Monitoramento da atividade elétrica neural induzida por convulsões em fatias cerebrais usando matrizes de microeletrodos

Comece colocando uma fatia de cérebro em um microeletrodo ou câmara de registro MEA cheia de líquido cefalorraquidiano artificial ou aCSF contendo o medicamento de teste.

Ajuste a posição da fatia e prenda-a com uma âncora.

Inicie o fluxo contínuo do aCSF, contendo um medicamento de teste indutor de convulsões.

Capture uma imagem da fatia.

Selecione os microeletrodos apropriados em contato com a fatia do cérebro.

Ative a unidade de estímulo e conecte os fios à unidade MEA.

Registre os sinais de linha de base.

Execute um teste para determinar a intensidade ideal do estímulo.

Agora, comece a fornecer pulsos elétricos.

Esses pulsos estimulam a região cerebral selecionada, induzindo uma convulsão artificial.

Registre a atividade elétrica resultante para capturar respostas evocadas por convulsões.

Uma vez que o nível de 4-AP aCSF e a temperatura de registro estejam estabilizados conforme desejado, gire a perfusão e as torneiras de sucção para a posição desligada para pará-las temporariamente. Transfira rapidamente uma fatia de cérebro para a câmara de gravação MEA usando uma pipeta Pasteur de vidro invertido.

Ajuste sua posição na área de gravação MEA conforme necessário, usando uma pipeta Pasteur enrolada polida a fogo ou uma escova pequena macia e compacta. Coloque a âncora de retenção na fatia do cérebro. Reinicie a perfusão e a sucção girando suas torneiras de volta para a posição ligada.

Tire uma foto da fatia do cérebro usando uma câmera montada em um microscópio invertido. Em seguida, execute o script mapMEA no software do computador para iniciar a GUI para mapear os eletrodos. Clique no botão Procurar para carregar a imagem da fatia de cérebro. Certifique-se de que o eletrodo de referência apareça na coluna superior da metade esquerda do MEA. Em seguida, clique no botão Ativar ponteiro.

Selecione os eletrodos superior e inferior na coluna mais à esquerda da matriz para marcar as coordenadas x, y para endireitamento da imagem e mapeamento de eletrodos. No menu suspenso Tipo de fatia, selecione Horizontal. Marque a caixa de seleção de estruturas padrão.

Usando os botões numerados abaixo da imagem da fatia do cérebro, selecione os eletrodos correspondentes ao ROI e clique nos botões correspondentes no painel da estrutura para atribuí-los. Repita esta etapa para cada ROI. Depois, pressione o botão Salvar. O software irá gerar uma pasta de resultados contendo uma tabela, relatando os eletrodos selecionados e ROIs.

Para estudo eletrofisiológico, ligue a unidade de estímulo pelo menos 10 minutos antes do protocolo de estimulação para permitir a autocalibração e estabilização. Em seguida, inicie o software de controle de estímulo e verifique se o estimulador e o amplificador MEA estão conectados corretamente, conforme indicado por um LED verde no painel principal do software de controle de estímulo.

Configure a estimulação na configuração bipolar. Conecte a unidade de estímulo ao solo. Em seguida, conecte os pares de eletrodos em contato com a camada de células piramidais do subículo proximal CA1 entre os mapeados com o script mapMEA. Para adquirir dados, pressione o botão Play no painel principal do software de gravação. Registre pelo menos quatro descargas ictais.

Em seguida, execute um teste rápido de entrada/saída para identificar a melhor intensidade de estímulo. Para fazer isso, use o painel principal para projetar um pulso de corrente bifásico quadrado positivo-negativo com uma duração de 100 microssegundos por fase.

Na guia Amplitude de pulso, insira uma amplitude de pulso inicial de 100 microamperes por fase. Defina o pulso de estimulação em 0.2 hertz ou menos, adicionando um intervalo de interpulso de 5 segundos ou mais. Aumente a amplitude do estímulo em passos de 50 a 100 microamperes em cada tentativa até que a estimulação possa evocar de forma confiável eventos semelhantes à interictal nos córtices parahipocampais.

Para a modulação elétrica da ectogênese límbica, programe a unidade de estímulo para fornecer o protocolo de estimulação de interesse e use a amplitude do estímulo identificada durante o teste de entrada/saída.

Após a interrupção da estimulação, verifique a recuperação da rede à condição pré-estímulo registrando pelo menos quatro descargas ictais.