Name: Implante cirúrgico de crônicas Eletrodos Neurais para registrar a atividade única Unidade e Sinais eletrocorticográfica (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-02-24T12:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 26 s
Description: Aprenda a implantar eletrodos neurais crônicos em roedores para registrar atividade de unidade única e sinais eletrocorticográficos. Este método permite estudar animais acordados e em comportamento livre de anestesia.

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Este trabalho foi financiado pelo Centro de Tecnologia de Comunicação Neural (CNCT), um Centro de Recursos P41 financiado pelo Instituto Nacional de Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB, P41 EB002030) e apoiado pelo National Institutes of Health (NIH). Os autores agradecem a Vetter Rio de NeuroNexus Tecnologias para o desenvolvimento de técnicas cirúrgicas, e Paras Patel, da Universidade de Michigan para a elaboração da lista de equipamento utilizado durante as cirurgias.

1. Pré-implante Procedimentos (Comum) <ol><li> Raspar o topo da cabeça do animal a partir de entre os olhos para bem atrás das orelhas. Use cortadores elétricos barbeiro para raspar a cabeça. Esfregue a cabeça pela primeira vez com álcool isopropílico, então betadine (3x). Aplique lubrificante ocular. </li><li> Monte o animal em barras de ouvido estereotáxicas. Direcione a ponta da barra fixa orelha direita estereotáxica no conduto auditivo, da orelha direita do animal, movendo os lados da cabeça contra o canal. Extremo cuidado deve ser tomado para assegurar que cada ponta da orelha-bar está devidamente posicionado no conduto auditivo. Em seguida, pressione a barra de orelha esquerda solta dentro do canal auditivo e aplicar pressão interna leve. Segure o nariz do animal e wiggle frente e para trás com firmeza. Se o animal está montado corretamente a cabeça vai se sentir rigidamente montado. </li></ol> 2. Pré-implantação Cirurgia (Comum) <ol><li> Com uma tesoura fina, cortar dois circ meiales de dentro para fora da linha média, eliminação parcial do couro cabeludo </li><li> Raspar e remover o tecido conjuntivo periósteo que adere ao osso. Raspagem com uma borda romba, tais como a parte de trás de uma lâmina de bisturi ou a ponta de uma mecha de algodão estéril irá minimizar o sangramento porque os capilares será esmagado em vez de cortar suavemente. Sangramento ósseo controle usando cera de osso ou um ferro de cauterização. </li><li> Desinfetar e limpar a superfície óssea usando peróxido de hidrogênio. Seca-se o osso para fazer as suturas cranianas mais claramente visível. O bregma e pontos lambda deve notar-se e usado para nivelar a cabeça. O local da craniotomia e implante de eletrodo deve ser medida com relação ao bregma e pode ser temporariamente marcado com uma caneta ou por perfuração rasa na superfície. A localização craniotomia dependerá dos objectivos experimentais do estudo (isto é, do motor, as experiências sensoriais) 1. </li><li> Perfurar screwholes dentro do osso e colocar o chão e estabilizar stripulações. Sempre utilize aço inoxidável ou parafusos de titânio. Parafusos joalheiro pequeno (por exemplo, # 2-56, 00-80 ou #) com quantos threads por polegada possível é desejável. </li></ol> 3. Procedimentos de implante de silicone dos eletrodos <ol><li> Fure a craniotomia, após a implantação parafusos. Perfurar quatro marcas superficiais piloto para os cantos da craniotomia. Utilizar as marcas piloto como uma guia de perfuração para fora do perímetro da craniotomia. Remover o centro de massa de osso que não foi perfurado utilizando um par de pinças resistentes. A aresta da craniotomia aberta pode precisar de ser limpo com a continuação da perfuração. Finos pedaços de osso pode ser cortada com um par de microrongeurs. Planeje sua cirurgia com cuidado para evitar grandes vasos sanguíneos, como o seio sagital, que pode aparecer dentro de 0,5 mm da sutura mediana longitudinal 1. Punção do seio sagital podem causar hemorragia extensa. Exposed dura deve ser mantido hidratado com aCSF ou solução salina. </li><li> Para perfurar a dura-mátervocê vai precisar de moda um pequeno gancho utilizando uma agulha hipodérmica estéril de calibre pequeno (por exemplo, &lt;calibre 28). Tomar o bisel da agulha e pressioná-lo contra uma superfície plana firme (tal como a parte plana de um bisturi) de inclinação ligeiramente para formar uma curva de 90 graus no ponto. Use este gancho para apanhar a superfície da dura-máter, e levantá-lo a partir da superfície do cérebro. A dura pode ser cortado com tesoura micro ou pode ser rasgada por meio de movimentos laterais do gancho dura-máter. Tomar cuidado para evitar vasos sanguíneos na superfície do cérebro quando se utiliza o gancho dura-máter. Deve notar CSF vazando quando dura é ressecado e uma diferença de cor a partir da superfície da dura-máter. </li><li> Cuidadosamente anexar o fio terra do eléctrodo de silício em torno da base do parafuso chão, e tato no lugar com cimento dental. Os eletrodos de silicone deve ser colocado com cuidado para que os cabos eletrodos de cabo são arqueadas sobre a craniotomia. </li><li> Os implantes serão colocados utilizando um motor linear atuador placed num aparelho estereotáxico. Para fixar o eléctrodo para o dispositivo de inserção, polietileno glicol (PEG) é aquecida com um ferro de soldar e aplicado a inserção da haste e do eléctrodo de gravação. </li><li> Com o eléctrodo protegido, manualmente diminuir a ponta do eléctrodo para o local desejado estereotáxico sobre a superfície do cérebro. </li><li> Usando o interface de software para o actuador linear, mover o eléctrodo na profundidade desejada dentro do tecido cerebral. </li><li> Fixar o eléctrodo de registo no cérebro, anexando PEG a partir de um parafuso adjacente ao cabo do eléctrodo. Agora é possível remover o eléctrodo a partir do dispositivo de inserção através da adição de solução salina para dissolver o PEG ligado. Elevar o dispositivo de inserção de distância da craniotomia e de repetição para cada eléctrodo. </li><li> Cubra a craniotomia exposta com Gelfoam embebida de solução salina. Um polímero de silicone é, em seguida, utilizada para cobrir o cabo do eléctrodo e protegê-lo a partir do acrílico dental. Posicione o conector na finallocalização, em seguida, aplicar acrílico dental para fazer um headcap robusto. </li></ol> 4. MicroECoG procedimentos de implante de eléctrodos <ol><li> Implantação do eletrodo microECoG envolverá uma craniotomia um pouco maior. Para um dispositivo de 5 mm x 5, um 6 x 6 mm craniotomia deve ser feita. Antes de perfurar a craniotomia, curável por UV acrílico dental é aplicada à periferia do local craniotomia enquanto ela ainda está seco e não em risco de tocar a dura-máter ou pia. </li><li> Uma broca cirúrgica estéril é usado com uma rebarba # 107 para perfurar fora da superfície de osso na forma geral do craniotomia. Quanto menor # 106 da rebarba pode então ser usada para perfurar o resto do osso para baixo para uma camada fina e transparente. Fórceps, então, ser capaz de levantar a parte restante do osso. O microECoG pode ser implantado por via epidural ou subdurally. Novamente, mantenha a dura bem hidratado com CSF artificial ou solução salina. </li><li> A fim de implantar o microECoG, coloque um braço estereotáxico sobre a open crânio, e proteger o eletrodo para o braço com fita estéril. O eléctrodo pode agora ser abaixado para dentro do craniotomia. Certifique-se que os sites de eletrodos são voltados para baixo e vai fazer contato com a dura ou superfície pial. Se mantida úmida, o eletrodo deve deslizar sobre o tecido e vai ficar no lugar. </li><li> O fio terra está ligado ao parafuso de massa enrolando em torno de pelo menos três vezes sobre e sob si. O parafuso de chão pode ser qualquer parafuso que tenha entrado em contacto com a dura-máter. O fio de referência pode também ser ligado ao parafuso de referência da mesma maneira. </li><li> Pequenos pedaços de Gelfoam embebido salina deve ser colocado em torno do eléctrodo, onde há dura ou pia exposta. Uma pequena quantidade de Gelfoam embebido salina também deve cobrir o topo do eléctrodo de película fina. Curável por UV acrílico dental podem ser aplicados para o início da Gelfoam e pode ser usado para criar uma tampa da cabeça estável. O acrílico é aplicada diretamente para o filme fino cabo covering até o conector é atingido. Ter cuidado para não cobrir além da parte inferior da tampa de ligação. </li><li> Alternativamente, a implantação do microECoG em 4,3 pode ser imediatamente seguido pela implantação de uma matriz microeléctrodo de silício (passos 3,2-3,6) através de pequenos orifícios que são fabricados no substrato microECoG. Isto permite a gravação simultânea de ambas as unidades individuais em várias profundidades juntamente com gravações de alta resolução de campo a partir da superfície do cérebro circundante. </li></ol> 5. Recuperação Pós-Operatória <ol><li> Depois que o cimento esteja completamente endurecido, suturar a pele firmemente em torno do cabeça-tampão e retire o animal do quadro estereotáxico. </li><li> Aplique o pó anti-séptico ou pomada antibiótica copiosamente em torno da ferida. Se houver qualquer sangramento das orelhas, coloque algum bem antibiótico no canal do ouvido. </li><li> Mantenha o animal aquecido como barbitúricos impedir o animal de manter a sua temperatura corporal. Casa each cronicamente implantado animal numa gaiola separada. Geralmente, leva quatro a sete dias para que o animal recuperar completamente da cirurgia. </li></ol> 6. Os resultados representativos A bem sucedida cirurgia de implante de eletrodo de silício terá gravar sites com impedâncias de medição entre 500kOhm 2MOhm, e eletrodos de filme fino entre 10kOhm-50kOhm (a 1kHz). O sinal neural pode ser verificado a cirurgia imediatamente pós também. Deverá ser capaz de ver picos sobre os eléctrodos implantados e ver oscilações de ondas lentas sobre o eléctrodo de película fina de superfície (Figura 1). <img src="/files/ftp_upload/3565/3565fig1.jpg" alt="A Figura 1" /> Figura 1. Os resultados representativos da actividade única unidade e oscilações ECOG. A) dados em banda larga a partir de 6 canais simultaneamente gravados de um eletrodo de silício crônica implantado no neocórtex. Observe que os picos pode ser visto em sites de gravação. b) EOscilações CG dos 6 canais de uma 16-canal matriz eléctrodo de película fina uECoG sobre a superfície do cérebro. A média de todos os 16 sinais foram removidos de cada traço (referência média comum), e um filtro digital 500 Hz passa baixo foi aplicado.

<ol><li>Paxinos, G. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+GA+%22The+Rat+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates%22">The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates</a>. , Sixth Edition, Academic Press. (2007).</li>
<li>Fujisawa, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavior-dependent+short-term+assembly+dynamics+in+the+medial+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Behavior-dependent short-term assembly dynamics in the medial prefrontal cortex.</a> Nat. Neurosci. 11 (7), 823-833 (2008).</li>
<li>Merrill, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+stimulation+of+excitable+tissue%3A+design+of+efficacious+and+safe+protocols%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Electrical stimulation of excitable tissue: design of efficacious and safe protocols.</a> J. Neurosci. Methods. 141, 171-171 (2005).</li>
<li>Gage, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Naive+coadaptive+cortical+control%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neural+Eng%22%5BJournal%5D)">Naive coadaptive cortical control.</a> J. Neural Eng. 2, 52-52 (2005).</li>
<li>Marzullo, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+Closed-Loop+Neural+Interface+Technology+in+a+Rat+Model%3A+Combining+Motor+Cortex+Operant+Conditioning+With+Visual+Cortex+Microstimulation%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neur.+Sys.+and+Rehab.+Eng%22%5BJournal%5D)">Development of Closed-Loop Neural Interface Technology in a Rat Model: Combining Motor Cortex Operant Conditioning With Visual Cortex Microstimulation.</a> IEEE Trans. Neur. Sys. and Rehab. Eng. 18 (2), 117-126 (2010).</li>
<li>Maynard, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Utah+intracortical+electrode+array%3A+a+recording+structure+for+potential+brain-computer+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Electroencephalogr.+Clin.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">The Utah intracortical electrode array: a recording structure for potential brain-computer interfaces.</a> Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 102, 228-239 (1997).</li>
<li>Kipke, D. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicon-substrate+intracortical+microelectrode+arrays+for+long-term+recording+of+neuronal+spike+activity+in+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Neural+Syst.+Rehab.+Eng%22%5BJournal%5D)">Silicon-substrate intracortical microelectrode arrays for long-term recording of neuronal spike activity in cerebral cortex.</a> IEEE Trans. Neural Syst. Rehab. Eng. 11 (2), 151-155 (2003).</li>
<li>Vetter, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+neural+recording+using+silicon-substrate+microelectrode+arrays+implanted+in+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans.+Biomed.+Eng%22%5BJournal%5D)">Chronic neural recording using silicon-substrate microelectrode arrays implanted in cerebral cortex.</a> IEEE Trans. Biomed. Eng. 51 (6), 896-904 (2004).</li>
</ol>

DRK é co-proprietário de NeuroNexus Technologies.

Há um interesse crescente no uso de interfaces de gravação intracortical e superfície multicanal para pesquisar o funcionamento do cérebro 2, fornecendo microstimulation 3, ou sinais de controle para sistemas de neuropróteses 4,5. Os métodos descritos neste vídeo demonstram como implantar sistemas de eléctrodos de crônicas penetrantes e de superfície. Enquanto outros sistemas de eléctrodos de silício crônicas existem 6, temos focado na implantação de eletrodos planos desenvolvidos por NeuroNexus Technologies 7,8. Técnicas para a implantação de sistemas de eléctrodos de outros irá variar consideravelmente. Dos passos cirúrgicos descritos, a montagem do animal nas barras de orelha estereotáxicas pode ser o mais difícil e, o passo mais importante na determinação da precisão da colocação dos eléctrodos implantados. Cuidado extremo deve ser tomado, por conseguinte, para assumir que cada ponta da orelha-bar está correctamente posicionada no conduto auditivo. Depois Assurance que a ponta da orelha-bar está no conduto auditivo do ouvido direito do animal, soltar o pescoço do animal com sua mão direita enquanto o polegar esquerdo eo indicador continuar a apoiar a cabeça e aplicar pressão da cabeça contra a ponta da orelha-bar. Com a mão direita, pressione a barra de orelha esquerda solta dentro do canal auditivo e aplicar pressão interna leve. Mova o lado esquerdo da cabeça do animal para baixo e para frente e ao redor até que você possa sentir o deslizamento da ponta da orelha esquerda-bar no conduto auditivo. Com a mão direita, continuar a aplicar pressão sobre a barra de orelha esquerda. Solte a cabeça do animal e, com a mão agora livre da esquerda, aperte o parafuso de fixação da barra de orelha esquerda.

<table border="1"><tbody><tr><td> Equipamento </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários </td></tr><tr><td> Parafuso de osso - # 2-56 x 3/16, Phillips pan, 18-8 S / S </td><td> BoltDepot </td><td> 7650 </td><td></td></tr><tr><td> Parafuso de osso - # 2-56 x 1/8, phillips cabeça pan, 18-8 S / S </td><td> BoltDepot </td><td> 9617 </td><td></td></tr><tr><td> Tanque de oxigênio Grande - K Tamanho </td><td> Gases criogénicos </td><td> OXKME </td><td></td></tr><tr><td> Pequeno tanque de oxigênio - E Tamanho </td><td> Gases criogénicos </td><td> OXYE-AL </td><td></td></tr><tr><td> Vannas-Tubingen Primavera Tesoura - 2,5 milímetros Blade, Angled </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 15002-08 </td><td></td></tr><tr><td> Dumont # 5 Fórceps, Teflon </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 11626-11 </td><td></td></tr><tr><td> Dumont # 5 Fórceps, Dumostar </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 11295-10 </td><td></td></tr><tr><td> Estudante Vannas Primavera Tesoura </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 91500-09 </td><td></td></tr><tr><td> Adson Pinça </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 11006-12 </td><td></td></tr><tr><td> Friendman-Pearson Ronqeur, Curvo </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 16221-14 </td><td></td></tr><tr><td> Iris Tesoura - ToughCut </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 14058-11 </td><td></td></tr><tr><td> Vannas-Tubingen Primavera Tesoura - Lâmina de 5mm, em linha reta </td><td> Fine Ciência Ferramentas </td><td> 15003-08 </td><td></td></tr><tr><td> Handle bisturi </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 10003-12 </td><td></td></tr><tr><td> Caixa de Esterilização de plástico </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 20810-02 </td><td></td></tr><tr><td> Régua de aço inoxidável </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 30086-15 </td><td></td></tr><tr><td> Probe &amp; Espátula - 14 centímetros Straight </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 10090-13 </td><td></td></tr><tr><td> Pinça hemostática reta </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 13002-10 </td><td></td></tr><tr><td> Hemostat Curvo </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 13003-10 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Micro Broca Stainless rebarbas de aço - 0,7 mm </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 19008-07 </td><td> 10/Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> Broca Micro inoxidável rebarbas de aço - 0,5 mm </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 19007-05 </td><td> 10/Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> Parafusos auto-atarrachantes óssea - 1.17mm (diam) - 4,7 mm (comprimento) </td><td> Belas Ferramentas Ciência </td><td> 19010-00 </td><td> 100/Pack </td></tr><tr valign="bottom"><td> Lágrimas artificiais </td><td> Pescador </td><td> NC9860842 </td><td> Cada </td></tr><tr valign="bottom"><td> Betadine </td><td> Pescador </td><td> 19-066452 </td><td> Garrafa </td></tr><tr valign="bottom"><td> F-AIR Filtros de Carbono </td><td> Pescador </td><td> NC9112250 </td><td> Vasilha </td></tr><tr valign="bottom"><td> Algodão aplicador Derrubado, não estéril </td> &lt;td&gt; Serviços de Material </td><td> 1104 </td><td> 10Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Gaze 2 &quot;x 2&quot; </td><td> Serviços material </td><td> 1630 </td><td> 25Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Ponta da agulha, 23 GA x 1 &quot; </td><td> Serviços material </td><td> 39412 </td><td> Vendido por Processo </td></tr><tr valign="bottom"><td> Ponta da agulha, 27 GA x 1,25 &quot; </td><td> Serviços material </td><td> 25251 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Ponta da agulha, 30 GA x 0,5 &quot; </td><td> Serviços material </td><td> 22023 </td><td> 10Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Pomada, 0,6 g antibiótico triplo </td><td> Serviços material </td><td> 2528 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Bolsa, Self Seal Esterilização Pouche<html> s, 3,5 &quot;x 8&quot; </td><td> Serviços material </td><td> 1023 </td><td> 10Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Solução de Ringer 1000ml </td><td> Serviços material </td><td> 5263 </td><td> 12Bag/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Lâmina de bisturi descartável estéril # 15 </td><td> Serviços material </td><td> 1975 </td><td> 3Box/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Sutura, Nylon Agulha w/P-3, 5-0, 18in. </td><td> Serviços material </td><td> 4618 </td><td> 12/Box </td></tr><tr valign="bottom"><td> Resguardo, descartável 23 &quot;x 36&quot; </td><td> Serviços material </td><td> 2545 </td><td> 15Pack/Case </td></tr><tr valign="bottom"><td> Lubrificante, estéril Jelly Cirúrgica </td><td> Serviços material </td><td> 2538 </td><td> 12Box/Case </td></tr>&quot;&gt; <td> Absorvível espuma de gel 2cmx6cmx7mm </td><td> Serviços material </td><td> 3107 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Seis peças Set Screwdriver Set Screw- </td><td> Nacional Jewelers Suprimentos </td><td> ETSCR98001 </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Kwik Sil adesiva </td><td> WPI </td><td> KWIK-SIL </td><td></td></tr><tr valign="bottom"><td> Kwik Sil Tubos </td><td> WPI </td><td> 600009 </td><td></td></tr><tr valign="top"><td> Crônicas de eletrodos de silicone 16 a 64 locais </td><td> NeuroNexus Technologies </td><td> Varia em Design Probe </td><td></td></tr><tr valign="top"><td> Crônicas de eletrodos de filme fino de superfície (microECoG) 16 a 32 locais </td><td> NeuroNexus Technologies </td><td> Varia em Design Probe </td><td>&nbsp;
 </td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

implante cirúrgico de crônicas eletrodos neurais para registrar a atividade única unidade e sinais eletrocorticográfica

Surgical Implantation of Chronic Neural Electrodes for Recording Single Unit Activity and Electrocorticographic Signals

O sucesso de gravações a longo prazo electrofisiológicos depende muitas vezes da qualidade da cirurgia de implante. Aqui nós fornecemos informações úteis para os cirurgiões que estão aprendendo o processo de implantação de sistemas de eléctrodos. Nós demonstramos o procedimento de implantação de ambos um penetrante e um eléctrodo de superfície. O processo cirúrgico é descrita do início ao fim, incluindo as descrições detalhadas de cada passo ao longo do procedimento. Deve também ser notado que este guia de vídeo é focado para procedimentos realizados em modelos de roedores e outros modelos animais de pequeno porte. Modificações dos procedimentos descritos são viáveis ​​para outros modelos animais.

Nós fornecemos informações úteis para os cirurgiões que estão aprendendo o processo de implantação de eletrodos de registro crônicas neurais. Técnicas para sistemas de eléctrodos de ambos penetrantes e de superfície são descritos em um modelo animal de roedores.

Implante cirúrgico de crônicas Eletrodos Neurais para registrar a atividade única Unidade e Sinais eletrocorticográfica

O sucesso de registros eletrofisiológicos de longo prazo frequentemente depende da qualidade da cirurgia de implantação. Aqui, fornecemos informações úteis para...

O objetivo geral deste procedimento é implantar um eletrodo para gravações eletrofisiológicas crônicas. Isso é realizado primeiramente anestesiando e preparando o animal para a cirurgia. Uma vez pronto, é feita uma incisão ao longo da linha média e a parte superior do crânio é exposta.Em seguida, são feitos furos para fixar parafusos e realiza-se uma craniotomia. Por fim, o eletrodo é implantado e uma capa protetora é construída com acrílico dental. Ao finalizar, os eletrodos são conectados a um sistema de aquisição de sinais, e podem ser registrados sinais eletrofisiológicos, incluindo potenciais de ação e potenciais de campo locais.A principal vantagem dos registros eletrofisiológicos crônicos é que eles nos permitem estudar animais acordados e em comportamento natural, livres de anestesia. Agora, essa abordagem pode nos ajudar a responder perguntas fundamentais em neurociência que são difíceis de determinar por meio de cirurgias agudas, como aprendizado e memória, atenção, tomada de decisão e muito mais. As cirurgias de hoje serão realizadas por Sarah Nik e Colin Stetner. Após induzir um plano cirúrgico de anestesia no animal, confirmado pela ausência de reflexo de dor por meio de uma pinça no dedo do pé, prepare o animal para a cirurgia.Apare o animal da região entre os olhos até atrás das orelhas, em seguida, aplique um lubrificante nos olhos. Depois, esfregue a área aparada três vezes, alternando entre Isop, álcool e Betadine. Fixe os dispositivos de medição e posicione o animal nas hastes estereotáxicas para as orelhas.Agora, posicione cuidadosamente cada ponta da haste auricular no ATU auditivo, primeiro movendo o animal para posicionar a primeira haste aérea e, em seguida, aplicando leve pressão para dentro para direcionar a segunda haste auricular. Segure o animal atrás das orelhas e movimente-o suavemente para frente e para trás com firmeza. Se o animal estiver montado corretamente, a cabeça parecerá rígida e fixa.Reesterilize a cabeça usando um bisturi e faça uma incisão ao longo da linha média. Use pinças para afastar a pele com swabs estéreis. Remova o tecido conjuntivo subjacente que adere ao osso.A ponta do swab pode absorver e minimizar o sangramento. Neste momento, os grampos podem ser reposicionados no tecido sob a pele; desinfete e limpe a superfície do osso utilizando peróxido de hidrogênio. Em seguida, seque o osso usando uma compressa de gaze, utilizando os pontos BMA e lambda; uma torre estereotáxica é usada para identificar a posição de perfuração da craniotomia.Uma caneta ou perfuração superficial marcará a superfície. Agora, perfure furos para parafusos no osso para fixar os parafusos de ancoragem e coloque os parafusos de terra ao redor da periferia, posicionando o parafuso de terra posterior a Lambda. Deixe a área próxima à craniotomia livre de parafusos.Após implantar os parafusos, faça a craniotomia começando por perfurar quatro marcas rasas de guia para os cantos da craniotomia, seguido pela perfuração do perímetro da craniotomia. Sempre que possível, evite o seio sagital, pois isso pode causar sangramento extenso. Agora, remova o osso central com uma pinça resistente e hidrate a dura exposta com LCR artificial ou solução salina de maneira adequada.Um pequeno gancho de 90 graus feito com uma agulha hipodérmica de calibre 28 ou menor, evitando vasos sanguíneos. Prenda a superfície da dura-máter e levante-a do cérebro. Use tesoura microcirúrgica para cortar qualquer tecido conjuntivo.O LCR vazará quando a dura for ressecada. Fixe o atuador linear motorizado em um aparelho estereotáxico. Prenda cuidadosamente o fio terra do eletrodo de silício ao redor da base do parafuso terra.O eletrodo é posicionado de modo que os cabos fiquem suspensos sobre a craniotomia. Em seguida, fixe o eletrodo de gravação ao dispositivo de inserção com PEG aquecido. Então, abaixe manualmente a ponta do eletrodo até a localização estereotáxica desejada na superfície do cérebro.Usando a interface do software do atuador linear, mova o eletrodo até a profundidade desejada no tecido cerebral. Fixe o cabo do eletrodo de gravação ao cérebro conectando-o a um parafuso adjacente com selante rápido. Após fixar, remova o eletrodo do dispositivo de inserção dissolvendo a conexão de PEG com solução salina.Levante o dispositivo de inserção do cérebro. Ao finalizar, cubra a craniotomia exposta com solução salina, espuma de gel ou um gel de alginato e aplique um polímero de silicone para cobrir e proteger cada cabo do eletrodo. Aplique acrílico para fixar o local do implante e deixe endurecer.Em seguida, posicione o conector em sua localização final e aplique acrílico dental para criar um capacete craniano resistente. Deixe a cimentação endurecer. Em seguida, prossiga com a seção intitulada Recuperação Pós-operatória.Para a implantação de um dispositivo de cinco por cinco milímetros, prepare uma craniotomia de seis por seis milímetros entre Lambda e Bgma para reduzir o tempo em que a craniotomia permanece aberta e mantê-la limpa. Aplique um acrílico dental curável por UV na periferia seca da tampa e no local da craniotomia antes da perfuração. Agora, use uma broca 1 0 7 para remover a superfície óssea no formato geral da craniotomia até atingir uma camada fina e transparente, seguida por uma broca número 1 0 6.Para finalizar o afinamento das bordas, remova o pedaço restante de osso utilizando o alicate de Kerrison. Mantenha a dura bem hidratada com solução salina artificial ou espuma encharcada em gel salino. Caso contrário, o eletrodo não deslizará pelo tecido.Usando fita estéril, fixe o eletrodo micro ECOG ao estereotáxico. Mantenha-se calmo sobre o crânio aberto. Abaixe o eletrodo, certificando-se de que os sítios do eletrodo estejam voltados para baixo, para entrar em contato com as superfícies da dura-máter ou da película.Agora, coloque pequenos pedaços de espuma de gel umedecida com solução salina ao redor do eletrodo onde houver dura-máter ou tecido exposto e sobre o eletrodo de filme fino. Em seguida, estabilize o capacete craniano aplicando acrílico dental fotopolimerizável sobre a espuma de gel e até o conector. Tenha cuidado para não cobrir o conector além da base do capacete.Deixe os parafusos descobertos e acessíveis aos fios. Uma vez que a cápsula esteja estável, corte a fita e afaste a torre. Conecte o fio terra a qualquer parafuso que toque a dura envolvendo-o ao redor desse parafuso pelo menos três vezes, por cima e por baixo de si mesmo.Em seguida, conecte o fio de referência a outro parafuso da mesma maneira. Por fim, o capuz é finalizado com um pouco de acrílico adicional. Uma vez que o cimento tenha endurecido, o local cirúrgico estará pronto para o fechamento.Para iniciar a recuperação pós-operatória, remova o animal da estrutura. Mantenha o animal aquecido e forneça oxigênio suplementar até que o animal consiga manter independentemente níveis normais de oxigênio. Aloje cada animal com implante crônico em uma gaiola separada.Normalmente, leva de quatro a sete dias para o animal se recuperar completamente da cirurgia. Um implante bem-sucedido apresentará impedâncias previsíveis medidas a um quilohertz imediatamente após a cirurgia. O sinal neural mostra picos nos eletrodos implantados e oscilações de onda lenta no eletrodo de superfície de filme fino.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como realizar cirurgias crônicas com prática. Você deverá ser capaz de concluí-la em algumas horas.

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Neurociência

Este vídeo demonstra um protocolo para implantar eletrodos eletrocorticográficos no córtex cerebral de camundongos para registrar sinais elétricos em resposta a vírus adeno-associados que visam e manipulam a expressão da cofilina.

Implantação de eletrodos em um córtex de camundongo para registros eletrocorticográficos

Este vídeo demonstra o método de implantação de um sistema de eletrodos na cabeça em um rato anestesiado para detecção de convulsões em tempo real. O procedimento inclui a colocação de eletrodos de estimulação e gravação, prendendo-os com cimento dental e conectando-os a um amplificador montado na cabeça.

Implantando um sistema de eletrodo na cabeça em um modelo de rato para detecção de convulsões em tempo real

Revestimentos de eletrodos diferentes afetar o desempenho de gravação neural através de alterações nas propriedades eletroquímicas, químicas e mecânicas. Comparação de eléctrodos in vitro é relativamente simples, no entanto Comparação in vivo da resposta é tipicamente complicada pelas variações de distância entre os eléctrodos / neurónio e entre animais. Este artigo fornece um método robusto para comparar eletrodos de registro neurais.

Um Método para Sistemática de Eletroquímica e eletrofisiológica Avaliação do Neurais gravação Eletrodos

Os pacientes implantados com eletrodos intracranianos oferecem uma oportunidade única para gravar dados neurológicos de várias áreas do cérebro, enquanto o paciente realiza tarefas comportamentais. Aqui, apresentamos um método de gravação de pacientes implantados que podem ser reprodutível em outras instituições com acesso a esta população de pacientes.

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Nós projetamos um procedimento em que um cadáver humano formaldeído-fixo é usado para ajudar os neurocirurgiões em treinamento para a implantação de matrizes de microeletrodos no córtex do cérebro humano.

Treinamento cirúrgico para implantação de microeletrodos Neocortical matrizes usando um modelo de cadáver humano formaldeído-fixo

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Estimulação elétrica transcraniana crônica e gravação Intracortical em ratos

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É descrito abaixo um método para a implantação de matrizes múltiplas do elétrodo do polímero através das regiões anatomicamente distantes do cérebro para a gravação eletrofisiológicos crônica em ratos livremente moventes. A preparação e a implantação cirúrgica são descritas detalhadamente, com ênfase nos princípios de design para orientar a adaptação desses métodos para uso em outras espécies.

Implante crônico de matrizes flexíveis múltiplas do elétrodo do polímero

Aqui, apresentamos um método para avaliação de desempenho e segurança a longo prazo de arranjos de eletrodos subdurais moles em um modelo minipig, descrevendo método cirúrgico e ferramentas, ressonância magnética pós-operatória, eletrofisiologia do córtex auditivo, propriedades eletroquímicas do implante e imunoquímica post-mortem.

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Aprenda a implantar eletrodos neurais crônicos em roedores para registrar atividade de unidade única e sinais eletrocorticográficos. Este método permite estudar animais acordados e em comportamento livre de anestesia.

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