Имплантация электродов в кору головного мозга мыши для электрокортикографических записей

Аннотация

Источник: Dufort-Gervais, et al. Электрокортикографическая запись областей коры головного мозга, обработанных с использованием аденоассоциированного вируса, нацеленного на кофилин у мышей. J. Vis. Exp. (2021)

Это видео демонстрирует протокол имплантации электрокортикографических электродов в кору головного мозга мыши для записи электрических сигналов в ответ на аденоассоциированные вирусы, которые нацелены на экспрессию кофилина и манипулируют ею.

Протокол

1. Имплантация электродов ECoG/EMG

1. С помощью прямых щипцов Келли медленно вкрутите один электрод ECoG (с прямой золотой проволокой) по вертикальной оси в отверстие, куда был введен AAV. Оставьте не менее 2,5 мм винта вне черепа, чтобы свести к минимуму повреждение твердой мозговой оболочки и коры головного мозга (т.е. на глубину примерно 1,1 мм от поверхности черепа; Рисунок 1D).
2. Отметьте ручкой положение заднего электрода ЭКоГ и электрода сравнения на черепе по следующим координатам: задний электрод (зрительная кора) на 1,5 мм латерально справа к средней линии и на 1,5 мм впереди лямбды, электрод сравнения (соматосенсорная кора) на 2,6 мм латерально справа к средней линии и на 0,7 мм сзади к брегме. Кроме того, отметьте положение трех поддерживающих винтов (действующих как анкеры между черепом и стоматологическим цементом для затвердевания монтажа головы) в левом полушарии без конкретных координат, но как можно дальше друг от друга и от электродов ЭКоГ.
3. Осторожно проткните череп в отмеченном месте остальных электродов и анкерных винтов сверлом диаметром 0,7 мм. Прокалывайте в направлении, перпендикулярном поверхности черепа для каждого винта (т.е. по вертикальной оси для заднего электрода, но под углом от вертикальной оси для других участков). Промойте проколотый череп 10% раствором повидон-йода, а перед установкой винтов закройте отверстия небольшими свернутыми кусочками деликатных рабочих дворников, чтобы предотвратить кровотечение и загрязнение.
4. С помощью прямых щипцов Келли вкрутите поддерживающие винты в левом полушарии, а затем прикрутите последние два электрода в правом полушарии. Убедитесь, что винт завинчен под тем же углом, под которым были пробиты отверстия, и оставьте не менее 2,5 мм каждого винта вне черепа (рис. 1D).
   заметка: Чтобы добиться максимальной прочности окончательного монтажа и качества электрофизиологических сигналов, будьте осторожны и не прикасайтесь к винтам при установке следующего.
5. Поместите несколько небольших капель стоматологического цемента в центр кольцеобразного пространства внутри винтов.
6. Закройте глаза мышей и подайте свет на 3-5 минут, чтобы помочь цементу затвердеть. После того, как электроды ЭМГ прочно удерживаются, покройте основание электродов ЭКоГ и основание анкерных винтов стоматологическим цементом, чтобы сформировать контур в форме коронки. Закройте глаза мышей и подайте свет на 3-5 минут, чтобы помочь цементному затвердеванию.
   заметка: Не наносите цемент на конечности электродов ЭКГ и ЭМГ (золотая проволока, которая будет припаяна к разъему) или на кожу.
7. Центр монтажа заполните предварительно смешанным акриловым цементом. Во время затвердевания цемента снимите четыре хирургических зажима, удерживающих кожу (и немедленно промойте их деликатными салфетками).
   заметка: Не наносите цемент на конечности электродов ЭКГ и ЭМГ (золотая проволока, которая будет припаяна к разъему) или на кожу.
8. Сшивайте кожу сзади и спереди монтажа так, чтобы череп не обнажался (но избегайте слишком сильного растяжения кожи), используя иглу для наложения швов (13 мм 3/8 с) и синтетическую рассасывающуюся мононить.
9. Удерживайте разъем над монтажом с помощью изогнутых щипцов, и тщательно совместите золотую проволоку электродов с контактами разъема. Паяные концы электродов к контактам разъема с помощью паяльника.
   заметка: Действуйте быстро, чтобы избежать перегрева и повреждения корковой ткани. Убедитесь, что каждый электрод хорошо соприкасается с соответствующим контактом разъема и что электроды не соединены друг с другом.
10. Извлеките мышь из стереотаксической рамки. Закройте пустое пространство между разъемом и головкой предварительно смешанным акриловым цементом, закрыв все соединения между электродами и контактами разъема.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Избегайте проникновения цемента внутрь разъема, держа мышь с разъемом над головой (голова прямая, не наклоняя).
11. Взвесьте мышь и поместите ее в чистую клетку (желательно оборудованную крышкой без сетки) на грелку (индивидуальный корпус во избежание повреждения монтажа головы). Регулярно наблюдайте за животным и вводите 0,1 мг/кг бупренорфина подкожно после пробуждения и через 12 часов, если животное проявляет признаки боли (например, ненормальная осанка, прищуренные глаза).
    заметка: Прибавка в весе относительно дооперационной массы не должна превышать 1,5 г.

2. Записи

1. Домашних мышей по отдельности во избежание повреждения монтажа головы в результате взаимного груминга, а также повреждения и запутывания записывающих кабелей.
   заметка: Для этого протокола мышам предоставлялся свободный доступ к пище, воде и деревянному кубу, а также проводился ежедневный мониторинг.
2. Подключите мышей к записывающим кабелям через 2 недели после операции для адаптации к условиям прокладки кабелей.
3. Запись сигналов ЭКГ в течение 24 часов (или дольше/короче в зависимости от исследовательских вопросов).

Результаты

Иллюстрация 1: Подготовка компонентов монтажа ЭКоГ/ЭМГ и репрезентативный пример размещения электродов ЭКоГ. (A) Электрод ECoG: золотой провод длиной 4 мм и диаметром 0,2 мм (неизолированный) наплавлен на головку винта, покрытого золотом (диаметр головки 1,9 мм, основной диаметр резьбы 1,14 мм, общая длина 3,6 мм) с использованием бессвинцового припоя. (B) ЭМГ-электр...

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Игла 21 г	Терумо	НН-2125Р
6-канальный разъем	Distrelec	300-93-672 (Английский)	Возможная замена для снятого с производства разъема выше
Мыши C57BL6/J	Лаборатория Джексона	000664 | В6	Животные, разводимые на месте
Плуронический F-68			Неионогенное поверхностно-активное вещество
Золотая проволока диаметром 0,2 мм	Дельта научная	920-862-41	Неизолированный
Шприц Hamilton (10 μл)	Научный центр Фишера	14815279
Насос для инфузионного шприца CMA 402	Гарвардский аппарат	CMA8003110
Канюля для инъекций 28 г	Пластмассовый один	С313Л-СПКЛ
Изофлуран	Бакстер	CA2L9100
Кетамин (10 мг/мл)	САНДОЗ	No 4550
Бессвинцовый припой	цель	SN100C
Смазывающая офтальмологическая мазь	АЛЛЕРГАН	210889
PE 50 Катетер тонкостенный	Пластмассовый один	С232СТ
Саморезы с плоской головкой филистера	Моррис	FF00CE125	Электрод ECoG покрыт золотом; Размеры: диаметр головки 1,9 мм, основной диаметр резьбы 1,14 мм, длина 3,6 мм
паяльник	Веллер	ВЭС51
Шприц 1 мл	БД	309659
триммер	Гарвардский аппарат	72-9063 (Английский
Ксилазин (20 мг/мл)	Байер	2169592
Бупренорфин (0,3 мг/мл)	CEVA	57133-02
Изогнутые щипцы	Инструменты для изобразительной науки	11001-12
Деликатные рабочие дворники	Кимтех	No 34120 (Английский
Стоматологический акриловый цемент	Йейтс Мотлоид	Номер 44115
Щипцы Келли	Инструменты для изобразительной науки	13002-10
Жидкий акрил	Йейтс Мотлоид	No 44119
Монокрил плюс шовная игла 13 мм 3/8c оборот резка	Этикон	МЦП494
Провидон-йод 10%	Одноразовые изделия Triad	10-8208 (Английский)
RelyX Unicem 2, Адгезивная смола Цемент A2	3 МИН.	No 56849