, (4*) filtr papierowy, (5*) ostrze, (6*) superglue, (7*) płytka/uchwyt do wibratomu, (8*) pęseta zakrzywiona, (9*) nożyczki, ostre/tępe. (B) przygotowanie próbki mózgu: po wycięciu mózg zostaje przecięty, a linie przerywane wskazują orientację sekcjonowania w płaszczyźnie wieńcowej. (C) sekcjonowanie parasagitalne: mózg jest przecinany wzdłuż określonej płaszczyzny parasagitalnej. (D) fiksacja tkanki: otrzymana tkanka mózgowa jest przyklejana do płytki/uchwytu za pomocą kleju, aby zabezpieczyć ją przed precyzyjnym sekcjonowaniem. (E) sekcjonowanie wibratomem: płytka z przytwierdzoną tkanką zostaje przeniesiona do wibratomu, gdzie uzyskuje się ultrascienkie plastry (200 µm). (F) końcowe plastry: uzyskano precyzyjne parasagitalne plastry móżdżku, gotowe do rejestracji elektrofizjologicznej35. Aby uzyskać więcej informacji, zapoznaj się z listą materiałów. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/70507/70507fig3large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Rycina 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/70507/70507fig4.jpg" /> 
Rysunek 4Ilustracja kroków prowadzących do uzyskania dobrej aktywności komórek. (A) Czyszczenie: Ten etap polega na przygotowaniu HD-MEA poprzez oczyszczenie jego powierzchni, aby mieć pewność, że żadne zanieczyszczenia nie będą zakłócać przywierania (pad kontaktowy, A-1) lub proces rejestracji (obszar płaski, A-2). (B) Pozycja skrawka: Skrawka tkanki ostrożnie umieszcza się na HD-MEA (B-1), zapewniając odpowiednie ustawienie w celu uzyskania efektywnego kontaktu z elektrodą (B-2). Do usunięcia pozostałego ACSF (strzałka) używa się cienkiej końcówki pipety, co umożliwia wprowadzenie kotwicy. (C) Mocowanie skrawka: skrawek zostaje stabilnie umieszczony na HD-MEA za pomocą kotwicy. Na tym etapie kluczowe jest naniesienie kropli ACSF, a następnie ostrożne usunięcie nadmiaru cieczy za pomocą pipety (C-1; strzałka) i skręcony kawałek precyzyjnej chusteczki do przecierania (C-2). Zapewnia to stabilność skrawka oraz jego dobre połączenie z elektrodami w celu uzyskania dokładnego zapisu. (D) Perfuzja: Na koniec podłącza się i uruchamia system perfuzyjny w celu utrzymania żywotności skrawka tkanki podczas eksperymentu, przy czym dopływ musi znajdować się nad skrawkiem, a odpływ blisko ścianki (D-2). Niezbędne jest również usunięcie wszystkich pęcherzyków powietrza z uziemienia, aby zminimalizować szumy podczas rejestracji (wskazane strzałką). Dodatkowe uziemienie jest przymocowane zarówno do rurki dopływowej, jak i odpływowej (D-1). Czerwone paski skali odpowiadają 1,5&#160;mm długości. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/70507/70507fig4large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej figury.</a>
<img alt="Rysunek 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/70507/70507fig5.jpg" /> 
Rysunek 5. Metryki amplitudy i odchylenia standardowego w rejestracjach HD-MEA z wykorzystaniem oprogramowania Brain Wave 5 (BW5) do oceny jakości sygnału. (A) Wybrana metryka amplitudy szczyt-szczyt (Peak-to-Peak Amplitude) w celu wyodrębnienia wewnętrznych wartości amplitudy elektrod (skala: 500&#160;µV). (B) Wybrana metryka odchylenia standardowego (Standard Deviation) w celu ilościowego określenia szumu tła we wszystkich elektrodach (skala: 30&#160;µV). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/70507/70507fig5large.jpg" target="_blank">Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Rysunek 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/70507/70507fig6.jpg" /> 
Rysunek 6: Wpływ pallidalnej DBS na aktywność kolców w warstwach kory móżdżku: (A) warstwa molekularna (ML), (B) warstwa komórek Purkinjego (PL) oraz (C) warstwa ziarnista (GL). Wykresy pudełkowe przedstawiają odpowiednio średnią i medianę (oznaczone krzyżykiem i linią poziomą) wraz z 25. i 75. percentylem. Poszczególne grupy to: typ dziki (WT, n&#160;=&#160;22&#160;skrawków), dtsz bez operacji (n&#160;=&#160;20&#160;skrawków), dtsz z nieaktywną DBS (Sham, n&#160;=&#160;20&#160;skrawków) oraz dtsz z aktywną DBS (n&#160;=&#160;20&#160;skrawków). Istotność statystyczną określono za pomocą testu Kruskala-Wallisa, a następnie przeprowadzono porównania parowe testem Dunna (*p .&#60; 0.05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/70507/70507fig6large.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>Nazwa</td>
			<td>Masa cząsteczkowa [g/mol]</td>
			<td>Stężenie końcowe [mol/l]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>58.44</td>
			<td>0.124</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>74.55</td>
			<td>0.003</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glukoza</td>
			<td>180.16</td>
			<td>0.01</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl₂2 (bezwodny)</td>
			<td>110.98</td>
			<td>0.0025</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO₃3</td>
			<td>84,007</td>
			<td>0.026</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaH2PO4</td>
			<td>119.98</td>
			<td>0.00125</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH&#160;</td>
			<td colspan="2">7,35 do 7,40 (regulowane za pomocą HCl)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Osmolalność [mosmol/kg]</td>
			<td colspan="2">od 290 do 300</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 1: Roztwór sztucznego płynu mózgowo-rdzeniowego (ACSF): Skład i końcowe stężenia molowe składników wykorzystanych do przygotowania ACSF do eksperymentów na skrawkach móżdżku. pH skorygowano do poziomu 7,35–7,40 za pomocą HCl, a osmolalność utrzymano w zakresie 290–300&#160;mOsm·kg-1.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody >
		<tr >
			<td >Nazwa</td>
			<td >Masa molowa [g/mol]</td>
			<td >Stężenie końcowe [mol/L]</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >Sacharoza</td>
			<td >342.30</td>
			<td >0.075</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >KCl</td>
			<td >74.55</td>
			<td >0.0025</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >NaCl</td>
			<td >58.44</td>
			<td >0.087</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >CaCl2 (bezwodny)</td>
			<td >110.98</td>
			<td >0.0005</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >MgCl2</td>
			<td >95.21</td>
			<td >0.007</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >Glukoza</td>
			<td >180.16</td>
			<td >0.01</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >NaHCO3</td>
			<td >84.01</td>
			<td >0.025</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >NaH2PO4</td>
			<td >119.98</td>
			<td >0.00125</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >pH&#160;</td>
			<td colspan="2">7.35 do 7.40 (regulowane za pomocą HCl)</td>
		</tr >
		<tr >
			<td >Osmolalność [mosmol/ kg]</td>
			<td colspan="2">320 do 330</td>
		</tr >
	</tbody >
</table>
Tabela 2: Roztwór sacharozy.Skład i końcowe stężenia molowe roztworu sacharozy wykorzystywanego podczas przygotowywania przekrojów móżdżku. pH dostosowano do przedziału 7,35–7,40, a osmolalność utrzymano na poziomie 320–330 mOsm·kg-1.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Grupy:</td>
			<td>typ dziki&#160;</td>
			<td>dtProszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia.&#160;</td>
			<td>dtProszę podać tekst źródłowy w języku angielskim, który ma zostać przetłumaczony na język polski.-Pozorne (grupa kontrolna)</td>
			<td>dtProszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia.-DBS&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>n</td>
			<td>22</td>
			<td>20</td>
			<td>20</td>
			<td>20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="5">Współczynnik zmienności</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uczenie maszynowe</td>
			<td>0.53</td>
			<td>0.55</td>
			<td>0.6</td>
			<td>0.35</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proszę podać tekst źródłowy w języku angielskim, który należy przetłumaczyć na język polski.</td>
			<td>0.57</td>
			<td>0.57</td>
			<td>0.52</td>
			<td>0.46</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GL</td>
			<td>0.48</td>
			<td>0.66</td>
			<td>0.61</td>
			<td>0.51</td>
		</tr>
		<tr>
			<td colspan="5">Liczba kolców</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Uczeniem maszynowe</td>
			<td>287240&#177;32605</td>
			<td>163434&#177;19998</td>
			<td>234209&#177;31284</td>
			<td>345915&#177;27113</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proszę podać tekst źródłowy do tłumaczenia.</td>
			<td>413223&#177;50171</td>
			<td>194277&#177;24786</td>
			<td>304568&#177;35692</td>
			<td>412707&#177;42509</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GL</td>
			<td>390817&#177;40139</td>
			<td>211274&#177;31193</td>
			<td>325533&#177;44318</td>
			<td>373208&#177;42220</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabela 3: Podsumowanie parametrów impulsów (spike metrics) w poszczególnych warstwach móżdżku i grupach eksperymentalnych. WT – chomiki typu dzikiego, grupa kontrolna niedystoniczna; dtsz - chomiki natywne dtsz; dtsz-DBS - chomiki dtsz stymulowane w sposób ciągły przez 11 dni; dtsz-Sham - chomiki dtsz poddane operacji, lecz bez aktywnej stymulacji DBS; ML – warstwa molekularna; PL – warstwa komórek Purkinjego; GL. – warstwa ziarnista.

Tu opisujemy protokół dotyczący ex vivo nagrań z wysoko gęstej matrycy mikroelektrody z ostrych kroi móżdżku u modelu chomika z dystonią, który otrzymał in vivo ciągłą stymulację głęboką mózgu w zakresie 11 dni.

Badanie mechanizmów działania stymulacji głębokiej mózgu obszaru ciemieniowego za pomocą wysokoczułowych mikroelektrodowych tablic

Dystonia is a neurological movement disorder characterized by abnormal muscle control affecting voluntary movements and sustained postures. Although ...

Badamy, w jaki sposób głęboka stymulacja mózgu w obrębie gałki bladej zmienia aktywność sieciową móżdżku i w ten sposób przywraca funkcje neuronalne w dystonii. Matryce mikroelektrod o wysokiej gęstości umożliwiają jednoczesną rejestrację obwodów pętli ruchowej, aby zbadać efekty głębokiej stymulacji mózgu w całej sieci w zaburzeniach ruchowych, takich jak dystonia. Na początek umieść elektronikę systemu stymulacji STELLA w specjalnie wydrukowanej kapsule z glikolu polietyleno tereftalanowego (PETG).Użyj silikonu do uszczelnienia obszaru między pokrywą a kapsułą oraz obudowy w miejscu wyjścia kabla. Po wyschnięciu sprawdź, czy w silikonie nie ma widocznych szczelin; jeśli są obecne, powtórz proces uszczelniania. Po całkowitym utwardzeniu silikonu przygotuj żywicę epoksydową w stosunku mieszania 100:35 wagowo.Użyj urządzenia Vevor RS-1.5, aby usunąć pęcherzyki powietrza z żywicy w próżni. Przed montażem nanieś cienką warstwę wazeliny na powierzchnię stykową niestandardowej formy silikonowej. Umieść kapsułkę stymulatora w formie.Powoli wypełnij go żywicą epoksydową, aż stymulator i połączenia kablowe zostaną całkowicie przykryte, unikając powstawania pęcherzyków powietrza podczas napełniania. Po utwardzeniu żywicy wyjmij kapsułkę z formy. Użyj pilnika o drobnych zębach lub narzędzia polerskiego, aby wygładzić powierzchnię epoksydu i usunąć ostre krawędzie.Zanurz kapsułę w ciekłym silikonie, aby nałożyć końcową cienką warstwę powłoki silikonowej. Użyj plastikowej pipety, aby nałożyć dodatkowy silikon wokół kabla w pobliżu miejsca połączenia. Przed utwardzeniem usuń nadmiar silikonu za pomocą patyczka, aby uniknąć zbyt grubej warstwy powłoki.Aby przeprowadzić test funkcjonalności po enkapsulacji przed implantacją chirurgiczną lub zastosowaniem eksperymentalnym, należy umieścić system stymulacji STELLA w roztworze Ringera i aktywować magnetyczną funkcję wbudowanego autotestu. Należy potwierdzić poprawność wzoru migania diody emitującej światło lub LED (2 na 2), co wskazuje na prawidłowy sygnał wyjściowy stymulacji i pozwala wykluczyć zwarcia, przerwy w obwodzie lub niski stan naładowania baterii. Po zakończeniu testu należy wyłączyć urządzenie, aby oszczędzać baterię.Przygotuj stanowisko pracy, zapewniając narzędzia do sekcji, roztwór sacharozy, szalki Petriego oraz zestaw do wibrotomu. Do szalki Petriego z papierem filtrowanym na dnie wlej lodowaty, półpłynny roztwór sacharozy i utrzymuj ciągłą karbogenację w celu ekstrakcji i krojenia mózgu. Mózg, wycięty w ciągu 15 minut po 11-dniowym okresie głębokiej stymulacji mózgu (DBS), przenieś do przygotowanej szalki Petriego zawierającej lodowaty, półpłynny roztwór sacharozy.Użyj skalpela, aby usunąć móżdżek, wykonując cięcie w obrębie mostu. Następnie usuń półkulę móżdżku poprzez cięcie parasagitalne. Przygotuj płytkę wibrotomu, nakładając kroplę superkleju.Ostrożnie wyjmij móżdżek z szalki Petriego. Osusz powierzchnię płaszczyzny cięcia parasagittalnego, przykładając ją do papieru filtracyjnego, przed przyklejeniem tej strony. Umieść płytkę wibratomu w tacy.Napełnij tackę odpowiednią ilością półpłynnego roztworu sacharozy, aby całkowicie zanurzyć móżdżek. Napowietrz tackę karbogenem. Wykonaj parasagitalne przekroje móżdżku o grubości 200 micrometers przy stałej prędkości 0.08 millimeters per second.Przechowywać skrawki w sztucznym płynie mózgowo-rdzeniowym (ACSF) w zlewce, stale napowietrzanej karbogenem w temperaturze pokojowej. Pozostawić skrawki do regeneracji w nasyconym dwutlenkiem węgla ACSF w temperaturze pokojowej przez około 40 minut przed przeniesieniem na wielokanałową matrycę mikroelektrod o wysokiej gęstości (HD-MEA) w celu ogrzania i stabilizacji przed rozpoczęciem rejestracji. Oczyścić pozłacane kontakty 100% etanolem, a matrycę elektrod 70% etanolem i miękką szczoteczką.Następnie należy przepłukać macierz elektrod wodą Milli-Q. Przed umieszczeniem skrawka tkanki należy wstawić pojedynczy dołek CorePlate do układu rejestracyjnego. Podłącz HD-MEA z pojedynczym dołkiem CorePlate TM do systemu rejestracji.Pipetuj około 2 mililitrów ACSF do dołka, unikając powstania pęcherzyków powietrza. Uruchom akwizycję na żywo w oprogramowaniu BrainWave 5 lub BW5 i ustaw parametry, takie jak Cockpit Mode i Tissue Model. Zweryfikuj, czy szum tła mieści się w optymalnym zakresie 9-20 mikrowoltów.Nagrywaj przez co najmniej 30 sekund. Po zatrzymaniu nagrywania otwórz zapisany plik w celu przeprowadzenia analizy. Aby przeanalizować interfejs szumów, kliknij Results i wybierz Playback.Kliknij Media Export i z rozwijanego menu Raw Traces wybierz Activity Map, aby przeanalizować amplitudę szczyt-szczyt oraz odchylenie standardowe w celu określenia szumu tła. Następnie, używając pipety Pasteura, umieść skrawek tkanki w centrum pojedynczej studni CorePlate pod mikroskopem i usuń ACSF. Umieść kotwicę na wierzchu skrawka, aby go przymocować.Używając pipety Pasteura o objętości 3 ml, nanieś i usuń pojedynczą kroplę ACSF, aby przemyć skrawek, powtarzając tę czynność 5-10 razy. Do usunięcia pozostałego ACSF użyj skręconego papierowego knotka. Nanieś krople ACSF na środek dołka, aby poprawić kontakt między skrawkiem a elektrodami w celu uzyskania optymalnego zapisu.Umieść linię dopływową nad przekrojem, a linię odpływową w pewnej odległości od niego. Przed przystąpieniem do akwizycji i analizy danych usuń wszelkie pęcherzyki powietrza z elektrody uziemiającej. Analiza całkowitej liczby impulsów (spikes) w warstwach komórek Purkinjego oraz komórek ziarnistych kory móżdżku wykazała, że przekroje tkanek dystonicznych generowały znacznie mniej impulsów, natomiast DBS jąder bladych zwiększył ich liczbę do poziomów porównywalnych z grupą kontrolną osób zdrowych.Test H Kruskala-Wallisa dodatkowo potwierdził statystycznie istotny wzrost liczby impulsów (spikes) w warstwie molekularnej kory móżdżku w grupie z DBS w dystonii w porównaniu zarówno do nieleczonej grupy z dystonią, jak i grupy z dystonią poddanej procedurze sham. W grupie z DBS w dystonii zaobserwowano również wzrost liczby impulsów w warstwie komórek Purkinjego oraz w warstwie ziarnistej, osiągając wartości porównywalne z grupą kontrolną. Kluczowe jest utrzymanie stabilnego zapisu HD-MEA podczas wszystkich pomiarów poprzez zapewnienie odpowiedniego uziemienia, dobrego kontaktu elektrod oraz niskiego poziomu szumów w warunkach eksperymentalnych.Niniejszy protokół umożliwia pomiar aktywności sieci móżdżku o wysokiej rozdzielczości oraz badanie efektów jej modulacji za pomocą głębokiej stymulacji mózgu.

investigating-network-wide-mechanisms-pallidal-deep-brain-stimulation

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

W niniejszym artykule omawiamy metodologię oraz kwestie istotne dla łączenia TMS i fMRI w celu zbadania wpływu stymulacji mózgu na sieć stanu spoczynkowego.

Połączenie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej i fMRI w celu zbadania sieci aktywności spoczynkowej (Default Mode Network)

W niniejszym artykule badamy wpływ stymulacji TMS w trybie Theta-Burst na plastyczność kory mózgowej u osób cierpiących na zespół kruchego chromosomu X oraz u osób w spektrum autyzmu.

TMS: Wykorzystanie protokołu Theta-Burst do badania mechanizmów plastyczności u osób z zespołem kruchego chromosomu X i autyzmem

W niniejszym artykule omawiamy metodologię oraz kwestie istotne dla zatwierdzonego przez FDA protokołu leczenia depresji z wykorzystaniem urządzenia Neuronetics NeuroStar TMS.

Urządzenie NeuroStar TMS: Przeprowadzanie zatwierdzonego przez FDA protokołu leczenia depresji

W niniejszym artykule opisano procedurę chirurgiczną oraz wskazówki dotyczące obsługi związane z implantacją ultrasciennej macierzy mikroelektrod na bazie poliimidu (PBM-array) na czaszkę myszy w celu rejestracji wysokiej gęstości encefalografii (EEG) w modelu mysim.

Rejestracja EEG o wysokiej gęstości u swobodnie poruszających się myszy z wykorzystaniem mikroelektrod na bazie poliamidu

Neurony powstałe w wieku dorosłym wykazujące ekspresję ChR2 mogą być manipulowane w preparatach elektrofizjologicznych w plastrach tkankowych w celu zbadania ich wkładu w funkcjonowanie węchowych obwodów neuronalnych.

Wykorzystanie przystępnych cenowo mat LED do fotostymulacji neuronów

Stymulacja nerwów w podczerwieni została zaproponowana jako alternatywa dla stymulacji elektrycznej w wielu typach nerwów, w tym związanych z układem słuchowym. Protokół ten opisuje metodę patch clamp do badania mechanizmu stymulacji nerwów w podczerwieni w kulturze pierwotnych neuronów słuchowych.

Klamra krosowa całej komórki do badania mechanizmów stymulacji neuronalnej w podczerwieni

Tutaj opisujemy proces barwienia immunologicznego czułków Drosophila przez całe mocowanie, co pozwala nam lepiej zrozumieć mechanizmy molekularne związane z dywersyfikacją neuronów receptorów węchowych (ORN).

Znakowanie immunologiczne całej góry neuronów receptora węchowego w antenie Drosophila

Ten protokół opisuje standardową metodę jednoczesnego funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego i głębokiej stymulacji mózgu u gryzonia. Połączone wykorzystanie tych narzędzi eksperymentalnych pozwala na badanie globalnej aktywności w odpowiedzi na stymulację elektryczną w praktycznie każdym miejscu w mózgu.

Głęboka stymulacja mózgu z jednoczesnym fMRI u gryzoni

Mechanizm leżący u podstaw terapeutycznych efektów operacji Głębokiej Stymulacji Mózgu (DBS) wymaga zbadania. Metody przedstawione w tym manuskrypcie opisują eksperymentalne podejście do badania zdarzeń komórkowych wywoływanych przez DBS poprzez analizę profilu ekspresji genów kandydujących, które mogą ułatwić neurogenezę po operacji DBS.

Analiza zmian ekspresji genów w hipokampie szczura po głębokiej stymulacji mózgu przedniego jądra wzgórza

Opisano metodę wszczepiania elektrod do jądra podwzgórzowego (STN) szczurów. Lepsza lokalizacja STN została osiągnięta dzięki zastosowaniu systemu mikrozapisu. Ponadto przedstawiono konfigurację stymulacji, która charakteryzuje się długotrwałymi połączeniami między głową zwierzęcia a stymulatorem.

Implantacja elektrod pod kontrolą mikroelektrod do jądra podwzgórzowego szczurów w celu długotrwałej głębokiej stymulacji mózgu

University Medical Center Rostock.  Here, we describe a protocol for ex vivo high-density microelectrode array recordings from acute cerebellar brain slices of a dystonic hamster model that received in vivo. continuous pallidal deep brain stimulation for 11 days.

Badanie mechanizmów działania stymulacji głębokiej mózgu obszaru ciemieniowego za pomocą wysokoczułowych mikroelektrodowych tablic

Przeglądaj więcej filmów