Name: Estimulação elétrica transcraniana crônica e gravação Intracortical em ratos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 51 s
Description: Aprenda a fabricar e implantar eletrodos de estimulação transcraniana crônica em ratos livremente móveis. Este método permite estudar efeitos de longo prazo da estimulação elétrica em redes cerebrais para aplicações terapêuticas.

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Este trabalho foi apoiado pelo EU-FP7-ERC-2013-começando grant (No.337075), o programa 'Momentum' da Academia húngara de Ciências (LP2013-62) e o grant GINOP-2.3.2-15-2016-00018. Agradecemos a Máté Kozák para documentar a estimulação e gravação eletrodos e Mihály Vöröslakos o debate frutífero durante o projeto de protocolo.

Todos os métodos aqui descritos estão em conformidade com as directivas do Conselho das Comunidades Europeias (86/609 ECC) e foram aprovados pelo Comitê de ética para a investigação do Animal no centro farmacêutico da Universidade de Albert Szent-Györgyi Medical e Szeged (XIV/218/2016).
1. fabricação de eletrodos de estimulação
<ol><li>Para fazer uma estimulação eletrodo, corte seis pedaços de 10 cm longo dos fios de ligação em miniatura, remover de 2 cm de revestimento em uma extremidade e 1 cm na outra extremidade.</li>
	<li>Torça os dois cabos juntos e solda-los no lado mais curto pelado.</li>
	<li>Adquira uma tira de três embalagens de fita de qualquer circuito integrado com caso de SOT-353.</li>
	<li>Costure os fios torcidos através de três orifícios do pacote. O segmento mais descascado dos fios deve ser nas cavidades do pacote. Posicione os cabos para que o fim do isolamento está alinhado com a borda dos furos.</li>
	<li>Coloque o cimento dental dos furos para fixar os fios. Atenção: O cimento dental deve ser denso o bastante para evitar vazamento na cavidade do pacote.</li>
	<li>Uma vez que o cimento é solidificado (mínimo 10 min), virar o pacote e coloque uma camada fina de cola no buraco para formar um selo à prova d'água para o cimento poroso. Evite a colagem dos fios descascados.</li>
	<li>Torcer os cabos juntos no lado mais curto pelado e solda-los (figura 1A).</li>
	<li>Pegar mais pelado segmento dos fios com a ponta da pinça fina, rolá-los ao redor e envolvê-los em cavidades (figura 1B). Corte o cabo em excesso, se necessário.</li>
</ol>2. fabricação de eletrodos gravação
<ol><li>Para fazer a gravação de um eletrodo de triplet (Figura 1-D), cortar uma parte longa de um cm de tubo de aço inoxidável usando rotativo de alta velocidade vi. Retire as extremidades do tubo com uma agulha afiada a barbatana e certifique-se de que o tubo está limpa de detritos e completamente permeável. Nota: Não use alicate, como eles vão distorcer o tubo.</li>
	<li>Dobre um pino de espaçador placa banhado a ouro com um comprimento mínimo de 3 cm, para formar um suporte J-forma. Cortar a perna mais comprida da forma 'J' e solda-lo juntos para voltar a forma original para fazer uma destacável junção entre a parte do tempo linear, que será realizada pelo dispositivo estereotáxica, e a forma de 'U', que vai segurar o eletrodo e servir como um ponto de ancoragem . Cola o tubo e a perna mais curta do titular 'J' juntos. Cole algumas barras de tempo adicional de 1 cm, se necessário, para a estabilidade.</li>
	<li>Corte 3 pedaços de fios de eletrodo longa 2,5 cm com aço inoxidável, tesoura ultrafinas. Certifique-se que é um corte de claro e nítido, e o isolamento está intacto na superfície circular do arame eletrodo. Também certifique-se de que a ponta de corte não está dobrada devido a força aplicada. Dobre 1 ou 2 milímetros em uma extremidade de cada um dos fios em ângulos diferentes (por exemplo, um direto de esquerda, um 45 ° e um ângulo reto) para torná-los distinguishable.</li>
	<li>Encha o tubo com os fios, escolha um espaçamento adequado dos eletrodos para o experimento (por exemplo, para o potencial cortical local campo (LFP) e registro atual de fonte densidade (CSD), o recomendado protrusão das pontas dos fios da abertura do tubo: 4,5 mm, 4,1 mm e 3,7 mm, respectivamente). Nota que fio corresponde a qual profundidade para a manutenção de uma ordem de canal adequado.</li>
	<li>Uma vez que os fios alinham ao lado do outro e são paralelos com o tubo, para consertar os fios do eléctrodo, coloque uma gota de cola líquida em ambas as extremidades do tubo com uma agulha afiada. Certifique-se de que a cola está fluindo para dentro do tubo devido ao efeito capilar, mas não no sentido dos locais de gravação nas extremidades salientes.</li>
	<li>Prepare uma placa de interface de eletrodo com uma adequada microconnector compatível com o sistema de gravação para ser usado.</li>
	<li>Introduza as extremidades não-gravação, dobradas dos fios nos furos da placa de interface de eletrodo correspondente ao canal de gravação desejado. Quando todos os fios estão em posição, empurre os pinos ouro nos orifícios com uma pinça. Nota: Os pinos de ouro podem ser fixados no lugar usando cimento dental, mas na maioria dos casos, é bastante estável mesmo sem esta etapa de segurança.</li>
</ol>3. anestesia
<ol><li>Coloque o animal em uma câmara de indução de anestesia selado e preenchê-lo com 4-5% de isoflurano em 2 L/min de ar médico.</li>
	<li>Quando o rato está reclinado, remover o animal da câmara e colocá-lo em uma armação estereotáxica com um pedaço do nariz de ventilação adequada.</li>
	<li>Defina o nível de isoflurano para 2%, embora a taxa de fluxo de ar deve permanecer o mesmo. Verifique o nível de anestesia. Se há uma ausência de reflexo de retirada da pata em resposta a beliscar, continuar, caso contrário, aumentar a profundidade da anestesia.</li>
	<li>Monitorar e manter a temperatura do corpo do rato a 37 ± 0,5 ° C, com um sistema de monitoramento homeotérmicos. Aplique uma gota de pomada de parafina sobre os olhos para evitar a dessecação da córnea. Repita este procedimento durante a cirurgia várias vezes, se necessário.</li>
	<li>Injecte por via subcutânea atropina 0,3 mg/kg para evitar a formação de muco nas vias aéreas. Repita isto a cada 4 horas em caso de cirurgias mais tempo. Monitorar a respiração e ajustar o vaporizador, se necessário.</li>
</ol>4. a implantação da estimulação e eletrodos de gravação
Nota: Autoclave cirúrgico todo necessário instrumentos e siga atentamente as regras gerais de assepsia e anti-sepsia durante todo o processo. Evite tocar não estéreis áreas fora da área cirúrgica. Mergulhe os eléctrodos em álcool etílico (70%) por 30 min antes da implantação.
<ol><li>Remova a maioria dos cabelos do couro cabeludo com um aparador de cabelo. Aplicar o creme depilatório no couro cabeludo, espalhe uniformemente sobre a superfície e aguarde alguns minutos. Use uma espátula para remover suavemente o creme e o restante do cabelo. Enxague a pele com água, em seguida, com desinfetante.</li>
	<li>Injetar lidocaína a 1-2% (não exceder uma dose total de 7 mg/kg) por via subcutânea para anestesiar a pele. Aplique uma gota de pomada de veterinário para os olhos (por exemplo, parafina).</li>
	<li>Fazer uma incisão sagital long (~ 2 cm) e uma completa na linha média com um bisturi, da testa ao pescoço. Dissecar os tecidos incluindo o periósteo do crânio e, em seguida, usando um formão ou dente uma pinça limpa a área entre as cristas dos dois ossos temporal. Manter o crânio exposto pelo retraindo a pele dissecada usando quatro os bulldogs.</li>
	<li>Delicadamente, coloque a pinça fina entre a borda íngreme do osso temporal e os músculos e separá-los. Faça movimentos de agitação para expor tanto da grande superfície do osso temporal, quanto possível, de preferência da borda do osso occipital ao plano das suturas coronal, sem danificar os músculos.</li>
	<li>Coloque afastadores bitemporally para manter os ossos temporais expostos.</li>
	<li>Enxaguar a superfície do crânio com 1-2 mL 3% H2O2, depois lave-o com 1-2 mL de água.</li>
	<li>Secar a superfície dos ossos temporal muito cuidadosamente, enxugar a umidade com varas oculares. Teste se os eletrodos de estimulação se encaixa sobre a superfície do crânio vertical limpo (a borda superior do eletrodo estimulação deve ser alinhado com a borda da crista do osso temporal). Reajuste os bulldogs e os retractores ou moldar os eletrodos de estimulação com tesoura, se necessário.</li>
	<li>Encha as cavidades da estimulação eletrodos com electroconductive gel e colocar uma camada fina de cola para a borda dos eletrodos.</li>
	<li>Coloque o eletrodo de estimulação sobre a superfície seca do osso temporal com um movimento de precisão e segure-o firmemente no lugar por um minuto com pinça fina. Certifique-se de que nenhuma umidade está em contato com a cola. Esfregar com varas oculares, se necessário. Atenção: no caso de qualquer instabilidade do eléctrodo é experiente, removê-lo. Após a limpeza do osso, repita essa etapa com um novo eletrodo de estimulação.</li>
	<li>Colocar cimento dental sobre as bordas do eletrodo estimulação, enquanto a umidade está vaza dos tecidos é continuamente secou com varas oculares. Cobrir o eletrodo de estimulação todo com cimento.</li>
	<li>Depois que o cimento é completamente endurecido, repita essas etapas no lado contralateral.</li>
	<li>Faça alguns furos por todo o crânio para parafusos de ancoragem. Dirija os parafusos em miniatura nos furos e colocar cimento dental sobre eles. Uso um diâmetro menor de ~ 10% broca em relação ao diâmetro do parafuso.</li>
	<li>Dependendo da finalidade dos experimentos, um conector para as extremidades dos cabos de solda, coloque-o sobre a superfície e cobrir com cimento, ou continuar a implantar a gravação eletrodos e fibras ópticas ou preparar uma janela craniana sobre o crânio. Neste último caso, os conectores de solda e ancorá-los para a construção de apenas no final. Em caso de necessidade de longo prazo gravações simultâneas de TES e LFP, implante os trigêmeos eletrodo acima mencionadas, em vez de fios simples. Nota: Esta configuração permite a remoção de de artefatos de estimulação de modo comum8. Para os detalhes da implantação do eletrodo de gravação, consulte anteriores protocolos14,15.</li>
	<li>Lave os tecidos expostos abundantemente com desinfetante. Injetar lidocaína a 1-2% (não exceder uma dose total de 7 mg/kg) por via subcutânea.</li>
	<li>Debride bordas da ferida e fechá-los com suturas interrompidas simples ao redor do implante/conector. Desinfecte a ferida com iodo-povidona.</li>
	<li>Injete carprofene 5 mg/kg por via subcutânea. Repeti se necessário. Nota: Quaisquer outros analgésicos podem ser usados correspondência aos requisitos definidos pelo Conselho local permissão ético.</li>
	<li>Suspender a anestesia, liberar o earbars e o inalador nasal e colocar o animal em uma gaiola de recuperação pós-operatória para recuperar a consciência.</li>
	<li>Certifique-se de que o animal está sob vigilância durante as primeiras horas de pós-operatório. Continue a monitorar a área de implante periodicamente. Nota: O animal não deve ser deixado sem supervisão até que recuperou a consciência suficiente para manter a prostração esternal. Casa do animal individualmente até a recuperação completa do procedimento.</li>
</ol>

<ol><li>Ozen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+electric+stimulation+entrains+cortical+neuronal+populations+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+neuroscience+%3A+the+official+journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Transcranial electric stimulation entrains cortical neuronal populations in rats.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 30 (34), 11476-11485 (2010).</li>
<li>Ali, M. M., Sellers, K. K., Frohlich, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+alternating+current+stimulation+modulates+large-scale+cortical+network+activity+by+network+resonance%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+neuroscience+%3A+the+official+journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Transcranial alternating current stimulation modulates large-scale cortical network activity by network resonance.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 33 (27), 11262-11275 (2013).</li>
<li>Helfrich, R. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Entrainment+of+brain+oscillations+by+transcranial+alternating+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Current+biology+%3A+CB%22%5BJournal%5D)">Entrainment of brain oscillations by transcranial alternating current stimulation.</a> Current biology : CB. 24 (3), 333-339 (2014).</li>
<li>Bikson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+direct+current+stimulation+for+major+depression%3A+a+general+system+for+quantifying+transcranial+electrotherapy+dosage%5BTitle%5D)+AND+%22Current+treatment+options+in+neurology%22%5BJournal%5D)">Transcranial direct current stimulation for major depression: a general system for quantifying transcranial electrotherapy dosage.</a> Current treatment options in neurology. 10 (5), 377-385 (2008).</li>
<li>Lefaucheur, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence-based+guidelines+on+the+therapeutic+use+of+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+neurophysiology+%3A+official+journal+of+the+International+Federation+of+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS).</a> Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 128 (1), 56-92 (2017).</li>
<li>Kuo, M. F., Nitsche, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+transcranial+electrical+stimulation+on+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+EEG+and+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Effects of transcranial electrical stimulation on cognition.</a> Clinical EEG and neuroscience. 43 (3), 192-199 (2012).</li>
<li>Sandrini, M., Fertonani, A., Cohen, L. G., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Double+dissociation+of+working+memory+load+effects+induced+by+bilateral+parietal+modulation%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropsychologia%22%5BJournal%5D)">Double dissociation of working memory load effects induced by bilateral parietal modulation.</a> Neuropsychologia. 50 (3), 396-402 (2012).</li>
<li>Berenyi, A., Belluscio, M., Mao, D., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Closed-loop+control+of+epilepsy+by+transcranial+electrical+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Closed-loop control of epilepsy by transcranial electrical stimulation.</a> Science. 337 (6095), New York, N.Y. 735-737 (2012).</li>
<li>Kozak, G., Berenyi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+efficacy+of+closed+loop+electrical+stimulation+for+long-term+treatment+of+absence+epilepsy+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+reports%22%5BJournal%5D)">Sustained efficacy of closed loop electrical stimulation for long-term treatment of absence epilepsy in rats.</a> Scientific reports. 7 (1), 6300(2017).</li>
<li>Fertonani, A., Ferrari, C., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+do+you+feel+if+I+apply+transcranial+electric+stimulation%3F+Safety%2C+sensations+and+secondary+induced+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+neurophysiology+%3A+official+journal+of+the+International+Federation+of+Clinical+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">What do you feel if I apply transcranial electric stimulation? Safety, sensations and secondary induced effects.</a> Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 126 (11), 2181-2188 (2015).</li>
<li>Marshall, L., Binder, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contribution+of+transcranial+oscillatory+stimulation+to+research+on+neural+networks%3A+an+emphasis+on+hippocampo-neocortical+rhythms%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+human+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Contribution of transcranial oscillatory stimulation to research on neural networks: an emphasis on hippocampo-neocortical rhythms.</a> Frontiers in human neuroscience. 7, 614(2013).</li>
<li>Reato, D., Rahman, A., Bikson, M., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+weak+transcranial+alternating+current+stimulation+on+brain+activity-a+review+of+known+mechanisms+from+animal+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+human+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Effects of weak transcranial alternating current stimulation on brain activity-a review of known mechanisms from animal studies.</a> Frontiers in human neuroscience. 7, 687(2013).</li>
<li>Thut, G., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+insights+into+rhythmic+brain+activity+from+TMS-EEG+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+cognitive+sciences%22%5BJournal%5D)">New insights into rhythmic brain activity from TMS-EEG studies.</a> Trends in cognitive sciences. 13 (4), 182-189 (2009).</li>
<li>Gage, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surgical+implantation+of+chronic+neural+electrodes+for+recording+single+unit+activity+and+electrocorticographic+signals%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (60), (2012).</li>
<li>Vandecasteele, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (61), e3568(2012).</li>
<li>Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+Continuous+EEG+Monitoring+in+Small+Rodent+Models+of+Human+Disease+Using+the+Epoch+Wireless+Transmitter+System%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (101), e52554(2015).</li>
<li>Ung, K., Arenkiel, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber-optic+implantation+for+chronic+optogenetic+stimulation+of+brain+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Fiber-optic implantation for chronic optogenetic stimulation of brain tissue.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (68), e50004(2012).</li>
<li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+craniotomy+surgery+procedure+for+chronic+brain+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+visualized+experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (12), (2008).</li>
</ol>

Antal Berényi é o proprietário e fundador da Amplipex Ltd, uma empresa de fabricação em grande escala amplificadores multiplexação de sinais. Gábor Kozák e Tamás Földi não têm nada para divulgar.

A etapa mais crítica do presente protocolo é a colagem do pacote de eletrodos na superfície do osso. No caso de selagem inadequada, uma lacuna é formada entre os eléctrodos e o osso e tecido de cicatrização secundário pode crescer a esta lacuna, o que diminui a qualidade da estimulação. A superfície do osso deve ser completamente seca durante as etapas de colagem sobre o pacote, e no caso de experimentando instabilidade dos eletrodos, deve ser removido e substituído com um novo pacote para obter os melhores resultados.</...

Estimulação elétrica transcraniana (TES) é uma abordagem metodológica valiosa para influenciar a atividade cerebral de forma temporalmente restrita. Dependendo do tamanho e posicionamento dos eléctrodos de estimulação, TES podem afetar volumes de cérebro grande e arrastar populações neuronais difusamente1,2,3. Transcraniana por corrente contínua estimulação já medicamente é aprovada para o tratamento do transtorno depressivo maior4,5e muitos estudos enfocam mostrando os efeitos cognitivos de estimulação transcraniana em seres humanos6 , 7. Além disso, prometendo resultados foram relatados sobre o potencial de TES no controle de crises epilépticas8,9.
Apesar da intensa pesquisa, ainda há muitas questões abertas sobre o mecanismo detalhado de ação, efeitos colaterais e o resultado a longo prazo da aplicação deste método10,11,12. Portanto, é criticamente importante ter um protocolo robusto, reprodutível para investigar os efeitos de SMT em modelos animais. Dado que muitas doenças (por exemplo, depressão, epilepsia e esquizofrenia) só podem ser investigadas extensivamente em animais acordados, e a natureza dessas condições médicas geralmente requerem tratamento a longo prazo, nós fornecemos um protocolo para crônica implante de eletrodos de transcraniana em ratos. O método apresentado aqui pode ser usado para estudos comportamentais ou pode ser combinado com implante de eletrodos de gravação (ou seja,fios, sondas de silicone, eletrodos de juxtacellular) ou com windows cranianas crônicas para experimentos eletrofisiológicos e imagem estudos, respectivamente. Dependendo do design experimental, o sincronismo dos estímulos pode ser aleatórios ou acionados por eventos para pistas comportamentais específicas, ou para as características eletrofisiológicas do cérebro particular Estados (convulsões, oscilações de theta)8, 11 , 13.
É importante mencionar que, em contraste com a abordagem humana atualmente usada, que usa uma encarnação de eletrodos colocados na pele, aqui nós mostramos um método que emprega mal o direito de implantação subcutânea sobre a superfície do osso temporal, desde ratos tolera qualquer coisa colocada na sua pele que é facilmente acessível usando suas patas.
Em consonância com os princípios de substituição, redução e refinamento, devido à natureza crônica de implantação, este método ajuda a reduzir o número de animais, desde que cada animal pode ser recrutado em diferentes condições experimentais por meses, permitindo o uso de menos animais para testar várias hipóteses.
No presente estudo, nós fornecemos um protocolo detalhado, passo a passo do eletrodo de estimulação transcraniana fabricação (figura 1A-B) e demonstrar a implantação crônica desses eletrodos sobre os ossos temporais de um six-month-old rato de Long-Evans masculino.

<table><tbody><tr><td>Cianoacrilato líquido</td><td>Henkel</td><td>Loctite 401</td><td></td></tr><tr><td>Gel de cianoacrilato</td><td>Henkel</td><td>Loctite 454</td><td></td></tr><tr><td>Fio para eletrodos de estimulação</td><td>Phoenix Wire Inc.</td><td>36744MHW - Espaçador de placa de fio de conexão microminiatura de PTFE</td> E-tec Interconnect SP1-020-S378 / 01-55 Conector E-tec Interconnect P2510I-02 Embalagem de fita para eletrodos de estimulação Nexperia 74HC1G00GW A embalagem de fita de qualquer circuito integrado com caixa SOT-353 pode ser usada Cimento de aderência Calafetagem de grau industrial Dentsply <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>675571 (pó) 675572 (solvente)</td><td></td></tr> <tr><td>Gel eletrocondutor</td><td>Rextra</td><td>ECG Gel</td><td></td></tr><tr><td>Fio de eletrodo de gravação</td><td>California Fine Wire Co.</td><td>.002 (50 mícrons) Tungstênio 99,95% (Material CFW #: 100-211), HMl-Natural, cortado em pedaços de 3,0 polegadas, Redondo, Peça de comprimento cortado fio Tesoura</td><td></td></tr><tr><td>ultrafina Instrumento</td><td>Hammacher</td><td>Aço inoxidável HSB 544-09</td><td></td></tr><tr><td>Tubo de aço inoxidável</td><td>Vita Needle Company</td><td>29 RW, Tubulação 304SS, T.I.G. Soldado e Plugue</td><td></td></tr><tr><td>Serra rotativa de alta velocidade</td><td>Dremel</td><td>Modelo # 395</td><td></td></tr><tr><td>Suporte para serra rotativa</td><td>Dremel</td><td>Modelo # 220</td><td></td></tr><tr><td>Roda de corte da serra rotativa</td><td>Dremel</td><td>Modelo # 409</td><td></td></tr><tr><td>Varas oculares</td><td>Lohmann-Rauscher</td><td>Pro-ophta Varas oculares</td><td></td></tr><tr><td>Desinfetante húmido</td><td>Egis</td><td>Betadine</td><td></td></tr><tr><td>Desinfetante seco</td><td>Wagner Pharma</td><td>Reseptil-ureia</td><td></td></tr><tr><td>Máquina de perfuração</td><td>NSK-Nakanishi Portugal</td>Pacote <td></td><td>Vmax35RV</td></tr><tr><td>Parafusos de ancoragem</td><td>Antrin Miniature Specialties, Inc.</td><td>000-120x1/16 SL BIND MS SS</td><td></td></tr></tbody></table>

estimulação elétrica transcraniana crônica e gravação intracortical em ratos

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Estimulação elétrica transcraniana (TES) é uma abordagem relativamente simples e poderosa para influenciar difusamente atividade cerebral aleatoriamente ou de forma acionados por eventos de ciclo fechado. Embora muitos estudos concentram-se os possíveis benefícios e efeitos colaterais de TES em cérebros saudáveis e patológicos, há ainda muitas questões fundamentais sobre o mecanismo de ação da estimulação. Portanto, há uma clara necessidade de um método robusto e reprodutível para testar o aguda e os efeitos crônicos de TES em roedores. TES podem ser combinados com regulares técnicas comportamentais, eletrofisiológicas e de imagem para investigar as redes neuronais em vivo. O implante de eletrodos de estimulação transcraniana não impõe restrições extras sobre o delineamento experimental enquanto oferece uma ferramenta versátil, flexível para manipular a atividade cerebral. Aqui nós fornecemos um protocolo detalhado, passo a passo para fabricar e implante de eletrodos de estimulação transcraniana para influenciar a atividade cerebral de forma temporalmente restrita por meses.

O implante de eletrodos de estimulação crônica (figura 1B) pode ser combinado com implantação adicional de gravação de eletrodos (Figura 1-D). Essas configurações são adequadas para formar a gravação por demanda e sistemas de estimulação para interferir com as atividades específicas do cérebro. Aqui nós apresentamos resultados representativos de uma epilepsia de loop fechado sistema de detecção e intervenção, apl...

Este protocolo detalhado descreve a colocação de eletrodos de estimulação transcraniana no osso temporal a fim de investigar os efeitos a curto e longo prazo da estimulação elétrica transcraniana em ratos movimentando-se livremente.

Estimulação elétrica transcraniana crônica e gravação Intracortical em ratos

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

O objetivo geral deste procedimento é mostrar um protocolo passo a passo para fabricar e implantar eletrodos de estimulação transcraniana crônica. Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da neuroestimulação, como os efeitos a longo prazo da estimulação elétrica transcraniana difusa direcionada temporalmente. A principal vantagem desta técnica é que o pequeno tamanho do implante torna este método adequado para ser combinado com técnicas eletrofisiológicas optogenéticas e de imagem regulares em animais em movimento livre.As implicações desta técnica estão centradas na terapia da epilepsia, depressão e outros distúrbios neuropsicológicos, pois é capaz de influenciar prontamente as redes cerebrais em grande escala. Para fazer um eletrodo de estimulação, corte seis pedaços de 10 centímetros de comprimento de fios de conexão em miniatura. Remova dois centímetros do revestimento em uma extremidade e um centímetro na outra extremidade.Em seguida, torça dois cabos juntos e solde-os com o lado descascado mais curto. Depois, adquira uma tira de três embalagens de fita de qualquer circuito integrado com caixa SOT-353. Costure os fios trançados nos três orifícios da embalagem.O segmento descascado mais longo dos fios deve estar nas cavidades da embalagem. Posicione o cabo de forma que a extremidade do isolamento fique alinhada com a borda dos orifícios. Em seguida, aplique cimento dental nos furos para fixar os fios.Assim que o cimento estiver solidificado, vire a embalagem para inserir uma fina camada de super cola no orifício para formar uma vedação do tipo água em direção ao cimento poroso. Evite colar os fios descascados. Depois disso, torça os cabos juntos no lado descascado mais curto e solde-os.Pegue o segmento mais longo e descascado dos fios com a ponta de uma pinça fina. Enrole-os e envolva-os nas cavidades. Corte o excesso de cabo, se necessário.Para fazer um eletrodo tripleto de gravação, corte um pedaço de tubo de aço inoxidável de um centímetro de comprimento usando uma serra rotativa de alta velocidade. Remova a aleta das extremidades do tubo com uma agulha afiada e certifique-se de que o tubo esteja livre de detritos e completamente permeável. Dobre o pino espaçador da placa banhado a ouro com o comprimento mínimo de três centímetros para formar um suporte em forma de J.Corte a perna mais longa da forma de J e solde-a para obter de volta a forma original para fazer uma junta destacável entre a parte linear longa, que será mantida pelo dispositivo estereotáxico, e a forma de U, que segurará o eletrodo e servirá como ponto de ancoragem. Em seguida, cole o tubo e a perna mais curta do suporte em J. Cole algumas barras adicionais de um centímetro de comprimento, se necessário, para estabilidade.Em seguida, corte três pedaços de fios de eletrodo de 2,5 centímetros de comprimento com uma tesoura ultrafina de aço inoxidável. Certifique-se de que seja um corte claro e nítido e que o isolamento esteja intacto na superfície circular do fio do eletrodo. Além disso, certifique-se de que a ponta cortada não esteja dobrada devido à força aplicada.Dobre um ou dois milímetros em uma extremidade de cada um dos fios em ângulos diferentes para torná-los distinguíveis. Em seguida, preencha o tubo com os fios e escolha um espaçamento adequado dos eletrodos para o experimento. Observe qual fio corresponde a qual profundidade para manter uma ordem de canal adequada.Uma vez que os fios se alinham um ao lado do outro e estão paralelos ao tubo, fixe os fios do eletrodo colocando uma única gota de super cola líquida em ambas as extremidades do tubo com uma agulha afiada. Certifique-se de que a cola esteja fluindo para dentro do tubo devido ao efeito capilar, mas não em direção aos locais de gravação nas extremidades salientes. Prepare uma placa de interface de eletrodo com um microconector adequado compatível com um sistema de registro a ser usado.Em seguida, introduza as extremidades dobradas dos fios nos orifícios da placa de interface do eletrodo correspondentes ao canal de gravação desejado. Quando todos os fios estiverem na posição, empurre os pinos dourados nos orifícios com uma pinça. Neste procedimento, remova a maior parte do cabelo do couro cabeludo do animal com uma máquina de cortar cabelo.Em seguida, aplique creme depilatório no couro cabeludo. Espalhe uniformemente na superfície e aguarde alguns minutos. Use uma espátula para remover suavemente o creme e o cabelo restante.Enxágue a pele com desinfetante. Injete 1 a 2% de lidocaína por via subcutânea para anestesiar a pele. Em seguida, aplique uma única gota de pomada veterinária em cada olho.Faça uma incisão sagital completa e longa ao longo da linha média com um bisturi da testa ao pescoço. Em seguida, disseque os tecidos, incluindo o periósteo do crânio. Em seguida, usando um cinzel ou pinça de dente, limpe a área entre as cristas dos dois ossos temporais.Mantenha o crânio exposto retraindo a pele dissecada usando quatro buldogues. Coloque delicadamente as pinças finas entre a borda íngreme do osso temporal e os músculos e separe-os. Faça movimentos de agitação para expor o máximo possível da grande superfície do osso temporal, de preferência da borda do osso occipital até o plano das suturas coronais sem danificar os músculos.Em seguida, coloque os afastadores bitemporalmente para manter os ossos temporais expostos. Enxágue a superfície do crânio com um a dois mililitros de peróxido de hidrogênio a 3%. Em seguida, lave-o com um a dois mililitros de água com muito cuidado e deixe a superfície dos ossos temporais limpar a umidade com bastões oculares.Em seguida, teste se os eletrodos de estimulação se encaixam na superfície vertical limpa do crânio. A borda superior do eletrodo de estimulação deve estar alinhada com a borda da crista do osso temporal. Reajuste os buldogues e os afastadores, ou molde os eletrodos de estimulação com tesoura, se necessário.Em seguida, preencha as cavidades dos eletrodos de estimulação com gel eletrocondutor. E coloque uma fina camada de cola na borda dos eletrodos. Coloque o eletrodo de estimulação na superfície seca do osso temporal com um movimento preciso e segure-o firmemente no lugar por um minuto com uma pinça fina.Certifique-se de que não há umidade em contato com a cola e limpe com bastões oculares, se necessário. Certifique-se de que o eletrodo de estimulação esteja uniformemente colado ao osso temporal seco. Limpe a umidade com frequência e retraia os tecidos circundantes com cuidado.Peça ajuda, se necessário. Depois disso, aplique cimento dental nas bordas do eletrodo de estimulação enquanto a umidade vazada dos tecidos é continuamente seca com bastões oculares. Cubra todo o eletrodo de estimulação com cimento.Depois que o cimento estiver completamente endurecido, repita essas etapas no lado contralateral. Posteriormente, usando uma cabeça de broca de diâmetro 10% menor em comparação com o diâmetro do parafuso, faça alguns furos em todo o crânio para ancorar os parafusos. Insira parafusos em miniatura nos orifícios e aplique cimento dental sobre eles.Em seguida, continue com a implantação dos eletrodos de registro. Solde os conectores e prenda-os à construção no final. Em seguida, lave abundantemente os tecidos expostos com desinfetante.Injete 1 a 2% de lidocaína por via subcutânea. Em seguida, para criar bordas enroladas, envolva-as com suturas simples interrompidas ao redor do implante do conector. Em seguida, desinfete a ferida com iodopovidona.Aqui, mostramos os resultados representativos de um sistema de detecção e intervenção de crises epilépticas de circuito fechado, aplicado em ratos Long-Evans, expressando convulsões espontâneas. Este trem é conhecido por mostrar os sintomas comportamentais em padrões eletrográficos de epilepsia de ausência, chamados de pico e descarga de onda. Aqui são mostrados os traços LFP da intervenção convulsiva, demonstrando o desempenho estável dos estímulos temporalmente direcionados na interrupção das convulsões por 16 semanas.Isso demonstra a robustez e confiabilidade dos eletrodos de estimulação implantados. Para contextualizar esses resultados, aqui está a gravação de um experimento abortado em que o tecido secundário cresceu entre o osso temporal e a superfície do eletrodo, devido à vedação e cimentação inadequadas dos eletrodos. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como implantar eletrodos de estimulação transcraniana.Após este procedimento, outros métodos, como implantação de eletrodos de registro ou janelas cranianas, podem ser realizados para registrar diferentes modalidades durante a estimulação.

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JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

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

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

Fonte: Fritsch, B. et al. Estimulação elétrica cerebral transcraniana em roedores alertas. J. Vis. Exp. (2017)Este vídeo demonstra a implantação de eletrodos e a aplicação de estimulação elétrica transcraniana (tES) no córtex motor de ratos alertas. Ele descreve as etapas envolvidas na colocação do eletrodo, na administração da estimulação e na ativação neuronal e microglial resultante, destacando seu potencial neuroterapêutico.

Estimulação elétrica transcraniana do córtex motor em um rato acordado

Fonte: Beom, J., et al. Estimulação magnética transcraniana repetitiva no hemisfério unilateral do cérebro de ratos. J. Vis. Exp. (2016)Este vídeo demonstra a aplicação da estimulação magnética transcraniana repetitiva (EMTr) em ratos anestesiados para modular a excitabilidade cortical. O procedimento envolve a determinação do limiar motor (MT) para estabelecer a estimulação basal, seguida pela aplicação de rTMS em uma intensidade acima do MT para induzir a despolarização neuronal. Essa...

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