Técnica de janela craniana crônica para registros corticais repetidos durante anestesia em suínos

Esta pesquisa tem como objetivo desenvolver um método escalável e confiável para registros corticais crônicos em suínos, abordando os desafios de falha do dispositivo e respostas teciduais, melhorando a neurociência, o diagnóstico e a pesquisa. Para extrair informações do cérebro por períodos prolongados, as tecnologias atuais se concentram em criar uma interface estável e confiável entre o eletrodo e o cérebro, garantindo sinais consistentes da mesma população neural. A eletrocorticografia e as gravações intracranianas são normalmente usadas para gravações cerebrais prolongadas.

Esses eletrodos permanecem no mesmo local, mas a interface do tecido do eletrodo muda devido às respostas do tecido e à falha do dispositivo. Para começar, identifique o ponto de bregma desenhando linhas retas entre cada orelha e o olho contralateral. O ponto bregma está na interseção dessas linhas.

Faça uma incisão ligeiramente lateral ao ponto do bregma com um bisturi. Usando um cauterizador, continue a incisão através da pele. Depois de colocar o campo estéril, faça a incisão inicial no lado marcado da derme com um bisturi.

Usando um cauterizador, continue a incisão através da pele. Após a colocação do afastador, levante a pele com uma pinça e corte o tecido conjuntivo avascular entre o periósteo e o subcutus para proporcionar flexibilidade para sutura posterior. Coloque mais um afastador para acomodar a flexibilidade adicional da pele.

Faça um orifício de 10 milímetros de diâmetro frontal à linha de sutura sagital e lateral à sutura da linha média usando uma broca arredondada. Assim que a dura-máter se tornar visível, mude para uma broca menor para atingir a largura máxima do furo no nível da dura-máter. Corte as bordas do orifício usando rongeurs.

Confirme se a janela craniana se encaixa completamente no orifício perfurado, atingindo o fundo sem folgas e determine a profundidade apropriada. Enquanto segura a janela craniana no lugar, marque as posições dos orifícios dos parafusos com uma furadeira manual. Remova a janela craniana e faça os furos marcados a uma profundidade de pelo menos quatro milímetros.

Em seguida, coloque a janela craniana de volta. Depois de remover a agulha do conjunto de infusão de borboleta, meça a profundidade do orifício do parafuso através da janela craniana usando a borboleta romba. Insira e aperte um parafuso com um comprimento correspondente no orifício.

Coloque um conector em U sob o parafuso que perfura o crânio e toca a dura-máter. Insira duas agulhas perpendiculares ao trajeto do nervo a aproximadamente dois centímetros de distância. Perfure a pele novamente, a aproximadamente três centímetros de distância do ponto de inserção.

Passe os fios Cooner pelas agulhas e remova as agulhas, deixando os fios parcialmente sob a pele. Depois de mergulhar o eletrodo de microeletrocorticografia em álcool, coloque-o no ZIF-Clip Headstage. Usando um micromanipulador e guiando-o suavemente com um cotonete, coloque o eletrodo de microeletrocorticografia no lugar.

Conecte os fios terra do eletrodo ao parafuso de aterramento usando um conector de crocodilo. Coloque gaze estéril no eletrodo para manter contato firme com o tecido. Goteje soro fisiológico à temperatura corporal na gaze para evitar que o tecido seque.

Em seguida, aplique estimulação elétrica no nervo ulnar através do fio periférico para evocar pequenos movimentos no membro anterior. Visualize sinais cerebrais espontâneos e evocados. Coloque a tampa da janela craniana para fechar a janela craniana, certificando-se de que ela se encaixe precisamente na janela craniana e não exija fixação adicional.

Coloque uma bolsa antibiótica em cima da tampa da janela craniana. Feche a pele por via subcutânea usando a técnica de colchão vertical enterrado com suturas reabsorvíveis únicas, colocando-as de cinco a 10 milímetros de distância. Amarre as três últimas suturas depois que todas as suturas tiverem sido colocadas.

Em seguida, coloque suturas intradérmicas de forma contínua, começando de um a dois centímetros lateralmente ao local da incisão e tunelando sob a pele até a camada dérmica, mas abaixo de sua superfície. Dê um nó na extremidade lateral para evitar irritação ou afrouxamento da sutura. Em seguida, coloque a sutura contínua entre as suturas subcutâneas até que o outro lado da incisão seja alcançado.

Faça uma nova incisão na derme com bisturi ligeiramente lateral à linha média. Usando um cauterizador, continue a incisão através da pele. Em seguida, faça uma incisão no periósteo para que o implante fique visível.

Finalmente, usando movimentos circulares suaves com um cotonete, remova qualquer tecido conjuntivo da abertura até que a dura-máter se torne visível. Esta figura mostra a estabilidade e modulação de potenciais relacionados a eventos ou ERPs registrados em diferentes pontos de tempo e sob condições de estimulação variadas. Os ERPs registrados em três pontos de tempo mostraram formas de onda quase idênticas, demonstrando a alta reprodutibilidade da técnica da janela craniana ao longo do tempo.

As amplitudes de pico e a variabilidade intercanal permanecem estáveis entre as sessões, indicando qualidade de sinal consistente, enquanto um ligeiro atraso na primeira sessão provavelmente reflete mudanças no desenvolvimento. A estimulação de alta frequência aumentou significativamente a amplitude de pico de N1, confirmando a sensibilidade do ERP às alterações neuroplásticas ligadas ao aumento da sensibilidade à dor. Essa abordagem reduz os riscos associados aos implantes permanentes, eliminando falhas e reações do dispositivo no eletrodo.

Isso, por sua vez, aumenta a fidelidade da gravação e resulta em gravações altamente confiáveis. Este método também reduz os custos de pesquisa e melhora o bem-estar animal. Pode ainda ser implementado em outras espécies ou para acessar outras áreas do cérebro.