Abstract
Cathodal 두개 직류 자극 (tDCS)의 약제 내성에 발작 억제 효과를 유도한다. 효율적인 동작을 수행하기 위해, 상기 자극 파라미터 (예를 들면, 방향 전계 강도와 자극 시간)을 마우스 뇌 슬라이스 제제에서 검사 될 필요가있다. 테스트 및 마우스 뇌 슬라이스의 위치에 전극의 상대적 배향을 정렬이 가능하다. 본 발명의 방법은 앞쪽에 cingulate 피질 발작 같은 활동에 대한 DCS의 효과를 평가하기 thalamocingulate 경로를 유지합니다. 다 채널 어레이 레코딩 결과 cathodal DCS 크게 -4- 아미노 피리딘과 bicuculline 유도 발작 같은 활성의 자극 - 유발 반응의 크기 및 지속 시간을 감소 것으로 나타났다. 이 연구는 또한 15 분에서 cathodal DCS 응용 프로그램이 thalamocingulate 경로에 장기 우울증의 원인 것으로 나타났습니다. 본 연구는 thalamocingulat에 DCS의 효과를 조사전자 시냅스 가소성 및 급성 발작 같은 활동. 현재의 방법은 시험 관내 마우스 모델에서 방향 전계 강도와 자극 시간을 포함하여 최적의 자극 파라미터를 테스트 할 수있다. 또한,이 방법은 두 셀룰러 네트워크 레벨에서 대뇌 발작 같은 활동 DCS의 효과를 평가할 수있다.
Protocol
동물의 과목을 포함하는 절차는 기관 동물 관리 및 활용위원회, 중앙 연구원, 타이페이, 대만에 의해 승인되었다.
1. 다중 전극 배열 녹화에 대한 실험 솔루션 및 장비 준비
- 인공 뇌척수액 (ACSF 준비 124 mM의 염화나트륨, 4.4 mM의 KCl을들을 1mM의 NaH를 2 95 % O 버블 PO 3, 2 mM의 황산, 2 mM의 CaCl2를 25 밀리미터의 NaHCO3 및 10 mM의 글루코오스, 2, 5 % CO 2).
- 6 × 10 평면 MEA와 8 × 8 MEA : MEA 프로브의 두 가지 유형을 사용합니다. 전자 프로브는 피질, 선조체 및 시상을 포함하는 영역을 포함한다. 후자의 프로브는 대뇌 피질의 영역을 다룹니다.
- 0.1 Hz에서 1,200 증폭에서 3 kHz의 사이에 밴드 패스 필터를 60 채널 증폭기를 사용한다. 10 kHz 샘플링 레이트로 데이터를 획득.
- DCS의 MEA 챔버 내부에 두 개의 AgCl을 코팅은 와이어를 놓습니다. AgCl을을 사용하여실버 코팅 된 와이어는 절연 자극에 의해 생성 된 전기장을 생성한다.
- 텅스텐 전극 (; 길이 7.62 cm 8 ° AC 테이퍼 팁 직경 127 μm의 저항 5 MΩ) 장소 시상 자극을하고, MEA 실 기준 전극을 배치합니다. 펄스 발생기에 의해 제어되는 격리 자극기를 사용하여 텅스텐 전극의 전류를 제공한다.
2. 뇌 조각 준비
- 4-8주 세 남성 C57BL / 6J 마우스를 사용합니다. 집 에어컨 방에 동물 음식과 물을 무료로 이용할 수로 (21 ~ 23 ° C, 50 % 습도 / 12 시간 / 암주기, 오전 8:00에 점등 12 시간).
- 단계 1.1에서 제조 된 ACSF의 250 ML의 나누어지는을 가지고, 얼음이 들어있는 비커에 넣습니다. 동시에, 95 % O 2, 5 % CO 2로 구성되는 연속 가스를 공급한다.
- 외과
- 유리에서 4 % 이소 플루 란 동물을 마취약 3 분 동안 상자. 동물 (발가락 핀치에 대한 응답의 부족에 의해 표시) 마취의 수술 깊이에 도달하면, 얼음 조각으로 가득 얕은 트레이에 배치하고 가위를 사용하여 헤드를 제거합니다.
- 두개골을 노출하고, 나머지 근육을 잘라. 다음으로, rongeurs를 사용하여 뇌에서 두개골의 지느러미 표면을 벗겨. rongeurs을 이용하여 두개골의 측면을 얻어 낸다. 75 % 에탄올 용액으로 수술 도구 모두 멸균.
- 주걱을 사용하여 두뇌의 복부 표면을 따라 후각 전구 및 신경 연결을 절단, 뇌를 제거합니다. 잘린 후, 신속하게 얼음처럼 차가운 산소 ACSF 가득 비커에 두뇌를 전송합니다.
- 내측 시상 (MT) -ACC 뇌 조각의 준비
참고 : ACC (13)에 MT에서 경로를 포함 슬라이스를 준비합니다.- 2.0 mm 각 반구의 중간 선 측 방향이 시상 인하와 함께 뇌 블록을 손으로 잘라피질 해부학을 표시합니다. 그런 다음 두 개의 각도 절단을합니다. 선조체에서 볼 수 섬유 기관의 첫 번째 크로스 컷 평행합니다.
- thalamocingulate 경로에 복부와 평행 전방 접합면과 광학 기관 사이의 중간 지점으로 소뇌와 시각 피질 사이의 연결에서 두 번째 크로스 컷을 확인합니다.
- 시아 노 아크릴 레이트 접착제와 각도 플레이트 (~ 120 °)로 뇌 블록을 연결하고 그냥 경로의 전환점 위에 상처를합니다. 플레이트를 펼쳐을 평평하게하고, vibratome의 실 단계에 그것을 접착제.
- 내측 시상-ACC 뇌 조각 다음 (500 μm의 두께) 및 1 산소 ACSF로 녹화 실에 얼음처럼 차가운 산소 aCSF.Transfer 조각에서 그들을 몰입, 지속적인 관류 (12 ml / 분)에서 32 ° C로 유지합니다 시간.
다중 전극 배열 녹화에 대한 관류 상공 회의소 3. 준비
- 예비관류 상공 회의소
- 다중 채널 시스템에서 MEA 프로브를 배치하고, 연동 펌프에 프로브를 연결하는 두 개의 분리 된 폴리에틸렌 튜브를 사용한다. MEA를 챔버와 챔버 밖으로 ACSF을 안내하는 다른 튜브에 ACSF을 안내하는 하나의 튜브를 사용합니다. 마지막으로, 연속적으로 따뜻한 (29-30 °의 C) 산화 된 ACSF (8 ml / 분)로 제조를 관류.
- MEA에 뇌 조각을 전송합니다. 젖은 면봉을 사용하여 MEA에 뇌 슬라이스를 누르십시오. 조심스럽게 ACC는 전극 위에 지향하기 위해 뇌 조각을 이동합니다.
- 뇌 조각을 눌러 슬라이스 앵커 키트를 길게 다운을 사용합니다. 이 단계는 슬라이스와 전극 사이의 우수한 전기 접속을 보장한다.
DCS에 의한 전기 분야의 4 세대
주 : 전계 방향의 정의는 ACC axodendritic의 축 방향을 기준으로 하였다. 수상 돌기 및 소마 구획의 방향이었다골지 염색 (12)을 이용하여 확인 하였다.
- 누산기에 인접 (양극으로 정의 됨) AgCl을 전극을 배치하고, ACC에 말단 (캐소드로 정의) 다른 전극을 배치합니다. MEA에 의한 두개의 전계 배향 (누산기 axodendritic 섬유에 평행 및 수직)에 의해 생성되는 자기장 강도를 기록 및 자극 장치를 이용하여 전계의 전류를 제공한다.
- AgCl을 전극 (약 1.5 cm)의 거리를 수정 한 mA 0.5 내지 2를 DCS을 할 수있는 자극의 현재 강도를 조정합니다.
5. 전기에 의한 두피 시냅틱 응답
주 : 프로그램 가능한 전기 자극 발생기 직사각형 이상성 전류 펄스를 생성하는 MT의 전기 자극에 의한 ACC 시냅스 반응을 유도한다.
- 위의 반복 제 3 절.
- 이동 단말에 텅스텐 전극을 배치하고, thal에 자극에서 펄스를 제공바이폴라 텅스텐 전극을 통해 조각의 아미드 영역입니다.
- 에 ACC 응답을 이끌어 임계 값을 결정하기 위해 다양한 전류 강도를 사용합니다. 여기에 대부분의 조각에서 ACC에서 80 %의 최대 반응을 유도 200 마이크로 초의 ± 150 μA의 강도와 지속 시간을 사용합니다.
- 최적의 응답 프로파일을 얻기 위해 MT-ACC 슬라이스에 (뇌량에 MT에서)를 thalamocingulate 경로를 따라 텅스텐 전극을 이동합니다.
- ACC 응답의 10 ~ 20 스윕을 확인하고 소프트웨어를 사용 MT 자극에 의해 유발 ACC 모두 평균을 자동으로합니다. MT-ACC 경로에 의해 MT 자극으로부터 유도 된 ACC에서 시냅스 응답 ISS 결과입니다.
6. 전기에 의한 발작 같은 활동
(250 μM 4-AP) 및 bicuculline (5 μM) 발작 같은 활동은 4 아미노 피리딘의 응용 프로그램에 의해 유도되었다합니다. 이전 시간 제어 연구는 최대 안정적인 반응이 나타난 것을 보여 주었다약물 응용 프로그램 (14) 후 2 ~ 3 시간.
- 위의 반복 제 5 절.
- 관류 액에 약물을 추가합니다. 4-AP (250 μM) 및 bicuculline (5 μM)를 사용합니다. 균일하게 약물을 혼합하고, 2 ~ 3 시간 동안 재관류를 계속합니다.
- 간질 유사 활성을 촉진하기 위해, 또한 pH를 구배의 형성을 방지 할 수있는 상대적으로 빠른 혈류 속도 (8 ml / 분)에서 관류 펌프를 유지한다.
- 이동 단말에서 텅스텐 전극을 배치하고 ACC 응답 프로파일을 얻기 위해 전기 자극 (150 μA, 200 마이크로 초 시간)를 제공합니다.
- 10 ~ 20 스윕을 확인하고 응답을 평균.
- 약을 씻어 신선한 ACSF와 관류 솔루션을 교체합니다. 단계를 반복 6.5.
유발 두피 응답에 DCS 7. 시험 효과
- 반복 섹션 3과 4는 균일 한 전계가 M 내부에 배치되는 두 개의 평행 한 AgCl을 코팅은 배선 사이에 전류를 통과시킴으로써 생성된다 확인EA 실. 아무 문제가없는 경우, DCS는 0.5 2mA 사이에 유지됩니다.
- DCS의 전원을 끄고 (150 μA, 200 마이크로 초 지속 시간 ±) 시상을 자극 텅스텐 전극을 배치합니다. 는 ACC에서 최대 시냅스 반응을 얻을 10-20 스윕을하고 응답을 평균합니다.
- 동시에 DCS (2 MV / mm의 DCS 강도) 및 시상 자극 (350 μA, 200 마이크로 초 기간)를 켭니다. DCS 동안 시상 자극-유발 ACC 응답의 진폭의 변화를 평가합니다.
- DCS의 전원을 끄고 관류 액에 4-AP (250 μM) 및 bicuculline (5 μM)를 추가합니다. 그런 다음 2 ~ 3 시간을 기다립니다. 약물은 뇌 슬라이스에 영향을 미칠 경우, 슬라이스는 대뇌 피질의 발작 반응을 생산하고 있습니다.
- ACC 응답의 10 ~ 20 스윕을 확인하고 전기 유발 대뇌 피질의 발작 응답의 진폭과 지속 시간을 측정한다.
- 단계 7.5 이후, 동시에합니다 (DCS (2 MV / mm DCS 강도) 및 시상 자극에 150 μA, 200 durati을 설정마이크로 초에). DCS 응용 프로그램 중 진폭과 유발 대뇌 피질의 발작 응답 시간의 변화를 평가합니다.
- 약을 씻어 신선한 ACSF와 관류 솔루션을 교체하고 반복 7.2 및 7.3 단계를 반복합니다.
- 다른 실험 조건에 데이터를 기록 데이터를 모두 수집하고, 기. 다른 실험 조건 하에서 대뇌 발작 응답의 진폭 및 지속 시간을 평가한다.
8. 데이터 분석
- (예를 들어, MC 랙 소프트웨어)가 자동으로 기록 된 응답을 평균 소프트웨어를 사용하여 스프레드 시트에 원시 데이터를 내보낼 수 있습니다. 원시 데이터의 크기와 지속 시간을 분석하고 색상 수치를 생성합니다.
- 진동 발작 이벤트를 검출하기 위해, 기준 값 및 표준 편차 (SD)를 측정하기 위해 소프트웨어를 사용한다. 임계 값과 잡음 레벨 3 SD를 설정합니다. 이 임계 값을 능가 발진 이벤트 기간 동안 피크의 진폭은 자동으로 감지됩니다에디션.
- 학생의 t의 -test를 이용하여 통계 분석을 수행합니다.
- 슬라이스의 수를 나타내는 N으로 고속 측정하고 평균 ± SE로서 텍스트의 변동 (ANOVA) 결과 일방향 분석 12 공부.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Thalamocingulate 조각과 MEA 녹화 시스템 설치 프로그램의 준비
생쥐에서 MT-ACC 슬라이스가 thalamocingulate 경로의 전기 생리 학적 특성을 탐구 할 수있는 특별한 제제 슬라이스이다.도 1a는 MT-ACC 슬라이스 제조 된 방식을 나타낸다. 마우스의 뇌를 신속하게 제거하고 (도 1A, A, B)의 차가운 ACSF 산소로 유지 하였다. 피질을 해부 공개, 뇌, 시상 뇌 블록을 획득하기 위해 각 반구의 중심선으로부터 2.0 mm 측면을 절단 하였다 (도 1a, C, D). 두 각도 복부 상처는 thalamocingulate 경로를 유지하기 위해 뇌 블록 하였다. 제 광구는 뇌 블록의 전면에서 만들어진, 선조체에 보이는 섬유 관 평행. 제 크로스 컷 접속 내기에서 뇌 블록의 후면에 만들어진전방 접합면과 광학 기관 사이의 중간 점에 소뇌와 시각 피질을 싸우는. 상처가 만들어진 후, 뇌 블록은 각진 플라스틱 판 (120 ° 각도)에 접착하고, 절단 직접 피질 (그림 1A, 예를 들어)를 통해 지느러미 측에서 만들어졌다. 뇌 블록 플레이트는 vibratome에 붙어 시원한 산소 ACSF에 빠져들했다. 마지막으로, 몇 조각 (500 μm의 두께)이 뇌 블록에서 가져온 산소 ACSF에서 배양 하였다 (그림 1A, H, I).
도 1b는 MEA 기록 시스템 설정을 보여줍니다. 개략도는 기록 시스템에 접속 된 MEA 및 관류 시스템을 도시한다. 빈 MEA 프로브 증폭기 내부에 배치하고, 관류 / 분 8 ml의 유속으로 시작 하였다. 기록 영역의 중심에 최대한 가까운 것을 보장하면서 MT-ACC 뇌 조각은 MEA 프로브에 넣었다. 자극기 사용했다D는 뇌 슬라이스 자극 전기장을 생성한다. 모든 단계를 완료 한 후, 시스템은 thalamocingulate 경로의 전기 생리 학적 특성을 기록 하였다.
도 1c는 기록 영역도 및 MT-ACC 뇌 조각은 MEA 프로브 상에 배치 된 방식을 도시한다.도 1C-A는 MEA 프로브의 모양을 나타낸다. 프로브에 검은 선 (적색 화살표)는 사용자가 상기 증폭기 내부 프로브의 적절한 방향을 결정하는 것을 도왔다. 1C는-B는 MEA 프로브의 주 회로를 나타낸다.도 1C-C가 겹쳐 있던 전기 배열을 도시 대뇌 피질의 조직.
테스트 유발 응답
슬라이스 준비에 thalamocingulate 경로의 보존을 확인하기 위해 본 연구는 자극시상 및 전기 생리학 실험에 ACC 기록. 이동 단말에서 적은 양의 전류를 전달하는 것은 실험에 사용 하였다 동안 ACC에서 시냅스 전위 만 슬라이스.도 2a는 ACC의 자극 및 기록 전극과 일반적인 시상 자극 - 유발 반응의 위치를 나타낸다. 간질 유사 활성, 4-AP (250 μM) 및 bicuculline (5 μM)을 유도하는 간질 활성을 유도 하였다. bicuculline에 의한 자발적인 발작 같은 활동 전형적인 4-AP는 강장제 위상과 긴 지속 시간 뒤에, 발작 발병으로 구성되었다. 트레이스는도 2b의 확대를 위해 선정되었다. 이 연구는 또한 약물 유발 발작을 유도 한 후 MT에 자극을 전달하려고 시도했습니다. 4 아미노 피리딘 / bicuculline-유발 간질 활동은 전기 자극 (그림 2C) 후 유도 하였다.
테스트DCS와 조각의 방향
이전 임상 연구 cathodal DCS의 전계의 방향. 시상 자극 - 유발 활성에 영향을도 3a는 ACC의 덴 드라이트 및 소마 구획의 방향에 평행 또는 수직으로 배치 된 전계의 다른 방향을 나타내고 있음을 보여 주었다. 전계가 신경 세포에 평행하게 배열 될 때, 자극 cathodal는 ACC (도 3b의 내측 부분에서 시상 자극 - 유발 반응 억제 상단 패널). 전계가 신경 세포에 수직 배치 될 때, 시상 자극 - 유발 된 반응에 유의 한 효과 (도 3b, 하부 패널)도 관찰되지 않았다. 병렬 cathodal DCS는 4-AP-을 억제하고, ACC (그림 3C, 상단 패널)의 중간 부분에 bicuculline 유발 발작 같은 활동.이 발작 - 유사 활성의 지속 기간을 단축하고, 수직 cathodal DCS의 유의 한 효과는 (도 3c, 하부 패널)도 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 전계의 방향이 thalamocingulate 경로의 시냅스 전달을 조절하는데 중요한 것으로 확인되었다.
발작 활동에 DCS의 효과
경 두개 자기 자극의 임상 적용은 tDCS 및 DCS는 약제 내성 발작의 치료를위한 비 침습적 방법을 제공한다. 이전의 연구 분야 자극 다양한 뇌 영역에서 시냅스 가소성과 영향을 간질 활동을 변조 된 것으로 나타났다. 본 결과는 cathodal tDCS가 thalamocingulate 시냅스 전달 우울 것으로 나타났다. 자극-유발 반응과 발작 같은 활동 기간의 진폭은 우울했다 (9 ~ 11 조각, 81.82 %도URE의 4A, 왼쪽 패널).도 4A (오른쪽 패널) (N = 11, P <0.05). 그림 cathodal DCS의 15 분을 효과적으로 MT-ACC 경로에 장기 우울증 (LTD)를 유도하고 우울이 반응을 유발 보여줍니다 (b)는 (왼쪽 패널) 시상 자극이에 cingulate 피질에서 강력한 발작 같은 활동을 유발 보여줍니다. 서른 분 15 분 cathodal DCS인가 후, 시상 자극 - 유발 된 발작 - 유사 활성의 지속 시간이 짧아졌다. 도 4B 상기 결과는 발작 기간이 크게없는 DCS 애플리케이션 (N = 9, p <0.05에 비해 15 분의 cathodal DCS 후 감소였다 오른쪽 패널).
그림 1 :. Thalamocingulate 조각과 MEA 녹화 시스템 설정의 제조 (A) MT-ACC 슬라이스 프로시저 (a)는 산소 ACSF의 온도를 뇌와 (b)의 전송을 제거합니다. (c) 상기 중간 선에서이 시상 컷을 확인합니다. 뇌 블록의 중간 부분의 (d)에 측면보기. (E) 뇌 블록의 두 각도 복부 상처를 확인합니다. (f)에 각진 플라스틱 접시에 뇌 블록을 접착제. (g) 지느러미 절단을 확인하고 뇌 블록을 전개. (시간)을 vibratome에서 뇌 블록을 접착제. (ⅰ) 뇌 블록에서 조각을 수집합니다. (B) MEA 기록 시스템 설치. (C) MEA 기록 영역. (a)는 MEA 프로브. (b) MEA 회로. (c) 상기 뇌 조각의 ACC는 전극 프로브 위에 지향 하였다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
E = "1"> 
그림 2 : 시상 자극과 약물에 의한 자극에 다른 유발 응답 ACC에서 (A) 시상 자극-유발 반응.. (B) 4 Aminopyridine- 및 bicuculline 유발 발작 같은 활동. (C) 시상 stimulation- 및 약물 유발 발작 같은 활동. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
도 3. DCS의 다른 방향의 효과 (A) 전계의 상이한 방위. (B) DCS와 시상 자극-유발 반응을. 발작 같은 활동에 cathodal DCS의 (C) 효과.: //www.jove.com/files/ftp_upload/53709/53709fig3large.jpg "대상 ="_ 빈 ">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4 :. 발작 활동에 Cathodal tDCS (A) 다섯 DCS에 의한 LTD cathodal 분, 유발 된 활동을 우울에 미치는 영향. (B) 발작 활동 등의 발생 cathodal 자극 동안 감소 하였다. DCS의 응용 프로그램이 종료 된 경우에도 견디고 15 분 cathodal의 DCS에 의한 발작 같은 활동의 억제. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
본 연구에서 ACC 간질 유사 활성에 DCS 기간 및 배향의 영향을 시험 하였다. 마우스 뇌 조각에서 안정적인 데이터를 얻으려면 어떻게 MT-ACC 경로의 무결성을 유지하고,이 각도 복부 상처와 피질의 지느러미를 잘라 만든되는, 특히 단계 핵심 손상을 방지 할 수 있습니다. 또한, 뇌 조각을 준비하는 시간은 신선하고 강한 뇌를 유지할 수 짧은 시간이어야 뇌 슬라이스의 활성에 영향을 미칠 수있다. 이전의 연구 대상 조직에 전기 화학적 손상이 생체 내 준비 15에서 발생할 수있는 것으로 나타났다. 시험 관내 뇌 슬라이스 제제는이 문제를 방지 할 수있다. 시험 관내 대비하여, 조직이 직접 따라서 전기 효과 (16)을 최소화 전극을 접촉하지 않습니다. DCS의 효과는 상이한 방향으로 배향 된 전극과 비교 하였다. 때 electrodES는 DCS가 유발 활동 (그림 3)에 영향을 미치지 않았다 90 ° 및 270 °로 배향 하였다. 따라서,이 제어 된 실험 연구에서, 조직 손상에 대한 DCS 전기 화학 반응의 어떤 부작용의 가능성을 배제. 뇌 조각의 보호 복구 방법은 또 다른 핵심이다 이 연구에서 ACSF 공식은 보호 절단 방법에 대한 대안을 제공하고 4 8 주 된 동물에게 뇌 조각에서 뉴런의 보존에 매우 효과적이다. 이 방법은 모든 연령의 동물에 사용하기 위해 설계되지 않는다; 트리스 ACSF 사용 쥐 세 6주 이상에서 NMDG 보호 복구 방법의 사용은 어린 마우스에서 효과적인 것으로 보인다. 따라서, 사용자는 실험에 가장 적합한 방법을 선택하는 종에서 마음에 상대 연령 동등이 유지해야합니다.
일반적인 기술은 뇌 조각을 기록하는 MEA를 사용한다, 그러나 MEA 기록 SYS로 전계를 불러템은 일반적으로 수행되지 않습니다. MEA를 기록 시스템의 전도성 용액에 DC 필드에 영향을 미치는 특히 분 몇 초 동안 흥미로운 접근 방법이다. 이전의 연구는 DCS 애플리케이션 전도성 용액의 pH가 12이 실험 장치에서 안정된 것을 나타내는 ACSF 용액의 pH를 변경하지 않은 것으로 나타났다. 상대적으로 빠른 혈류 율 (8 ml / 분) 간질 유사 활성을 용이하게 유지하고, MEA 프로브의 화학 변화의 모든 제품은 이와 같이하여 pH 구배의 축적을 방지 관류에 의해 세척 하였다. 다중 전극 배열 기록 기술은 종종 기록 전극의 뇌 슬라이스 범위의 유형에 의해 제한된다. 뇌 슬라이스 타입은 기록되어있는 회로 경로를 결정하고, 기록 전극의 범위는 단일 또는 다중 뇌 핵이 기록되어 있는지를 판정한다. 이러한 조건은 실험 전에 확인해야합니다.
사전 vious 연구 DCS의 장기적인 효과는 17 시냅스 전달의 조절을 통해 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 cathodal DCS는 MT-ACC 경로에 회사를 일으켰습니다. LTD 또는 발작과 관련된 증강의 depotentiation이 가능하다 tDCS 처리 결과의 개선을 제안하고, 발작 억제 기전의 일부가 제안되었다. 그러나, 연구는 문서에 cingulate 피질에서의 전계 강도에 집중하지 않았다. 피질의 중간 부분에에 cingulate 피질의 깊은 위치는 테스트하기가 어렵습니다. 예를 들어, 전류 흐름은 표면에 가까운 조직 및 혈관에 영향을 미칠 수 있다는 것을 피할 수 없다. tDCS에 의해 깊은 조직을 대상의 어려움은 생체 연구를위한 tDCS의 적용을 제한 할 수있다. 따라서, DCS는 신경 세포의 활동에 영향을 미치는 방법을 이해하기 위해, 뇌 조각 준비가 아닌 특정 혈관 효과로 사용되어야 제외 할 필요가있다.
실험 모델을 설정 한 것이며 jove_content는 "> 상술 발작은 건강한 뇌 유도된다. 발작 같은 활동은 또한 전기 펄스에 의해 유도 하였다. 발작 발생의 타이밍을 정확하게 제어 할 수있는 DCS인가시 . 결과는 tDCS 치료에 대한 자세한 정보를 제공 할 수있다. 또 다른 주목할만한 연구 결과가 있었다 오래 지속 tDCS에 의해 유도 된 지역 대뇌 피질의 흥분의 변화를. 향후, tDCS의 기본 메커니즘이 해명 할 수있는 경우, DCS의 다음 조합 약물 치료는 매우 흥미 개발 될 수 간질의 치료를 향상시킬 LTD.결론적 thalamocingulate 및 transcallosal 시냅스 급성 발작의 DCS의 효과를 조사하기위한 방법이 제공되었다. 뇌 슬라이스 제조 발작 같은 활성에 DCS의 장기적인 효과는 LTD 같은 메커니즘을 통해 발생.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Anesthetic: | |||
| Isoflurane | Halocarbon Products Corporation | NDC 12164-002-25 | 4% |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| aCSF (total:1 L): | |||
| D(+)-Glucose | MERCK | 1.08337.1000 | 10 mM |
| Sodium hydrogen carbonate | MERCK | 1.06329.0500 | 25 mM |
| Sodium chloride | MERCK | 1.06404.1000 | 124 mM |
| (+)-Sodium L-ascorbate, >=98% | SIGMA | A4034-100G | 0.15 g/2 c.c |
| Magnesium sulfate, anhydrous, ReagentPlus | SIGMA | M7506-500G | 2 mM |
| Calcium chloride dihydrate | MERCK | 1.02382.1000 | 2 mM |
| Sodium dihydrogen phosphate monohydrate | MERCK | 1.06346.1000 | 1 mM |
| Potassium chloride | May & Baker LTD Dagenham England | MS 7616 | 4.4 mM |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Drugs: | |||
| (+)-Bicuculline | TOCRIS | 0130 | 5 µM in aCSF |
| 4-Aminopyridine | TOCRIS | 0940 | 250 µM in aCSF |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Brain slice Preparation: | |||
| Vibratome | Vibratome | Series 1000 | Block slicing into 500 µm thick slices |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| MEA system: | |||
| Multielectrode array (MEA) probes: 6 x 10 planar MEA | Multi Channel Systems | 60MEA500/30iR-Ti-pr MEAS 6x10 | electrode diameter, 30 µm; electrode spacing, 500 µm; impedance, 50 kΩ at 200 Hz |
| Multielectrode array (MEA) probes: 8 x 8 MEA | Ayanda Biosystems | 60MEA200/10iR-Ti-pr MEAS 8x8 | pyramidal-shaped electrode; diameter, 40 µm; tip height, 50 µm; electrode spacing, 200 µm; impedance, 1,000 kΩ at 200 Hz |
| A 60-channel amplifier was used with a band-pass filter set between 0.1 Hz and 3 KHz at 1,200X amplification | Multi-Channel Systems | MEA-1060-BC | |
| MC Rack software at a 10 KHz sampling rate | Multi-Channel Systems | Software for data collect and recordings | |
| control of a pulse generator | Multi-Channel Systems | STG 1002 | |
| slice anchor kits and hold-downs | Warner Instruments | SHD-26H/10; WI64-0250 | |
| Peristaltic Pump-minipuls3 | Gilsom | MINIPULS3 | perfusion rate : 8 ml/min |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Stimulation system: | |||
| Isolated stimulator | A-M Systems | Model 2100 | intensity of ±350 μA , duration of 200 μsec |
| Tungsten electrode | A-M Systems | 575300 | placed in thalamus |
References
- Schiller, Y., Najjar, Y. Quantifying the response to antiepileptic drugs: effect of past treatment history. Neurology. 70 (1), 54-65 (2008).
- Fregni, F., et al. A controlled clinical trial of cathodal DC polarization in patients with refractory epilepsy. Epilepsia. 47 (2), 335-342 (2006).
- Auvichayapat, N., et al. Transcranial direct current stimulation for treatment of refractory childhood focal epilepsy. Brain Stimul. 6 (4), 696-700 (2013).
- Chung, M. G., Lo, W. D. Noninvasive brain stimulation: the potential for use in the rehabilitation of pediatric acquired brain injury. Arch Phys Med Rehabil. 96 (4 Suppl), S129-S137 (2015).
- Del Felice, A., Magalini, A., Masiero, S. Slow-oscillatory Transcranial Direct Current Stimulation Modulates Memory in Temporal Lobe Epilepsy by Altering Sleep Spindle Generators: A Possible Rehabilitation Tool. Brain Stimul. 8 (3), 567-573 (2015).
- Garnett, E. O., Malyutina, S., Datta, A., den Ouden, D. B. On the Use of the Terms Anodal and Cathodal in High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation: A Technical Note. Neuromodulation. , (2015).
- Biraben, A., et al. Fear as the main feature of epileptic seizures. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 70 (2), 186-191 (2001).
- Zaatreh, M. M., et al. Frontal lobe tumoral epilepsy: clinical, neurophysiologic features and predictors of surgical outcome. Epilepsia. 43 (7), 727-733 (2002).
- Karim, A. A., et al. The truth about lying: inhibition of the anterior prefrontal cortex improves deceptive behavior. Cereb. Cortex. 20 (1), 205-213 (2010).
- Keeser, D., et al. Prefrontal transcranial direct current stimulation changes connectivity of resting-state networks during fMRI. J. Neurosci. 31 (43), 15284-15293 (2011).
- Nelson, J. T., McKinley, R. A., Golob, E. J., Warm, J. S., Parasuraman, R. Enhancing vigilance in operators with prefrontal cortex transcranial direct current stimulation (tDCS). Neuroimage. 85 (Pt 3), 909-917 (2014).
- Chang, W. P., Lu, H. C., Shyu, B. C. Treatment with direct-current stimulation against cingulate seizure-like activity induced by 4-aminopyridine and bicuculline in an in vitro mouse model. Exp. Neurol. 265, 180-192 (2015).
- Lee, C. M., Chang, W. C., Chang, K. B., Shyu, B. C. Synaptic organization and input-specific short-term plasticity in anterior cingulate cortical neurons with intact thalamic inputs. Eur. J. Neurosci. 25 (9), 2847-2861 (2007).
- Chang, W. P., Shyu, B. C. Involvement of the thalamocingulate pathway in the regulation of cortical seizure activity. Recent Research Developments in Neuroscience. Pandalai, S. G. 4, Research Signpost. Kerala. 1-27 (2013).
- Brummer, S. B., Turner, M. J. Electrochemical considerations for safe electrical stimulation of the nervous system with platinum electrodes. IEEE Trans. Biomed. Eng. 24 (1), 59-63 (1977).
- Durand, D. M., Bikson, M. Suppression and control of epileptiform activity by electrical stimulation: a review. Proc. IEEE. 89 (7), 1065-1082 (2001).
- Fritsch, B., et al. Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning. Neuron. 66 (2), 198-204 (2010).
