Стереотаксическая хирургия для имплантации микроэлектродных массивов в общем Мармосете (Callithrix jacchus)

Общая цель этой процедуры состоит в том, чтобы наметить хирургические шаги, участвующие в имплантации микроэлектродных массивов для хронической электрофизиологической записи в свободно ведя себя мартышеты. Мармозеты являются небольшими приматами, которые все чаще используются в исследованиях неврологии. Эти животные имеют многие практические и материально-технические преимущества грызунов.

Их склонность к побратимство и высокая плодовитость в молодом возрасте означает свободный доступ к большим и генетически похожим когортам. Кроме того, их небольшой размер тела делает их легкими и относительно дешевыми в уходе. Как приматы, мармосет имеет центральную нервную систему, которая гораздо больше похожа на человека, чем у грызунов.

Это включает в себя высокоразвитую префронтаную кору и зрительную систему. Преимуществом, которое сурки имеют по сравнению со многими другими видами приматов, однако, является прогресс, достигнутый в их генетической модификации. С глубоко секвенированы генома и успеха генерации основателя стук в и нокаут животных, ясно, что мармосет готова стать мощной моделью для изучения функции мозга в области здравоохранения и болезней.

Распространенный метод изучения функции мозга включает имплантацию электродов в анатомически конкретных местах. Это позволяет хронически записывать нейронную активность в различных целевых областях в бодрствующими и свободно ведущих себя животных. Перед операцией определится интраоральная нулевая координата для всех имплантатов и направляющих.

Для этого прикрепите каждый электродный массив, который будет имплантирован к держатель электрода и установите один микропровод к интраоральной нулю. Здесь встречаются ушные батончики. Повторите это для дополнительных электродных массивов и держателей, если это необходимо.

Кроме того, повторите это с 24 калибровочных иглы аналогичным образом прилагается к стереотаксис держатель зонда. Для электрофизиологических массивов, наземный провод должен быть припой для всех других винт, который будет использоваться. Наконец, организовать и стерилизовать все инструменты, оборудование и одноразовые в рамках подготовки к хирургической процедуре.

В день операции застраховать животное не ел в течение шести часов до начала анестезии. Атропин и кетамин будут использоваться для индуцирования анестезии последовательными, внутримышечные инъекции. Затем побрить голову животных с помощью парикмахера клиперы.

Важно, чтобы intubate животных во время операции. Наш предпочтительный метод включает в себя присоединение резинки к хирургическому столу, который мы вставляем за клыками животных, пока он находится в положении лежа. Затем мы используем хлопок наконечником зонд мазок сухой язык мармосета и схватить его в одной руке.

Это позволяет специалисту открыть рот и дыхательные пути только одной рукой. После вставки эндотрахеальной трубки, приложите его к сборке анестезии с искусственным вентилятором установить до 40 вдохов в минуту. Закрету трубку и сборку лентой, по мере необходимости.

Теперь, когда мармосет находится в положении склонного, голова животного попадает в стереотаксис. Для этого, во-первых, вставьте кончик правого уха в правый слуховой канал животного. Затем левый ушной бар в левый слуховой канал.

Далее головка должна быть выравнивается таким образом, чтобы горизонтальная плоскость была параллельно раме, в то время как передняя/задняя плоскость по центру. Это достигается путем первого центрирования головы животного с помощью измерения уха бар обеспеченных на равных расстояниях. После этого, рот кусок вставляется в рот животного, и регулируется, пока он не касается палитры животного, в то время как орбитальные бары просто касаясь нижней грани орбитальной кости.

Поскольку горизонтальная плоскость определяется как плоскость, проходящая через нижнюю границу орбитальной кости и центр внешнего слухового медиуса, следует убедиться, что нижняя поверхность орбитальной кости теперь горизонтально выровнена с центром ушных баров, прежде чем продолжить. Во время процедуры важно поддерживать все жизненные признаки. Таким образом, следует подключить портативный импульсный оксиметр к руке мармосета, чтобы гарантировать, что частота сердечных сокращений и насыщение кислородом находятся в пределах допустимых диапазонов.

Кроме того, ректальный температурный зонд, подключенный к гомеотермической грелке, установленный на 37 градусов по Цельсию и приклеенный к хвосту, обеспечит, чтобы температура тела мармосета не пострадала от анестезии. Последний предофицианный шаг заключается в очистке и дезинфекции бритой головы животного хлоргексидином и йодом, прежде чем покрыть животное стерилизованным хирургическим полем. Выполните разрез в средней линии кожи головы после нанесения местного анальгетики на этом участке.

Для подготовки поверхности черепа, во-первых, тщательно отделить височную мышцу от черепа. Это делается путем резки ямки на его вставку в череп скальпелем. После чего височная мышца должна быть аккуратно отделена от черепа, используя периостеаля.

Продолжая periosteal raspatory удалить periosteum из всех открытых черепа путем соскабливания. Затем отметьте расположение краниотомии, создав неглубокие заусенцы в поверхности кости и сверлив периметр краниотомии. Просверлите шесть-восемь винтовых отверстий, по мере необходимости, в череп и имплантировать винты.

В это время, ветер наземные провода припой к данному винту вокруг соседнего незасоленого винта. Удалите кость в центре краниотомии с помощью типсов Макферсона. В то время как мозг и dura mater обнаружены держать их гидратированных с стерильным солевым раствором.

Чтобы удалить dura mater, 25 или 26 калибровочных иглы должны быть согнуты примерно на 90 градусов, чтобы облегчить прокол и подъем поверхности dura матер от поверхности мозга. На данный момент, микро ножницы используются для акциза dura mater. Прикрепите электроды к стереотаксисному микроманипулятору и расположить его таким образом, чтобы электрод был на желаемой передней/задней и медиальной/боковой координатах.

Теперь опустите кончик электрода, пока он не коснется поверхности мозга. Медленно вставьте массив в мозг, пока он не достигнет желаемых спинных / вентальных координат. Добавьте каплю серебряной краски между проволокой земли и каждым винтом, чтобы обеспечить электрическое соединение.

Защитите электрод черепа, применяя зубной акрил для открытого черепа, одного винта и электродного массива. Повторите эту процедуру имплантации с помощью любых дополнительных массивов. Наконец, используя зубной акрил, сделать прочную крышку головы вокруг боковой степени массивов и полностью в случае, если наземные провода и любой открытый череп или винты.

При необходимости можно вставить опорную планку в головную крышку и запечатать ее на место зубным акрилом. После создания головы крышка шва кожи, если мышечная или костная ткань подвергается. Антисептический раствор также должен быть применен к ране в это время.

После завершения операции пришло время начать восстановление. Во-первых, выключите изофлюран, но не кислород, и удалите животное из стереотаксиаической рамы. Поместите животное на страницу нагрева, с кислородом поддерживается через эндотрахеальной трубки.

Когда первый признак нейрогенных рефлексов, таких как ларингальные спазмы начинаются, удалить эндотрахеальной трубки. Кислород должен теперь поставляться с маской, пока животное не представляет явные признаки анестезии восстановления, такие как защитные рефлексы, постуральный тон, и попытки ambulate. Мармосет должен быть размещен индивидуально, и оставили, чтобы восстановить в чистой клетке и комнате в течение 24 до 48 часов, прежде чем вернуться в свою домашнюю клетку.

Имплантированные животные должны быть размещены в отдельных клетках. Важно наблюдать за животным в течение по крайней мере одного часа после операции, чтобы наблюдать за признаками бедствия и, в частности, нескоординированными движениями. Антибиотики и анальгетики и противовоспалительные препараты следует вводить в течение нескольких дней после операции, чтобы контролировать боль и предотвратить инфекцию.

При успешных операциях животное должно быть полностью восстановлено в течение трех-пяти дней. Рекомендуем начать сеансы электрофизиологической записи не менее чем через неделю после операции. В начале каждого сеанса записи слегка обезболивать животное с помощью изофлюрана и подключать электродные массивы к нейронной системе записи.

Поместите животное в экспериментальную камеру и ждите полного обезболивающего восстановления перед началом записи. После успешной операции, можно записывать шипы и локальные полевые потенциалы от имплантированных электродов в течение нескольких недель. В конечном счете окончательное подтверждение того, что электродные массивы были успешно имплантированы в целевые структуры, должно быть предварительно назначено вскрытием.

Окрашенные секции Nissl, содержащие электротреки, могут быть использованы для определения положения каждого имплантированного микропровода. Хронические электрофизиологические записи в бодрствующими животными являются мощными методами, используемыми во многих направлениях исследований в области неврологии. Как общий marmoset предлагает много преимуществ по сравнению с исторически популярными моделями, цель этого видео, заключается в том, чтобы помочь другим нейробиологам принять общий мармосет для своих исследований.

В дополнение к имплантации хронических электродов записи, как подробно описано в этом видео, тот же протокол стереотаксисной хирургии может быть адаптирован для многих других экспериментальных целей, включая имплантацию стимулирующих электродов, направляющий канюли и микроинъекции. При адаптации этого протокола для одного из упомянутых методов, хирург будет главным образом изменить процедуру бурения в соответствии с размером желаемого имплантата. Кроме того, наземная процедура не является необходимой для многих из этих методов и, таким образом, может быть опущена.

Независимо от экспериментальной цели, после просмотра этого видео вы должны иметь понимание того, как успешно выполнять стереотаксис нейрохирургии в общей мармосет.