Crônica implantação de matriz Electrocorticographic todo-cortical no sagui comum
1 de fevereiro de 2019
Temos desenvolvido uma matriz de electrocorticographic todo-cortical para o sagui comum que continuamente cobre quase toda a superfície lateral do córtex, a partir dos polos frontais e occipital polo para o temporal. Este protocolo descreve um procedimento de implantação crônica da matriz no espaço epidural do cérebro sagui.
Este protocolo demonstra a implantação de uma matriz eletrocorticográfica no córtex de um primata não humano. Para lançar luz sobre o processamento de informações em larga escala na neurociência de mudança de primatas. A principal vantagem dessa técnica é que ela oferece uma oportunidade para monitorar a atividade cortical em larga escala com alta resolução temporal espacial.
Comece fazendo uma incisão de pele de quatro centímetros através da linha média do couro cabeludo. Use um curet para separar o músculo temporal do crânio até que toda a área cirúrgica seja exposta. E limpe todos os tecidos da superfície do crânio.
Pare o sangramento completamente com hemostasia de pressão ou cera óssea conforme necessário. Enrole a borda da pele e os músculos com gaze umedecida. E coloque a borda frontal da matriz na borda do polo frontal.
Use um lápis para marcar a área para a craniotomia planejada, fendas e buracos no crânio. E posicione o microscópio de dissecação sobre a área cirúrgica. Perfurar a craniotomia ao longo da marca um.
Durante a perfuração, soprar ar na ponta para manter uma visão clara para o cirurgião, cortando o osso ao redor da marca dois, pois a peça óssea ainda será anexada à dura no centro. Devagar e com cuidado, levante a peça de uma borda. E retire a dura com uma espátula.
Retire as pontas ósseas da peça óssea e mantenha o osso envolto em gaze umedecido até que seja devolvido ao crânio no final do procedimento. Perfurar nas marcas três e quatro para permitir a inserção de eletrodos nas áreas orbital, frontal e occipital, respectivamente. Furar fendas na marca cinco para permitir a confirmação se a matriz estiver devidamente inserida.
A dura agora será exposta. Lave a área com soro fisiológico e pare de sangrar com hemostasia de pressão e uma esponja de gelatina conforme necessário. Limpe a borda da craniotomia aberta, se necessário, e faça a marca seis fendas nas quais os eletrodos de referência serão colocados.
Inserindo uma espátula sob o crânio para proteger a matéria dura, use um parafuso de um milímetro para fazer furos de parafuso em quatro pontos ao redor de cada haste do conector. E instale parafusos de pico como âncoras para fixar o conector no crânio. Em seguida, usando fórceps de cabeça plana para segurar a matriz, insira a matriz eletrocardiográfica no espaço peridural.
Coloque os eletrodos de referência no espaço peridural. Em seguida, aplique acrílico dentário à referência. Coloque os eletrodos moídos na superfície craniana.
Em seguida, aplique acrílico dentário no eletrodo moído. Coloque a peça óssea de volta no lugar, e aplique acrílico dentário nos parafusos para fixar o conector e o poste da cabeça no crânio. Em seguida, use uma sutura de nylon 6 O para fechar a pele na testa e na parte de trás da extremidade.
E use fechos de pele para fixar a pele nas laterais do conector. Aqui, exemplos de potenciais auditivos evocados de múltiplas áreas auditivas em um sagui acordado são mostrados. Durante a exposição a tons puros randomizados com 20 tipos de frequência, diferentes formas de onda podem ser observadas a partir de áreas auditivas mais baixas e superiores, indicando que a resolução espacial da matriz eletrocardiográfica pode capturar diferentes informações de processamento em diferentes áreas corticais.
A opção pode ser viralmente transduzida no cérebro do sagui porque a implantação elétrica para permitir estimulação fotográfica crônica a longo prazo e monitoramento simultâneo das respostas corticais.
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Visão Geral
Este estudo apresenta um protocolo para a implantação de uma matriz eletrocorticográfica de todo o córtex no marmoset-comum. Essa implantação crônica permite o monitoramento contínuo da atividade cortical em diversas regiões, proporcionando insights sobre o processamento de informações em larga escala na neurociência de primatas.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Neurociência
- Eletrfisiologia
- Neurotecnologia
Contexto
- O estudo utiliza um modelo de primata não humano, o marmosete-comum.
- A matriz eletrocorticográfica cobre quase toda a superfície lateral do córtex.
- Este método permite o monitoramento cortical com alta resolução espacial e temporal.
- A implantação em diversas regiões cerebrais apoia a avaliação funcional do processamento auditivo.
Objetivo do Estudo
- Desenvolver um protocolo para implante crônico de um arranjo eletrocorticográfico.
- Facilitar o monitoramento contínuo da atividade cortical no marmoset.
- Obter insights sobre o processamento de informações em diferentes áreas corticais.
Métodos Utilizados
- A plataforma principal utilizada é um implante de matriz eletrocorticográfica.
- O modelo biológico envolve o marmosete-comum, com foco em regiões auditivas.
- Os passos incluem incisão na pele, craniotomia e colocação cuidadosa dos eletrodos.
- A lavagem com soro fisiológico e a hemostasia por pressão são empregadas ao longo do procedimento.
- A técnica permite o monitoramento de longo prazo e a fotostimulação das respostas corticais.
Resultados Principais
- Foram registradas diferentes formas de onda de múltiplas áreas auditivas durante a exposição ao som.
- A matriz eletrocorticográfica captou efetivamente o processamento espacialmente distinto no córtex.
- Este método tem o potencial de permitir a fotoestimulação crônica enquanto monitora as respostas.
- Foram observadas percepções sobre o processamento auditivo e a excitabilidade cortical.
Conclusões
- O estudo demonstra um método para implante crônico de um arranjo eletrocorticográfico.
- Essa técnica permite a avaliação abrangente dos mecanismos neuronais e da plasticidade.
- Ela contribui para o entendimento da atividade cortical relacionada ao processamento auditivo e a possíveis aplicações em neurotecnologia.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
Este protocolo permite o monitoramento eletrofisiológico de alta resolução em todo o córtex em um modelo translacional de primata não humano, apoiando a validação de alvos e a redução de riscos mecanicistas na descoberta de fármacos em neurociência. Ao capturar dinâmicas corticais em larga escala com resolução espacial de milímetros e resolução temporal sub-milissegundo, ele fornece confiança preditiva para avaliar os efeitos de compostos na função de circuitos neurais. A abordagem conecta as fases de descoberta e pré-clínica ao oferecer um sistema relevante para a doença, para avaliar o envolvimento cortical e biomarcadores em nível de rede.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvo
- Valor Científico: Permite a investigação de hipóteses terapêuticas por meio da medição direta da atividade da rede cortical em complexos frontais, parietais e temporais.
- Valor Operacional: Apoia a desmistificação biológica ao validar o engajamento do alvo em um cérebro lisencefálico com organização homóloga à humana.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Valor Científico: Prepara sistemas corticais validados para padronização de ensaios posteriores, estabelecendo leituras eletrofisiológicas crônicas e estáveis.
- Valor Operacional: Facilita a reprodutibilidade e escalabilidade dos ensaios por meio da fixação de matrizes epidurais e estabilidade prolongada do sinal.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Valor Científico: Oferece alinhamento com sistemas relevantes para doenças ao permitir o monitoramento de potenciais evocados auditivos e o processamento cortical da informação.
- Valor Operacional: Garante continuidade translacional desde a descoberta até a implantação crônica, apoiando a avaliação longitudinal da plasticidade neural e da resposta a medicamentos.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se integra ao continuum de descoberta ao permitir testes de hipóteses na biologia inicial, prontidão de ensaios na triagem e análises neurofisiológicas quantitativas para o engajamento de alvos.
- Biologia da Descoberta: Apoia a clarificação de vias e a redução de riscos biológicos por meio do mapeamento integral de potenciais de campo elétrico no córtex.
- Triagem: Garante prontidão para ensaios por meio de implante crônico e gravações estáveis de linha de base em regiões corticais.
- Análises: Gera medições quantitativas de variáveis dependentes, como amplitudes e latências de potenciais evocados, para comparação entre condições.
- Pesquisa Translacional: Conecta-se à continuidade pré-clínica ao modelar uma organização cortical semelhante à humana e permitir paradigmas de estimulação crônica.
- Reutilização Empresarial: Posiciona o arranjo como uma plataforma reutilizável para sessões repetidas, reduzindo a variabilidade por sujeito e aumentando a produtividade.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Confiança preditiva na validação de alvos por meio do monitoramento cortical com alta resolução espaciotemporal.
- Valor Operacional: Padronização e reprodutibilidade por meio da fixação epidural e de um procedimento cirúrgico consistente.
- Valor Estratégico: Melhoria nas decisões de prosseguimento ou interrupção com base na redução da ambiguidade mecanicista dos efeitos corticais de fármacos.
- Impacto no Portfólio: Priorização ajustada ao risco por meio de biomarcadores objetivos de atividade neural.
Considerações de Implementação
- Requer experiência em neurocirurgia, eletrofisiologia e manejo de primatas.
- Depende de ferramentas microcirúrgicas, brocas, suturas e adesivos biocompatíveis, como acrílico dentário.
- Necessita padronização entre equipes para protocolos de posicionamento, referência e aterramento dos eletrodos.
- Envolve considerações de adaptação para diferentes alvos corticais e paradigmas de estímulo.
- Limitado pela invasividade cirúrgica e pelo manejo da resposta tecidual pós-operatória em uso crônico.
