$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Все процедуры, связанные с животными, были проверены местным институциональным комитетом по уходу за животными и ветеринарным наблюдательным советом JoVE.
1. Хирургическая имплантация мягких электрокортикографических массивов (ЭКоГ)
- анестезия
- Премедикация: Изолируйте самок гёттингенских минипигов (n = 7) в возрасте 2-6 месяцев (5-8 кг) и голодайте на ночных стадиях. Введите смесь мидазолама в дозе 0,75 мг/кг, атропина в дозе 0,25 мкг/кг и халдола в дозе 0,1 мг/кг внутрикожно и подождите, пока животное не получит седативное средство. Взвесьте животное, прежде чем продолжить.
- Установка внутривенного (IV) провода:
- Поместите животное на операционный стол на грелку. Вызвать анестезию, наложив на животное маску для лица, используя севофлуран в концентрации 3%-3,5%.
- Электрокардиограмма должна быть помещена на брюшную полость, датчик сатурации крови — на хвост, а датчик температуры — в ноздрю.
- Поместите внутривенный ввод в ушную вену и подтвердите доступ крови с помощью шприца, наполненного физиологическим раствором. Следите за тем, чтобы глаза оставались увлажненными, используя мазь.
- Интубация: Введите болюс атракурия в дозе 0,5 мг/кг, кетамина в дозе 1 мг/кг и фентанила в дозе 1-2 г/кг. Положите животное на спину для интубации. Вставьте трубку диаметром 4,5 мм.
- Лекарственные препараты: После интубации прекратите анестезию севофлураном и установите инфузию пропофола в дозе 10 мг/кг/ч, фентанила в дозе 2 г/кг/ч, атракуриума в дозе 0,2-0,5 мг/кг/ч и физиологического раствора в дозе 4-7 мг/кг/ч. Начните инфузию маннитола в дозе 1 г/кг/ч, чтобы уменьшить отек мозга во время операции><.
ПРИМЕЧАНИЕ: Мультимодальная схема анальгезии может быть использована, если это рекомендовано местным комитетом по этике животных.
- Асептическое поле и подготовка кожи: Побрейте всю поверхность головы за пределами операционного поля. С помощью стерильной прокладки тщательно потрите голову бетадином. Затем положите стерильные простыни на стол с инструментами и на животное, чтобы открыть только операционное окно. Наконец, снова потрите голову стерильной салфеткой с использованием бетадина.
- Краниотомия и дуротомия
- Разрез кожи: Надрежьте кожу ножом-скальпелем по средней линии. Отделите мышцу и надкостницу (25 мм латерально от брегмы с обеих сторон и 40 мм спереди и сзади от брегмы) от кости с помощью рашпатора и разместите распределители так, чтобы получить оптимальный доступ для последующего сверления.
- Измерения и маркировка: Определите брегму и лямбду и отметьте их стерильной хирургической ручкой (рис. 1A, B). С помощью стерильной линейки определите контур костного лоскута с центром вокруг мишени имплантации на обоих полушариях. В данном конкретном случае была выбрана слуховая кора с координатами от -5 мм до -15 мм от брегмы и от -4 мм до -20 мм латерально. Затем отрегулируйте трепанацию черепа в соответствии с размерами имплантата и анатомическими ориентирами, ограничив размер отверстия.
- Краниотомия:
- С помощью костяного сверла с круглым режущим сверлом сверлите контур трепанации черепа с учетом толщины черепа. Орошайте место сверления солевым раствором, чтобы избежать перегрева кости.
- Тщательно просверлите контур равномерно, пока не дойдете до твердой мозговой оболочки. При первом прорыве заканчивайте сверление контура до тех пор, пока он не истончится настолько, чтобы почти прорваться. Затем с помощью плоского шпателя (либо по средней линии, либо на боковой стороне) отломите костный лоскут на одну часть, используя край трепанации черепа в качестве рычага. Если сопротивление слишком велико, продолжайте истончать кость.
- Поместите кусочек кости в стерильный физиологический раствор.
- После того, как костный лоскут будет удален, осторожно отколите край трепанации черепа, используя керисон, чтобы острый край кости не врезался в твердую мозговую оболочку.
- При возникновении чрезмерного кровотечения на твердой мозговой оболочке или кости используйте гельпену или костный воск соответственно. Поместите влажный компресс (стандартную прокладку в стерильном физиологическом растворе) в трепанацию черепа и повторите этот шаг на другом полушарии (рисунок 1Б).
- Дуротомия:
- С помощью иглы из набора шовных нитей 6-0 осторожно проткните и поднимите твердую мозговую оболочку на переднем или заднем конце трепанации черепа на полпути между медиальной и латеральной стороной и создайте начало разреза ножом для ножа.
- Затем, используя небольшой плоский шпатель, вставленный в субдуральное пространство, выступающий в качестве режущей основы для защиты коры, создать переднезаднюю щель в твердой мозговой оболочке, продвигаясь одновременно обоими инструментами. Убедитесь, что щель немного больше ширины имплантата (рисунок 1C). Если на этом этапе произойдет какое-либо кровотечение или повреждение, накройте его гелевой пеной и подождите, пока она остановится.
ПРИМЕЧАНИЕ: Траектория разреза должна быть адаптирована, если в твердой мозговой оболочке присутствуют крупные кровеносные сосуды, чтобы избежать кровотечения.
- имплантация
- Установка устройства:
- Орошите имплантат (Рисунок 2A) физиологическим раствором с обеих сторон, чтобы он легче скользил в субдуральное пространство. Поместите имплантат над щелью твердой мозговой оболочки и с помощью небольших щипцов субдурально вставьте устройство, последовательно скользя им по каждому краю.
- Осторожно придерживайтесь за пьедестал и продвигайтесь вместе с имплантатом, чтобы не создавать напряжения, препятствующего введению. Когда край соединителя окажется в верхней части щели, остановите вставку.
- Закрепите имплантат: Чтобы закрепить имплантат на месте, поместите титановый мост через кабель после края трепанации черепа или в анкерные крылья и закрепите его одним или двумя титановыми винтами с помощью соответствующей отвертки (Рисунок 1D).
- Установка заземления: Осторожно снимите 1 см изоляции проводов заземления и вставьте ее эпидурально в задний конец краниотомии (или в любом эпидуральном месте, удаленном от интересующей коры или крупных кровеносных сосудов) (провод на рисунке 1E)
- Повторите действия на контралатеральной полусфере.
- Закрытие твердой мозговой оболочки: Тщательно сшите твердую мозговую оболочку вокруг кабеля имплантата с помощью рассасывающегося шовного материала 3-0 и небольшого иглодержателя. Максимально сведите два края твердой мозговой оболочки, не разрывая тонкую мембрану с помощью шовной проволоки (рис. 1D, E).
- Установка костного лоскута: Зафиксируйте титановый мост на передней и задней части каждого костного лоскута с помощью титанового винта. Будьте внимательны при планировании расположения Ti-мостов по отношению к размещению ножек подножки на следующих шагах. Прикрутите конец титановых мостов к черепу (рисунок 1F, G).
- Размещение пьедестала и подножки
- Расположение: В этой конфигурации подножка имеет шесть ножек с двумя отверстиями для винтов на каждой (Рисунок 2B). Спланируйте размещение подножки на черепе, чтобы оптимизировать расположение винтов (избегайте их размещения на краю трепанации черепа или в височной мышце). Пропустите отверстия в ножках, если их нельзя вкрутить.
- Крепление подножки: Вкрутите титановые винты подножки до тех пор, пока она не встанет на место (см. Рисунок 1H).
- Размещение пьедестала: Снимите титановые мосты над соединительными кабелями и переверните пьедестал, чтобы приземлиться на подножку. Прикрутите тумбу к подножке. Убедитесь, что пьедестал прочно установлен на месте (рисунок 1I).
- Наложение швов и закрытие
- Очистка раны: Очистите подкожное пространство от костей или другого мусора путем промывания солевым раствором. Срежьте немного кожицы по краям пьедестала, чтобы создать круглый край вслед за цилиндром.
- Подкожные швы: Снимите раскройки и сложите кожные лоскуты вместе. Подкожные швы создаются с помощью нерассасывающейся шовной проволоки 4-0, расположенной на расстоянии 3 мм друг от друга, с помощью простых прерывистых швов или простых непрерывных швов. Начните в сторону от постамента, двигаясь к нему с обеих сторон от разреза.
- Кожные швы: Сшивайте кожу с помощью нерассасывающейся шовной проволоки 6-0, с расстоянием между швами 5 мм. Начните в сторону от постамента, двигаясь к нему с обеих сторон от разреза. Позаботьтесь о том, чтобы обеспечить хорошее прилегание тканей между двумя кожными лоскутами и рядом с краем пьедестала, чтобы избежать образования пустот (Рисунок 1J).
- Повязка на рану: Снова очистите область раны стерильной салфеткой и нанесите бетадин. Наложите на рану самоклеящуюся стерильную повязку.
- Пробуждение: После проведения всех измерений снимите животное с всех анестетиков, но оставьте на искусственной вентиляции легких. Для обезболивания наложите пластырь с бупренорфином (25 мг/ч) на 24 ч. Положите животное на грелку, накрытую портьерами, чтобы ускорить время пробуждения. Когда спонтанное дыхание восстановится, экстубируйте животное и поместите его под кислородную маску для лица до тех пор, пока сознание не придет в себя (что может занять от 1 до 4 часов).
- Послеоперационный уход за животным: В течение 5 дней держите животное под пристальным наблюдением. Давайте дозу цефалексина по 75 мг два раза в день с пищей, отдельно от других животных. Ежедневно проводите дезинфекцию раны, нанося обильное количество бетадина на смоченные стерильные прокладки (лучше всего во время кормления).
заметка: Долгосрочный уход и содержание: Прооперированное животное содержится в изоляции в течение 24 часов. Он возвращается в свою первоначальную социальную группу, если животное достаточно хорошо себя чувствует, чтобы взаимодействовать со своими сверстниками. Необходимо проводить ежедневное наблюдение за пьедесталом и отверстием кожи, чтобы следить за интеграцией устройства на голове. Когда это уместно, очистите место вокруг пьедестала обильным количеством бетадина.
2. Электрофизиологическая запись
- Спонтанная активность: Подключите беспроводную систему записи через пьедестал и записывайте базовую активность в течение 2-3 минут. Эти записи будут служить в качестве контроля для анализа слуховых вызванных потенциалов.
- Слуховые вызванные потенциалы: В дополнение к беспроводной системе, вставьте динамики в закрытое поле в уши животных. Воспроизведение тональной взрывной акустической стимуляции на различных частотах (в диапазоне от 200 до 20 000 Гц) при уровне звукового давления (SPL) около 70 дБ в течение 120 повторений. Затем усредните записи и выровняйте их по периоду стимула для анализа.
- Сенсорные вызванные потенциалы: поместите иглы в морду в трех разных положениях. Вызывайте сенсорные потенциалы, стимулируя рыло в течение ~30 с с помощью генератора импульсов с различной амплитудой для получения кривых рекрутирования.
3. Свободно движущаяся запись
- Следуйте той же процедуре, которая описана в разделе 2 для записи сигналов бодрствующего состояния от мозга. Подключите беспроводную головку, держа животное на руках у экспериментатора или кормя его лакомствами, чтобы отвлечь его. Обеспечьте акустическую стимуляцию с помощью внешних динамиков, расположенных рядом с животным.
