Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

تحفيز المخ الكهربائي Transcranial في القوارض التنبيه

doi: 10.3791/56242 Published: November 2, 2017

Summary

ويصف هذا البروتوكول مجموعة العمليات جراحية لمآخذ توصيل قطب ابيكرانيال دائمة ومسرى صدر مزروع في القوارض. عن طريق وضع قطب ثاني في المقبس، يمكن تسليم أنواع مختلفة لتحفيز المخ الكهربائي transcranial للنظام المحرك في الحيوانات التنبيه عن طريق الجمجمة سليمة.

Abstract

يمكن أن تعدل الدماغ الكهربائي Transcranial التحفيز استثارة القشرية واللدونه في البشر والقوارض. هو الشكل الأكثر شيوعاً للتحفيز في البشر transcranial التحفيز التيار المباشر (تدكس). أقل تواترا، transcranial التحفيز التيار المتردد (صيدها) أو transcranial التحفيز ضجيج عشوائي (ترنس)، شكلاً محدداً من صيدها باستخدام تيار كهربائي يطبق عشوائياً ضمن نطاق الترددات محددة مسبقاً، يتم استخدامه. قد أثمر زيادة البحوث تحفيز الدماغ الكهربائية موسع في البشر، سواء للأغراض التجريبية والسريرية، وازدياد حاجة إلى دراسات السلامة الأساسية، والميكانيكية، في الحيوانات. توضح هذه المقالة نموذج لتحفيز المخ الكهربائي transcranial (الامتحانات) عن طريق الجمجمة سليمة تستهدف النظام المحرك في القوارض التنبيه. ينص البروتوكول على إرشادات خطوة بخطوة لإنشاء العمليات الجراحية من مأخذ توصيل القطب ابيكرانيال الدائم جنبا إلى جنب مع قطب كهربائي عداد مزروع على صدره. عن طريق وضع قطب تحفيز بالمقبس ابيكرانيال، يمكن أن تقدم أنواع مختلفة من التحفيز الكهربائي، قابلة للمقارنة إلى تدكس وصيدها ترنس في البشر،. وعلاوة على ذلك، يتم عرض الخطوات العملية للامتحانات في القوارض التنبيه. ويمكن اختيار الكثافة الحالية المطبقة، ومدة التحفيز، وتحفيز نوع تبعاً للاحتياجات التجريبية. وتناقش المحاذير، ومزايا وعيوب هذا التشكيل، فضلا عن السلامة والجوانب قابلية التحمل.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

وقد استخدمت الإدارة transcranial من التيارات الكهربائية في الدماغ (الامتحانات) لعقود لدراسة وظيفة المخ وتعديل السلوك. أكثر في الآونة الأخيرة، تطبيق مباشر التيارات، أو أقل تواترا التيارات المتردد (صيدها وترنس)، نونينفاسيفيلي عن طريق الجمجمة سليمة استخدام أقطاب اثنين أو أكثر (anode(s) و cathode(s)) وقد اكتسب الاهتمام العلمي والسريري. على وجه الخصوص، قد استخدمت في الدورات أكثر من 33,200 في الأصحاء والمرضى الذين يعانون من الأمراض العصبية تدكس وقد برز كآمنة وسهلة، تطبيق السرير فعالة من حيث التكلفة، مع الإمكانيات العلاجية الممكنة، فضلا عن فترة طويلة 1من الآثار السلوكية. وضوح هذا أسفر عن ازدياد الحاجة والاهتمام العلمي في الدراسات الميكانيكية، بما في ذلك الجوانب المتعلقة بالسلامة. تركز هذه المقالة على النموذج الأكثر استخداماً من التحفيز، تدكس.

عبر الأنواع، ينظم تدكس استثارة القشرية واللدونه متشابك. أفيد عن استثارة التغييرات كتغيير القطبية تعتمد على معدل إطلاق العصبية عفوية في الجرذان والقطط2،،من34أو التغييرات في موتور مقولة ستريك المحتملة (الهندسة الكهربائية والميكانيكية) في البشر والفئران ( زاد بعد أنودال وانخفض بعد تدكس كاثودال:6من البشرية5،؛ 7من الماوس). وحدات تحكم المجال DC أنودال زيادة كفاءة المحركات القشرية متشابك أو هيبوكامبال synapses في المختبر لعدة ساعات بعد التحفيز أو طويلة الأجل التقوية (الكمونية)، عندما تطبق يشترك مع أحد مدخلات متشابك ضعيفة محددة، أو عندما تعطي قبل اللدونة حمل التحفيز8،،من910،،من1112. ، وفقا غالباً ما يتم كشف فوائد التحفيز على نجاح التدريب الحركي أو المعرفي إلا إذا تدكس التطبيقية يشترك مع التدريب8،13،،من1415. في حين أن هذه النتائج السابقة تعزى أساسا إلى وظائف الخلايا العصبية، تجدر الإشارة إلى أن الخلايا غير العصبية (إطلاق) قد يسهم أيضا في الآثار الفنية من تدكس. على سبيل المثال، زيادة مستويات الكالسيوم داخل الخلايا أستروسيتيك أثناء تدكس أنودال في الفئران تنبيه16. وبالمثل، تدكس أنودال في الكثافة الحالية عن عتبة نيوروديجينيريشن التي يسببها تنشيط تعتمد جرعة microglia17. ومع ذلك، تحوير العصبية-إطلاق التفاعل تدكس يحتاج إلى مزيد من التحقيق المحددة.

البحوث الحيوانية معا، واتخذت متقدمة وضوح فهمنا لتأثير تدكس مودولاتوري على استثارة واللدونه. ومع ذلك، هناك ملاحظ "فجوة عكسية متعدية الجنسيات" في الزيادة المطردة في منشورات الدراسات تدكس البشرية على عكس البطيئة وزيادة طفيفة في التحقيقات المتعلقة بالآليات الكامنة للامتحانات في المختبر و الحية نماذج حيوانية. بالإضافة إلى ذلك، يتم تنفيذ نماذج الامتحانات القوارض مع تقلب عالية عبر مختبرات البحوث (تتراوح عبر الجلد لتحفيز ابيكرانيال)، وإجراءات حفز عنها غالباً ما لا تتسم بالشفافية الكاملة التي تعوق إمكانية المقارنة بين و تكرار البيانات البحثية الأساسية، فضلا عن تفسير النتائج.

هنا، نحن تصف بالتفصيل تنفيذ العمليات الجراحية لهيكل تحفيز الدماغ transcranial استهداف القشرة الحركية الأولية، الذي يسمح الترجمة إلى شرط تدكس البشرية مع التقليل من التباين، ويسمح للتحفيز المتكرر دون يعيق السلوك. يتوفر بروتوكول خطوة بخطوة للامتحانات اللاحقة في الفئران التنبيه. وتناقش الجوانب المنهجية والمفاهيمية للاستخدام الأمن للامتحانات في القوارض التنبيه.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

للأبحاث المتعلقة بالحيوانات، يجب الحصول على الموافقات ذات الصلة (قطرية) قبل بدء التجارب. يتم إجراء جميع التجارب على الحيوانات ذكرت هنا وفقا للاتحاد الأوروبي التوجيه 2010/63/الاتحاد الأوروبي، وقانون حماية الحيوانات الألمانية تحديث (" تيرشوتزجيسيتز ") من يوليو 2013، والنظام الأساسي لتحديث البحوث الحيوانية الألمانية في آب/أغسطس عام 2013. بروتوكولات الحيوان أقرتها السلطات المحلية " لجنة "التجارب الحيوانية" "المجلس الإقليمي لمدينة فرايبورغ" " و " اللجنة "التجارب الحيوانية" فرايبورغ المركز الطبي الجامعي ".

1-إعداد الأدوات والمواد لجراحة

  1. التأكد من أن البنود الواردة في الشكل 1 المتاحة والموضوعة أصلاً لإجراء عملية جراحية.
  2. إعداد صفيحة البلاتين مستطيلة رقيقة (مثلاً، 10 مم × 6 مم × 0.15 مم)، التي سوف تكون بمثابة العداد الكهربائي توضع تحت الجلد في الصدر، ولكمه اثنين من الثقوب الصغيرة في زوايا المعاكس اثنين من اللوحة.
  3. لحام كابل معزول بطول ~ 10 سم باستخدام الخالي من الرصاص قصدير لحام إلى إحدى زوايا لوحة البلاتين (بدون فتحه)-
  4. تطبيق قطره صغيرة من الغراء histo-اﻷكريليك مشترك لحام للعزلة.

2. إعداد القوارض جراحة

  1. تعيين رقم دراسة إلى القوارض وملاحظة ذلك في جراحة المعدة بطاقة
  2. تزن القوارض، وملاحظة الوزن على بطاقة جراحة. حساب الجرعة من حقن المسكنات (مثل الكيتامين 100 مغ/كغ وزنها زائد xylazine 70 مغ/كغ وزن الجسم للفئران).
  3. الحث التخدير بالحقن داخل (القائمة) من المبلغ المحسوب للمسكنات.
    ملاحظة: عند استخدام التخدير استنشاق بدلاً من ذلك (على سبيل المثال، إيسوفلوراني)، ضع القوارض في دائرة للاستقراء مع تدفق مستمر من ~ 4% في الأكسجين 1-2 لتر في الدقيقة-
  4. الاختيار عمق التخدير بالمعاكسة قرصه إصبع القدم ابتداء من 5 دقائق بعد الحقن. إذا منعكس قرصه إصبع القدم لا تزال موجودة، التوصل إلى تمديد وتعميق للتخدير بالحقن بنسبة 30 في المائة من الجرعة الأولى-
    1. إذا كان في أي وقت في التجربة إرجاع منعكس قرصه أخمص القدمين، ينبغي حقن 30 في المائة الجرعة الأولى من التخدير.
    2. عند استخدام التخدير استنشاق، ابحث عن فقدان المعاكسة الوضعي للقوارض في قاعة توجيهي وتحقق عمق التخدير بانعدام منعكس قرصه إصبع القدم. إذا كانت ردود الفعل ما زالت موجودة، تمديد المدة في غرفة التخدير. طوال التجربة كلها، التكيف مع النسبة مئوية إيسوفلوراني إلى عمق التخدير حتى وصلت إلى الحفاظ على تركيز إيسوفلوراني ~1-1.5%.
    3. عندما يحدث تواتر التنفس النقصان ويلهث، انخفاض النسبة المئوية؛ عند القوارض يستعيد منعكس قرصه أخمص القدمين أو يبين حركة عفوية، وزيادة النسبة المئوية لاستنشاق مخدر.
  5. بمجرد ردود الفعل غائبة، ضع القوارض على مقاعد البدلاء المختبر أو أنه عقد في متناول اليد.
    ملاحظة: عند استخدام التخدير استنشاق، توفر isoflurane استمرار انخفاض تدفق (الآن بين 2 3 في المائة) باستخدام فوهة متصلاً البخاخات.
  6. إزالة الشعر على الفئران ' s الرأس بحلق المنطقة من الإذن للإذن وبين مستوى العين روسترال لمجرد خلف الأذنين مع المقص. قم بإزالة الشعر على الصدر بحلق المنطقة الواقعة بين الأمامية من الرهابه حتى ترقوة.
    ملاحظة: حفظ الجلد تحت التوتر يخفف حلق.
  7. تغطي عيون الفئران مع قطره العين مرهم لحماية القرنية.
  8. مارك
  9. في الفئران ' s الإذن وفقا لعدد الدراسة المعينة.
    ملاحظة: علامة ذيل تبعاً لطول مدة الدراسة، قد تكون كافية، وخلاف ذلك التخصيص الموحد الأفضل.

3. إجراء العمليات الجراحية: الصدر "زرع قطب كهربائي"

ملاحظة: يمكن تخطي هذه الخطوة عندما يتم وضع العداد الكهربائي خارجياً على صدره حلق مع سترة.

  1. مكان القوارض عرضه (على صدره) على مائدة العمليات.
    ملاحظة: في حالة التخدير استنشاق، الحفاظ على الفئران ' آنف ق وضعها في فوهة التخدير، الحد من زيادة تركيز إيسوفلوراني إلى 1.5-2%-
  2. تطهير فروة الرأس حلق مع رذاذ مطهر أو مسحه غارقة في عامل مطهر (مثل الإيثانول 70 ٪) وترك أيردري. كرر مرتين.
  3. قطع الجلد مشرط في سطر واحد من مستوى العين روسترال إلى مستوى الإذن منتصف.
    ملاحظة: هذا يسمح للاتصال النفقي كابل توصيل من مسرى مزروع الصدر نحو الجزء العلوي من الرأس، وهو أيضا الخفض المطلوب لموضع المقبس الكهربائي DCS.
  4. إيقاف الفئران في موقف ضعيف، بحيث يتم كشف الصدر.
  5. تطهير جلد الصدر كما هو موضح في الخطوة 3، 2-
  6. رفع الجلد الجانبية للصدر الحق مع ملقط أنسجة وقطع بوتونهولي مع مقص صغير حوالي 0.5 سم الآنسي من الإبط الأيمن. ثم قم قص السهمي مباشرة في اتجاه الجمجمة مع المقص.
  7. شكل حقيبة تحت الجلد بقطع الجلد من العضلات الرئيسية صدري الأيسر أتروماتيكالي. القيام بذلك عن طريق فتح المقص الصغيرة مرارا وتكرارا (أو عن طريق مسحه القطن غارقة مالحة).
  8. دورة الحيوان على الجانب الأيمن نفق طريق كابل من الزاوية اليسرى والقفويه فتح الجلد الرأس على طول الرقبة للخروج إلى الحقيبة صدري باختراق اللفافة السطحية باستخدام الملقط التماثل الساكن.
  9. بفتح
  10. بعناية الملقط التماثل الساكن للاستيلاء على نهاية الكبل الكهربائي يعلق على مسرى البلاتين دون السماح بأسلاك حادة الضآلة. سحب كبل عبر النفق حتى يدخل مسرى الحقيبة، المنحى مع نقطة لحام أجل اللكتات اليسرى القوارض. تشغيل مكافحة القوارض العودة إلى الموقف الذي عرضه.
  11. إصلاح لوحة البلاتين مع عقيمة اصطناعية مجدول خياطة غير امتصاص باللفافة صدري في اثنين يعارضان الثقوب الزاوية (4-5 عقده ينصح للاستقرار).
  12. وبالمثل توصيل الكبل اللفافة بعقدة فضفاضة، تشكيل حلقة طفيف قبل مدخل النفق الأنسجة.
  13. إغلاق الجلد بخيوط جلدية 3-4 حسب حجم القطع (يمكن استخدام نفس المواد خياطة أما بالنسبة للقطب والكابل).

4. إجراء العمليات الجراحية: وضع الامتحانات ابيكرانيال مأخذ

  1. مكان الحيوان في إطار المناظير باستخدام الأشعة.
    ملاحظة: إذا كان استخدام التخدير استنشاق، انخفاض تركيز مخدر إلى تدفق isoflurane صيانة % ~1.5-1، تعديل إصبع قرصه العاكسة ونمط التنفس.
  2. تطهير فروة الرأس حلق كما هو موضح في الخطوة 3، 2-
  3. قطع الجلد مشرط في سطر واحد من مستوى العين روسترال إلى مستوى الإذن منتصف.
    ملاحظة: إذا بلاسم القطب الصدرأنجز الآنف والحنجرة، وقد أجريت فعلا خطوات 4.2 و 4.3.
  4. مبادلة
  5. كشط قبالة السمحاق (النسيج الضام في الجمجمة) للجانبين مع دون مشرط ودقة مسح قبالة مع القطن. يحملق في زوايا 4 القطع النسيج الضام مع المشابك لدغ والسماح لهم بشنق جانبياً للحفاظ على مجال الجراحة المفتوحة.
  6. تطبيق 0.9% المياه المالحة لتنظيف سطح العظام والأنسجة مع مسحات القطن. ثم تنظيف سطح العظام مع 3 ٪ ح 2 س 2. تجنب الاتصال مع الأنسجة. هنا يتم تنظيف العظام أكثر دقة وسيتم إيقاف نزيف طفيف من العظام. أيضا، من بقايا السمحاق تصبح مرئية. إزالة هذه المخلفات مع مسحه القطن تطبيق ضغط معتدل.
    ملاحظة: إزالة المخلفات سمحاق ستزيد الالتصاق ومتانة من مأخذ التوصيل الامتحانات لصقها على العظام.
    1. في حالة حدوث نزيف لا يمكن وقفها، استخدام حفر عظم ولمسها ل s 1-3 مع ضغط طفيف على العظام. سيقوم هذا الإجراء الميكانيكية في معظم الحالات وقف النزيف دون تدفئة هامة. ابدأ استخدام اليكتروكوتيري على العظم؛ التطبيق حتى قصيرة سيؤدي إلى تلف أنسجة المخ (electrocautery ينبغي إلا تستخدم للجرح ينزف الأنسجة)-
  7. كما سيتم تحسين مسامير التثبيت إنشاء الالتزام، اختر مثقاب المناسب حجم المسمار. لوحات العظام مختلفة اثنين من قبل الحفر يد على مكان لدغ ثقبين حفر وثم بتطبيق ضغط عمودي طفيف مع العظم حفر. تجنب مقربة من الموضع الذي تريده من مأخذ قسم التدريب والامتحانات، كما أنها قد تعرقل الشد في مسرى (مثلاً لليسار الامتحانات القشرية المحركات الأولية، اختر موضع المسمار الجدارية حق الأمامية والخلفية)-
  8. في حالة قطب كهربائي عداد مزروع، لدغ حفرة ثالث يقع في العظم الجداري الخلفي حق للتثبيت المستقبلية لكبل النفقية.
  9. وضع مسامير بلاستيكية في الثقوب لدغ
  10. والمسمار حتى يشعر الاحتكاك الأولى. ثم نفذ ثلاثة يتحول المسمار إضافية 180 °. تحقق مع الملقط لاستقرار المسمار وإضافة واحد بدوره أكثر إذا ضيق لا يكفي-
    ملاحظة: للفئران الكبار سيضمن هذا الموضع فوق الجافية من المسامير دون إتلاف دوراً أو الدماغ (استناداً إلى تصميم المسمار الخيط، بدوره قد يختلف عدد). استخدام مسامير الفولاذ المقاوم للصدأ أيضا ينبغي أن يكون ممكناً، منذ حتى في وحدات تحكم المجال DC الحالي كثافة أعلى من عتبة نيوروديجينيريشن، التشويش موضع المسمار لا مكان الآفة أو مدى أدناه المسامير.
  11. بدوره لحام الحديد والحرارة السابق لحوالي 5 دقيقة ريح كابل بالخروج من النفق الأنسجة أوكسيبيتالي حول المسمار حق الجدارية وقطع عليه، ثم ترك حوالي 1 سم في كابل وراء التصفية. عناية قطاع العزل في نهاية الكبل مع مشرط.
  12. إصلاح الكابل ينضب للمسمار والعظام مع الغراء سيانواكريليك.
  13. تنطبق على كمية صغيرة من القصدير لحام خالية من الرصاص للموصل والأسلاك العارية من الكبل الكهربائي العداد
  14. والاتصال على حد سواء عن طريق الضغط بإيجاز كلا الجزأين ملحوم مسبقاً معا حين لمس طرف لحام حتى يذوب اللحام القصدير (حوالي 2-3 ثانية). إزالة تلميح لحام فورا لتجنب التدفئة المعدنية المفرطة كبل مع الضرر اللاحق الأنسجة.
  15. تلتقط المقبس الكهربائي الامتحانات الصنع مخصصة ( الشكل 1B، باللون الأحمر) مع الملقط نصيحة عازمة، مسنن، وتطبيق طبقة رقيقة من الصمغ سيانواكريليك إلى الحافة السفلي من مأخذ التوصيل. للموضع أعلاه القشرة الحركية واستخدام مأخذ توصيل قطرها 4 مم، ضع نقطة مأخذ منتصف 2 مم الأمامي والجانبي 2 مم من بريجما. لهذا الموقف، ينبغي أن تنتهي الحدود الآنسي الداخلي من مأخذ التوصيل مباشرة في خياطة السهمي وينبغي إنهاء الحدود والذيلية في ذروة بريجما. اضغط على مأخذ التوصيل بإيجاز على العظم (معظم سيانواكريليك الغراء تتصلب بالضغط)-
    ملاحظة: وضع مصدر ضوء مباشرة فوق مأخذ التوصيل يمكن أن تخفف من وضع مأخذ التوصيل.
  16. التأكد من أن العظام داخل المنطقة لمآخذ التوصيل مجاني من الغراء (عن طريق التحقق مع الضوء لأن الغراء العاكسة). في حالة التصاق انسكاب وإزالة المقبس وكشط الغراء مع مشرط وكرر الخطوة 4، 12-
  17. أولاً ختم
  18. بعد مأخذ التوصيل في مكان ومجال تحفيز المستقبل مجاني من الغراء، الحدود الجانبية لمآخذ التوصيل للأنسجة المجاورة مع قطره صغيرة من الغراء سيانواكريليك لتجنب جسر السوائل التي يمكن أن تؤدي إلى تحويل الحالية في هذا الموقع. لا تنطبق الغراء الكثير كما أنه قد تدفق في منطقة التحفيز (في حالة حدوث ذلك، أرجع إلى الخطوة 4، 12)-
    ملاحظة: حفظ منطقة التحفيز المجانية من الغراء حاسم كتخفيض مجال التحفيز قد زيادة كبيرة في كثافة التيار (A/م²).
  19. تغطي جميع المسامير مع الغراء سيانواكريليك.
  20. مزيج الأسمنت المكون الثاني اﻷكريليك الأسنان في أنبوب السيليكون الصغيرة أو الزجاج. حالما يصبح لزج، تنطبق مع ملعقة أسنان لإغلاق الحدود المتبقية من مأخذ التوصيل للعظام. تجنب أي تدفق للإسمنت اﻷكريليك الأسنان في منطقة التحفيز.
  21. وأخيراً تغطي الجمجمة كاملة ومسامير والكبل الكهربائي العداد ومآخذ التوصيل تصل إلى ⅓ من مأخذ التوصيل مع الأسمنت اﻷكريليك الأسنان. ضمان أن الأسمنت لزوجة الصحيح: إذا كان السائل جداً، سوف يتدفق إلى الأنسجة المحيطة؛ إذا كان من الصعب جداً أنه من الصعب على توزيعها بالتساوي-
  22. عندما يتم تغطية جميع العظام وهو تصلب الأسمنت، إزالة المشابك لدغ؛ وينبغي فقط لمس الجلد الأسمنت المبنية حيث أنه غير مطلوب خياطة. (إذا كان القص الأولية المختار طويل جداً والنسيج الضام أو العضلات مرئياً، تطبق خياطة كما هو موضح في الخطوة 3، 12)-
  23. تطبيق طبقة واحدة من اليود مع مسحه القطن حول الحدود لقطع الجلد وحقن تحت الجلد (5 مغ/كغ وزن الجسم المذاب في 5-7.5 مل من المحلول الملحي 0.9% لاستبدال العلاج والسوائل الألم) والايبوبروفين.
    ملاحظة: إذا كان استخدام التخدير استنشاق، إيقاف تشغيله الآن.
  24. مكان القوارض في مربع الاحترار للتعافي من التخدير حتى القوارض يقظة ويتم استعادة الاستقرار الوضعي.
    ملاحظة: تحقق من هذا الحيوان ' الجرح s الوزن التنمية، معايير رفاهية الدولة، والعامة يوميا وفقا للمؤسسة ' التوصية s.

5. إجراءات التحفيز الكهربائي Transcranial

ملاحظة: يؤثر التخدير على آثار قسم التدريب والامتحانات، ينصح بأداء التحفيز في القوارض تنبيه كلما كان ذلك ممكناً. السماح للقوارض لاسترداد لمدة 5 أيام على الأقل (التئام الجرح الرأس والصدر) قبل بدء التجارب. يمكن إجراء التجارب في نقاط زمنية سابقة بعد الجراحة عند استخدام قطب كهربائي عداد خارجية الثابتة مع سترة، كما جرح الصدر الأكثر تعكر المزاج؛ ولكن الحيوانات بحاجة إلى أن تعود إلى سترة قطب كهربائي لعدة أيام وقد يحدث تداخل مع مهام السلوكية.

  1. ملء المقبس الكهربائي الامتحانات نصف مع المالحة 0.9 في المائة وإزالة فقاعات الهواء-
  2. أنالصدارة دورات تدكس كاثودال، دائماً التحقق من المعالجة بالكلور، وإذا لزم الأمر (مثل سطح فضية لامعة)، تشلوريناتي إعادة مسرى Ag/AgCl. قبل دورات تدكس أنودال، إزالة رواسب AgCl الزائدة ممكن من التحفيز السابقة مع الصنفرة للسماح موصلية جيدة خلال التحفيز. برغي في قسم التدريب والامتحانات القطب سداده ملولبة ( الشكل 1B، قطعة رمادية)-
    تنبيه: عدم إعادة تشلوريناتي الكهربائي بين الدورتين تدكس كاثودال سيؤدي إلى استنفاد الكلورة خلال التحفيز والسامة تراكم برد فعل الكهروكيميائية. وهذا سوف يحفز تلف الأنسجة. ليست هناك حاجة إعادة المعالجة بالكلور داخل دورة واحدة إذا كانت مدة التحفيز أقصر من 20 دقيقة
  3. قم بتوصيل الكابلات موصلي على رأسه (للتحفيز أنودال، أنودال الكبل متصل بالموصل الموجود على سداده ملولبة، لتحفيز كاثودال، عكس ذلك).
    ملاحظة: عند استخدام قطب عداد موضوعة خارجياً، تغطي مسرى العداد مع هلام موصلة ومكان على القوارض ' الصدر s. هذا أسهل إذا مسرى مثبت مسبقاً في سترة القوارض صغيرة، التي يمكن ارتداء القوارض أثناء التحفيز.
  4. مكان القوارض في قفص التجريبية، مع الكابلات متصلاً قطب فوق القفص تسمح مجاناً حركة.
  5. تشغيل مشجعا وضبط معايير التحفيز (كثافة التحفيز، والمدة، المنحدر صعودا وهبوطاً الوقت)-
  6. عند عدم استخدام جهاز تحفيز متاحة تجارياً مع السلامة إيقاف وإنذار الانفصال، تشمل متر في الدائرة للتحقق من تدفق التيار المستمر-
    ملاحظة: مع هذا التشكيل، التحفيز يمكن تطبيقها أثناء الأداء أو التدريب من المهام السلوكية.
  7. التحقق من علامات الإجهاد أو عدم الراحة للقوارض أثناء التحفيز.
  8. بعد نهاية التحفيز، قطع الكابلات وفك الغطاء الكهربائي على رأسه، وتنظيف والجاف لمآخذ التوصيل مع مسحه القطن. العودة القوارض في البيئة المنزلية أو المضي قدما في إجراء سلوكية إذا رغبت.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

وصف تنفيذ هيكل للامتحانات المتكررة يمكن الاعتماد عليها في حالة تأهب القوارض يمكن دمجها بسهولة في التجارب الميكانيكية، ودراسات الجرعة والاستجابة، أو التجارب بما في ذلك المهام السلوكية. وحتى الآن، يعيق إمكانية المقارنة بين البيانات المستمدة من الدراسات الحيوانية باستخدام الامتحانات (موسع) تباين الهياكل التحفيز قسم التدريب والامتحانات بين المختبرات، والاختلافات في تحفيز المعلمات (مثلاً، مختلف الكثافات الحالية المطبقة في باهظة مستويات عالية مقارنة بالتطبيق البشري). ومن ثم فقيمة إعلامية بحوث الحيوان في ميدان تدريب الإحصائيين الأوروبيين محدودة. تقدم هذه المقالة إنشاء قسم التدريب والامتحانات التي من السهل أن توحيد عبر المختبرات بتنفيذ موضع القطب "نشط" في العظام فوق قشرة المستهدفة (هنا، أعلاه القشرة الحركية الأولية (M1)) مع المحلول الملحي يفضل موصلة المتوسطة ومسرى العداد توضع على الصدر (خارجياً أو مزروع).

نظراً لصغر حجم القوارض، وضع مسرى أعلاه قشرة المستهدفة على الجلد القوارض قد تؤدي إلى السحب المفرط، لا سيما عندما يوضع مسرى مكافحة على مقربة، مثلاً، في الرقبة (للاطلاع على أمثلة للتصميم الحالي ، انظر الشكل 3 (اعتمد من مرجع1)). بالإضافة إلى ذلك، اتصل الاستقرار والقطب أقل موثوقية وأكثر من غضب القوارض من التنسيب الكهربائي المتكرر في فروة الرأس عند استخدام تطبيق عبر الجلد. قد تعوق تثبيت هيكل غير الدائمة أيضا القوارض من أداء بحرية. على النقيض من ذلك، القوارض التكيف بسرعة لهذا التشكيل مزروع الحالية بشكل دائم.

تقدير شدة التحفيز يعادل مقارنة بمعلمات التحفيز البشري صعب، نظراً لنماذج يمكن أن تأخذ في الاعتبار سوى عدد محدود من العوامل والقوارض باتشيجيريك (انظر المرجع1 لتقدير لرفع عامل). ولذلك، يمكن جمع بيانات الجرعة والاستجابة، بما في ذلك التيارات المنخفضة الكثافة أكبر قدر من المعلومات. استخدام الإعداد الجراحية المقدمة في دراسة جرعة واستجابة في تخديره من الفئران، كان التنشيط تعتمد على جرعة ميكروجليال أووتلاستينج فترة التحفيز (التحفيز بعد 24 ساعة) الواضحة ومنفصلين من نيوروديجينيريشن التي تقع على ارتفاع كثافة وحدات تحكم المجال DC (الشكل 4؛ اعتمدت من المرجع17). تنشيط ميكروجليال، بتغيير الخصائص المورفولوجية، تقييم وقع أولاً في 31.8 A/م² (الشكل 4)، في حين تم اكتشاف العلامات الأولى على نيوروديجينيريشن في 47.8 A/م². في هذه التجارب، المتأثرة التخدير وضوح حجم الاستجابة لوحدات تحكم المجال DC حسب النسبة المئوية لشرائح المخ مع فلوروجادي ج (FJC) الخلايا العصبية تردي الإيجابية في الفئران التنبيه كان أعلى في 47.8 A/م² (الشكل 4 أ). كعتبة ≥ ح 24 دائم التنشيط ميكروجليال يقع بالقرب من عتبة الآفة، لكن إلى حد كبير أعلى الكثافات التي تعزز العمليات الإدراكية والبلاستيك الفسيولوجية في البشر، مثل التنشيط قد بدلاً من ذلك تشير إلى التهاب بريليسيونال الناجمة عن وحدات تحكم المجال DC. ومن ثم يتوقع الآثار السلوكية أو الجزيئية لوحدات تحكم المجال DC في هذه كثافات عالية ميتشانيستيكالي مختلفة مقارنة بآثار كثافة منخفضة (انظر مخطط يلخص الآثار وكثافة التجارب تدكس في الشكل 5).

Figure 1
رقم 1: لوازم الجراحة ومخطط التقنية مأخذ قسم التدريب والامتحانات وقطب كهربائي في آب unit. (أ) 1. مسحات القطن، 2. مطهر، 3. إطار المناظير باستخدام الأشعة، 4. لحام الحديد، 5. مسكن (مثلاً، والايبوبروفين)، 6. & 7. المسكنات (مثلاً، إكسيلازيني & الكيتامين)، 8. محقنة، 9. كليبر، 10. الإذن التثقيب، 11. العين مرهم (مثلاً، بيبانثيني)، 12. الخالي من الرصاص القصدير اللحام، 13. اثنين-مكون الأسنان اﻷكريليك الأسمنت (DAC)، 14. اليود، 15. 3 ٪ ح2س2، 16. 0.9% سالين، 17. مزين الاصطناعية غير الامتصاص خياطة (مثلاً، ميرسيليني 4-0)، 18. حفر بت، 19. سيانواكريليك الغراء، 20. المشابك لدغ 21. ملقط التماثل الساكن، 22. نصيحة عازمة، مسنن الملقط، 23. نصيحة مستقيم، حادة الملقط، 24. على التوالي، ملقط الأنسجة، 25. ملعقة الأسنان، 26. مشرط، 27. مقص، 28. ثاقب، 29. سائق المسمار، 30. محرك الحفر، 31. موصلات أنثى، 32. تدريب الإحصائيين الأوروبيين مأخذ، 33. ساحة القطب البلاتين يعلق على كابل، لحام المشتركة مغطاة هيستواكريليك الغراء، 34. مسامير بلاستيكية. (ب) تدريب الإحصائيين الأوروبيين المقبس (أحمر) للتثبيت في الجمجمة القوارض مع قطر داخلي من 4 مم؛ وحدة قطب كهربائي (رمادي) بنيت بسداده ملولبة وختم داخلية مع مركز ثقب مما يترك مجالاً للكبل الكهربائي القرص Ag/Cl، التي يتم لصقها على الجزء السفلي من الطوابع. وهذا يسمح للاستقرار القصوى لإنشاء وتجنب فواصل سلك في نقطة الأسلاك-القطب-الاتصال الحساسة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
رقم 2: الفئران مجهزة بإنشاء قسم التدريب والامتحانات- الفئران على اليسار مزودة قطب كهربائي عداد ثابت خارجياً على صدره حلق. هو خاط مسرى المطاط الكربون إلى الجزء السفلي من سترة. وقد الفئران في الحق قطب صدر مزروع مع كابل نفقية في الرأس. موصل أنثى يعلق على الكابل (والذيلية) هو ثابت داخل وحدة الأسمنت اﻷكريليك الأسنان بنيت، وراء مأخذ التوصيل من أجل مسرى تدريب الإحصائيين الأوروبيين (روسترال). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3: نمذجة للتوزيع الحالي في اثنين مختلف الامتحانات القوارض المونتاج. عنصر محدود نماذج التنبؤ بالتدفق الحالي الدماغ في اثنين من نماذج الفئران مع المونتاج تدكس ابيكرانيال، تعديل مع الإذن1. استخدام هذه النماذج، كانت كثافة التيار الدماغ عتبة المتوقعة للحث على الآفات القشرية 17.0 A/م² للمونتاج يستخدمها فريتش، et al. 8 (أ)، و 6-3 A/م² للمونتاج حسب روهان, et al. 21 (ب)، المقابلة للمجالات الكهربائية 61، والخامس 23/م، على التوالي. ملاحظة التفاوت في نمط التدفق الحالي للمونتاج مختلفة اثنين. في (أ) تطبيق زيادة كثافة التيار لفترة أقصر، أسفر عن تهمة أقل كثافة مما في (ب). والأهم من موضع العداد الكهربائي (الرقبة مقابل الصدر) قد إضافية تؤثر على الدماغ الناتجة عن تدفق الحالية. ولذلك فإن مواصفات حجم القطب الحالي موضع (على حد سواء كهربائي)، تطبق ومدة التحفيز الضروري لتفسير البيانات القوارض،. لاحظ أنه يمكن فقط تقدير الحالية الفعلية داخل المخ الفئران باستخدام هذه النماذج الحسابية. ويشير مقياس اللون إلى الكثافة الحالية من صفر إلى 11.6 A/م²، والمذكورة أعلاه. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4: آثار استجابة الجرعة DCS على microglia التنشيط ونيوروديجينيريشن في شرائح الدماغ التي تم الحصول عليها بعد جرعات مختلفة من تدكس أنودال المطبقة على القشرة الحركية الأولية. يتم تعديل هذا الرقم من17 يلخص نتائج دراسة تدكس الجرعة والاستجابة إيمونوهيستولوجيكال. (أ) العلاقة بينmicroglia تفعيلها شكلياً تقييم مكافحة--CD11b/ج تلطيخ الترتيب (انظر أدناه) ونيوروديجينيريشن التي كشفت عنها FJC الإيجابية. الفئران الدماغ القشرية الحركية شرائح تم تصنيفها من قبل محقق أعمى أما كمكافحة--CD11b/c وتلطيخ FJC السلبية، كمكافحة--CD11b/ج إيجابية فقط (الكشف عن التنشيط العزم شكلياً)، أو كمكافحة--CD11b/c و FJC إيجابية. علما بأن تفعيل microglial تسبق حدوث نيوروديجينيريشن. (ب) أقسام الاكليلية الممثل من شرائح الدماغ القشرية المحرك الأيسر (في أو بالقرب من مم +1.56 من بريجما) من الفئران المعرضة إلى كثافات مختلفة من تدكس أنودال المطبقة على القشرة الحركية الأولية. في الفئران تخديره، وقع أي علامات نيوروديجينيريشن 31.8 A/م²، بينما بعض الخلايا العصبية تردي حاضرين في 47.8 الضرر A/م² والعصبية زادت مع زيادة الجرعة. من ملاحظة، أنودال وحدات تحكم المجال DC في 47.8 ألف/m² في الفئران تنبيه زيادة النسبة المئوية لشرائح مع نيوروديجينيريشن. شريط مقياس لجميع الأقسام: 500 ميكرومتر. التكبير مدخل مقياس بار لجميع الأقسام: 20 ميكرومتر. (ج) عينة نسيجية الصور لتصنيف microglia التنشيط في مكافحة--CD11b/ج إيمونوهيستوتشيميستري، تتراوح من 0 (غير مفعل) إلى 4 (شدة المنشط )، 1-4 تم تصنيفها "إيجابية". تغيير حجم أشرطة = 50 ميكرومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الرقم 5: مخطط يوضح العلاقة حاليا تستخدم الكثافة الحالية تدكس القوارض بالمقارنة مع التطبيق البشرية: عتبات للالتهاب، نيوروديجينيريشن، وتعديل العمليات الفسيولوجية في تحفيز مدد تصل إلى 30 الحد الأدنى المستخدمة حاليا القوارض DCS الكثافة الحالية تتراوح بين 1.3 إلى 143 ألف/م² مع غالبية الدراسات التي تستخدم أكثر من 20 ألف/م²، بينما الكثافة الحالية في معظم الدراسات البشرية ما بين 0.3 و 0.8 A/م²1،14. معلمات التحفيز البشري أمر واحد على الأقل من حجم أدنى من عتبة نيوروديجينيريشن1. عتبة نيوروديجينيريشن أعلى بكثير تحت التخدير، عندما يتم استثارة القشرية قمعت17. دائم التنشيط microglial يبدأ أدناه ولكن قريبة من كثافة حمل تلف الخلايا العصبية17. التحقيق من تحوير آثار من وحدات تحكم المجال DC في العمليات الفيزيولوجية الدماغية في كثافة أعلى عتبة الآفة من المرجح مختلفة من أطروحات ينظر في كثافات منخفضة جداً (مماثلة للتطبيق البشري). ترجمة دقيقة لتحفيز المعلمات بين الأنواع قيد التحقيق. تقديرات تعيق عوامل سلبية مثل الحجم والتشريح (سولسي وجيري)، ولكن أيضا بحساسيات مختلفة ممكنة للمجالات الكهربائية للخلايا العصبية وإطلاق شبكات عبر الأنواع (ومن غير المعروف ما إذا كان تدفق الحالية نفسها ستؤدي إلى نفس الأثر الفسيولوجي). ولذلك، هو اختبار تصميم الدراسة أكبر قدر من المعلومات آثار تدريب الإحصائيين الأوروبيين في طريقة استجابة جرعة، بما في ذلك كثافة الحالية منخفضة جداً. المخطط يستند إلى بيانات من7،12،،من1618،19،،من2021،22، 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 (التحفيز أقصى مدة 30 دقيقة لكل دورة، البيانات من نماذج حيوانية المرض المستبعدة). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ويصف هذا البروتوكول مواد نموذجية والخطوات الإجرائية للأعمال الجراحية لهيكل دائم قسم التدريب والامتحانات، فضلا عن حفز اللاحقة في القوارض التنبيه. أثناء إعداد القوارض تجربة قسم التدريب والامتحانات، العديد من الجوانب المنهجية (السلامة وقابلية التحمل لقسم التدريب والامتحانات، نتائج المعلمة)، فضلا عن الجوانب المفاهيمية (القابلية للمقارنة مع حالة الإنسان، الآثار المتوقعة للتحفيز على المخ خاصة المنطقة) الحاجة إلى أن تؤخذ في الاعتبار. من وجهة نظر منهجية، إنشاء مأخذ توصيل الامتحانات الجمجمة مع مسرى العداد الصدر مزروع الجراحية مفيد للدراسات الطولية حيث أنه يسمح للتطبيق في حالة تأهب، تتحرك بحرية القوارض. هناك حاجة إلى التعود القوارض بتوصيلات الكابلات وإقامة دائمة، ولكن بعد ذلك، فإنه يسمح قسم التدريب والامتحانات حتى في تركيبة مع المهام السلوكية. وعلاوة على ذلك، الانزعاج القوارض من خلال تحفيز أقل احتمالاً مع هذا التشكيل مقارنة بارتداء قطب عداد مخيط في سترة، منذ حركات لا تقتصر على اتصال القضية والأنسجة السابق القطب مزروع خلال وتكفل التحفيز.

وقد استخدمت إنشاء قسم التدريب والامتحانات المعروضة لتجارب دائمة تصل إلى 3 أشهر، دون أي انقطاع الكبل الكهربائي أو عدم الاستقرار المادي، أو الإصابة. وبالتالي من المرجح أن إقامة مناسبة أيضا لتجارب أطول من هذه الفترة.

يمنع هذا المونتاج التحفيز ابيكرانيال السحب المفرط عن طريق الهياكل عن طريق الجلد، الذي يرجح أن يحدث إلى حد أكبر في القوارض نظراً للعلاقة بين القطب إلى حجم الجسم (انظر الشكل 3 والمرجع1). إنشاء مزروع لتحفيز ابيكرانيال في القوارض يسمح للتطبيق العملي عالية لإجراء التجارب في الانتقال بحرية الحيوانات، ووضع تعريف واضح لمواقف القطب، وموثوقية التسليم الحالي. في حين أن هذه العوامل تمثل المزايا الرئيسية لتوحيد التجارب، التباين القائم على التحفيز عبر الجلد في البشر أو القوارض (مثلاً، مراجع32،33) ينبغي أن يوضع في الاعتبار. لترجمة النتائج، المبلغ الفعلي للحالية التوصل إلى الدماغ (الدماغ الحالية الكثافة)، مستقلة عن المرور عبر أنسجة مختلفة، غير أن أهميتها الكبرى34. يحدد موضع العداد الكهربائي عموما في اتجاه وتوزيع التدفق الحالي1. وهكذا، للاستقطاب من الخلايا العصبية، موضع القطب العداد على الصدر (دورسوفينترال اتجاه التدفق الحالي) قد تكون أكثر فعالية مقارنة بالإيداع في الرقبة (روستروكاودال اتجاه التدفق الحالي).

دراسات تتناول الآليات الكامنة للامتحانات أو تأثيره على السلوك وينبغي كلما أمكن ذلك أن تقوم في حالة تأهب القوارض، أن التخدير يتفاعل كثيرا مع (مرضية)-العمليات الفيزيولوجية، بما في ذلك نشاط الخلايا العصبية35 ،36 واللدونه36،37، وقد قمع أو يغير فعالية تدريب الإحصائيين الأوروبيين17، (وملاحظاتنا غير منشورة) أو ضرر1،17. العكس بالعكس، النتائج التي تم الحصول عليها في تخديره من القوارض لا تسمح استدلال مباشر على شرط التنبيه، يحتمل أن تعرقل الترجمة إلى الأمام لإجراء بحوث في البشر. يظهر مثال الاختلافات في تدكس المطبقة على القشرة الحركية في تخديره من الفئران والجرذان التنبيه في قسم النتائج التمثيلية. تدكس المطبقة في نفس القدر عالية الكثافة الحالية التي يتسبب فيها بمعدل أكبر من microglia التنشيط ونيوروديجينيريشن في تنبيه الفئران مقارنة بالفئران تخديره من17. في حين أن هذه النتائج جزء من تجربة الاستجابة للجرعة في تدكس الذي وقع آثار على microglia ونيوروديجينيريشن في كثافات عالية (لا يوصي لاستخدامها في الدراسات ميتشانيستيكال أو السلوكية)، المغري إلى التكهن بأن في تدكس المنخفض الحالي الكثافة، يمكن أن يحدث تسريب نفس النتائج اعتماداً على يقظة مكافحة القوارض.

وأخيراً، ميزة أخرى للبروتوكول المتوفر هو الحد المصادر المحتملة للخطأ. وقد أبرزت استراتيجيات استكشاف الأخطاء وإصلاحها والخطوات الحاسمة في البروتوكول. هذه تشمل اختيار الكثافة الحالية مناسبة للبحوث خاصة الغرض (كما نوقش أعلاه)، الحاجة إلى إعداد أقطاب الامتحانات قبل كل تطبيق التحفيز، ودقة وتكرار الاختيار الموصلية موثوق بها. فيما يتعلق بإعداد القطب، كلورة مسرى قبل تنشيط كاثودال (أي، الكاثود عبر المنطقة المستهدفة القشرية) الأهمية القصوى نظراً لاستنفاد الكلورة خلال التحفيز سوف يؤدي إلى تراكم السامة التي التفاعلات الكهروكيميائية وثانوية تسبب تلف الأنسجة. في تجربتنا، لا يحدث استنفاد كلورة ضمن أول 20 دقيقة من التحفيز. على العكس من ذلك، قبل تنشيط أنودال المتكررة، يجب إزالة الترسب Ag/Cl في اﻷنود لتجنب إلغاء التنشيط. الموصلية من نقطة الحرجة، التي لا تتعلق فقط بإعداد القطب ولكن أيضا إلى الدورة تنشيط العملية في مكافحة القوارض، فضلا عن نوعية الجراحية زرع مأخذ قسم التدريب والامتحانات. وينبغي ضمان إغلاق مأخذ توصيل الامتحانات للجمجمة المحيطة ومنطقة الأنسجة أثناء الإجراءات الجراحية لتصحيح تقدير الكثافة الحالية. السحب على طول النسيج المجاور يؤدي إلى المبالغة في تقدير الحالية المطبقة على الدماغ من ناحية، وقد يغير النتائج الفسيولوجية استناداً إلى تشويه لاتجاه التدفق الحالي. من ناحية أخرى، الحد مجال التحفيز — أما بترسب Ag/Cl (انظر أعلاه) أو بتغطية منطقة التحفيز خلال الامتحانات المقبس غرس (مثلاً من اﻷكريليك الغراء الأسمنت أو هيستواكريليك) – قد يؤدي إلى التقليل من تطبق كثافة التيار، والتحفيز عبر منطقة انخفاض قد يؤدي إلى تلف الأنسجة ببساطة بالكثافة الحالية ذروة عالية عن غير قصد. وأخيراً، وسيلة موصلة، مثلاً، المالحة، يحتاج إلى توزع على النحو الأمثل عبر منطقة التحفيز للسماح للتحفيز المستمر. أثناء تجربة جارية، غيرت الموصلية قد تصبح مرئية كما يلي: سلوك غير متوقع للقوارض (علامات الإجهاد، أداء متغير في مهمة معينة)، اختلافات في التسليم الحالي المعروض على مؤشر أمبير للكهرباء دارة، أو خسارة كاملة لاستمرارية التحفيز. وفي هذه الحالة، يجب تنظيف أقطاب كهربائية من ترسبات وينبغي تفتيشها في مجال تنشيط مرة أخرى لأي حطام. ينبغي التحقق من اتصالات الكبل، موضع القطب الامتحانات في مأخذ التوصيل الخاصة بكل منها، ووسيلة موصلة واستبدالها عند الظهور مختلة. إذا كان تسليم الامتحانات غير متناسقة، قد تحتاج البيانات التي تم الحصول عليها (مثل السلوك، وعلم الأنسجة) لهذه الدورة بالذات استبعادها من التحليل.

يحدد الحد الأدنى نيوروديجينيريشن في الفئران التنبيه (لدينا معطيات غير منشورة) دورات كاثودال وأنودال على حد سواء آمنة وكذلك يسمح في القوارض التنبيه، عند استخدام يصل إلى 20 دقيقة للتحفيز المستمر في كثافات أدناه 31.8 A/م² (أي ما يعادل 0.4 ماجستير مع كهربائي transcranial قطرها 4 ملم)، وعند الالتزام بالتوصيات المبينة في هذا البروتوكول. ولكن اختيار أقل كثافة أقرب إلى المعلمات التحفيز البشري (0.3-1.6 A/م²) أو يفضل أن تكون الجرعة-تستجيبتجارب سراج الدين يوصي بتكبير الحرف غنية بالمعلومات من البيانات التي تم الحصول عليها وتيسير ترجمة النتائج إلى التطبيق البشرية إلى الأمام.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

وأيد هذا العمل "مؤسسة البحوث الألمانية" (DFG RE 2740/3-1). ونشكر هايتي فرانك وتوماس غونتر لإنتاج داخلي لإنشاء قسم التدريب والامتحانات مصنوعة خصيصا ومشجعا DC.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Softasept N B. Braun Melsungen AG,
Melsungen, Deutschland
3887138 antiseptic agent
Ethanol 70 % Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland T913.1
arched tip forceps FST Fine science tools, Heidelberg, Deutschland 11071-10
Iris Forceps, 10cm, Straight, Serrated World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA 15914
Scalpel Handle #3, 13cm World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA 500236
Standard Scalpel Blade #10 World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA 500239
Zelletten cellulose swabs Lohmann und Rauscher, Neuwied, Deutschland 13349 5 x 4 cm 
Isoflurane AbbVie Deutschland GmbH & Co N01AB06
Iris Scissors, 11.5cm, Straight World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA 501758 small scissors
cotton swab/cotton buds Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland EH12.1 Rotilabo
Kelly Hemostatic Forceps, 14cm, Straight World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA 501241 surgical clamp
electrode plate (platinum) custom made Wissenschaftliche Werkstatt Neurozentrum Uniklinik Freiburg, Deutschland 10x6 mm, 0.15 mm thickness
insulated copper strands (~1 mm diameter) Reichelt elektronik GmbH & Co. KG, Sande, Germany LITZE BL electrode cable
Weller EC 2002 M soldering station Weller Tools GmbH, Besigheim, Germany EC2002M1D
Iso-Core EL 0,5 mm FELDER GMBH Löttechnik, Oberhausen, Deutschland 20970510 lead free solder
MERSILENE Polyester Fiber Suture Johnson & Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany R871H nonabsorbable braided suture, 4-0
Histoacryl B. Braun Melsungen AG,
Melsungen, Deutschland
9381104 cyanoacrylate
Ketamin 10% Medistar GmbH, Germany n/a anesthetics
Rompun 2% (Xylazine) Bayer GmbH, Germany n/a anesthetics

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Bikson, M., et al. Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016. Brain Stimul. 9, (5), 641-661 (2016).
  2. Bindman, L. J., Lippold, O. C., Redfearn, J. W. The action of brief polarizing currents on the cerebral cortex of the rat (1) during current flow and (2) in the production of long-lasting after-effects. J Physiol. 172, 369-382 (1964).
  3. Gartside, I. B. Mechanisms of sustained increases of firing rate of neurones in the rat cerebral cortex after polarization: role of protein synthesis. Nature. 220, (5165), 382-383 (1968).
  4. Purpura, D. P., McMurtry, J. G. Intracellular activities and potential changes during polarization of motor cortex. Neurophysiol. 28, (1), 166-185 (1965).
  5. Nitsche, M., Paulus, W. Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation. J Physiol. 527, (Pt 3), 633-639 (2000).
  6. Nitsche, M. A., Paulus, W. Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans. Neurology. 57, (10), 1899-1901 (2001).
  7. Cambiaghi, M., et al. Brain transcranial direct current stimulation modulates motor excitability in mice. Eur J Neuro. 31, (4), 704-709 (2010).
  8. Fritsch, B., et al. Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning. Neuron. 66, (2), 198-204 (2010).
  9. Ranieri, F., et al. Modulation of LTP at rat hippocampal CA3-CA1 synapses by direct current stimulation. J Neurophysiol. 107, (7), 1868-1880 (2012).
  10. Kronberg, G., Bridi, M., Abel, T., Bikson, M., Parra, L. C. Direct Current Stimulation Modulates LTP and LTD: Activity Dependence and Dendritic Effects. Brain Stimul. 10, (November), 51-58 (2016).
  11. Sun, Y., et al. Direct current stimulation induces mGluR5-dependent neocortical plasticity. Ann Neurol. 80, (2), 233-246 (2016).
  12. Podda, M. V., et al. Anodal transcranial direct current stimulation boosts synaptic plasticity and memory in mice via epigenetic regulation of Bdnf expression. Sci Rep. 6, 22180 (2016).
  13. Reis, J., Fritsch, B. Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation. Curr opin Neurology. 24, (6), 590-596 (2011).
  14. Buch, E. R., et al. Effects of tDCS on motor learning and memory formation a consensus and critical position paper. Clin Neurophysiol. 128, (4), 589-603 (2017).
  15. Reis, J., Fischer, J. T., Prichard, G., Weiller, C., Cohen, L. G., Fritsch, B. Time- but not sleep-dependent consolidation of tDCS-enhanced visuomotor skills. Cerebral cortex. 25, (1), 109-117 (2015).
  16. Monai, H., et al. Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain. Nature Comm. 7, 11100 (2016).
  17. Gellner, A. -K., Reis, J., Fritsch, B. Glia: A Neglected Player in Non-invasive Direct Current Brain Stimulation. Front Cell Neurosci. 10, 188 (2016).
  18. Takano, Y., Yokawa, T., Masuda, A., Niimi, J., Tanaka, S., Hironaka, N. A rat model for measuring the effectiveness of transcranial direct current stimulation using fMRI. Neurosci Lett. 491, (1), 40-43 (2011).
  19. Islam, N., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. Anodal polarization induces protein kinase C gamma (PKC gamma)-like immunoreactivity in the rat cerebral cortex. Neurosci Res. 21, 169-172 (1994).
  20. Islam, N., Aftabuddin, M., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. Increase in the calcium level following anodal polarization in the rat brain. Brain Res. 684, (2), 206-208 (1995).
  21. Rohan, J. G., Carhuatanta, K. A., McInturf, S. M., Miklasevich, M. K., Jankord, R. Modulating Hippocampal Plasticity with In Vivo Brain Stimulation. J Neurosci. 35, (37), 12824-12832 (2015).
  22. Wachter, D., et al. Transcranial direct current stimulation induces polarity-specific changes of cortical blood perfusion in the rat. Exp Neurol. 227, (2), 322-327 (2011).
  23. Koo, H., et al. After-effects of anodal transcranial direct current stimulation on the excitability of the motor cortex in rats. Rest Neurol Neurosci. 34, (5), 859-868 (2016).
  24. Liebetanz, D., et al. After-effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on cortical spreading depression. Neurosci Lett. 398, (1-2), 85-90 (2006).
  25. Fregni, F., et al. Effects of transcranial direct current stimulation coupled with repetitive electrical stimulation on cortical spreading depression. Exp Neurol. 204, (1), 462-466 (2007).
  26. Cambiaghi, M., et al. Flash visual evoked potentials in mice can be modulated by transcranial direct current stimulation. Neurosci. 185, 161-165 (2011).
  27. Dockery, C. A., Liebetanz, D., Birbaumer, N., Malinowska, M., Wesierska, M. J. Cumulative benefits of frontal transcranial direct current stimulation on visuospatial working memory training and skill learning in rats. Neurobiol Learn Mem. 96, (3), 452-460 (2011).
  28. Faraji, J., Gomez-Palacio-Schjetnan, A., Luczak, A., Metz, G. A. Beyond the silence: Bilateral somatosensory stimulation enhances skilled movement quality and neural density in intact behaving rats. Behav Brain Res. 253, 78-89 (2013).
  29. Pikhovych, A., et al. Transcranial Direct Current Stimulation Modulates Neurogenesis and Microglia Activation in the Mouse Brain. Stem Cells In. 1-10 (2016).
  30. Rueger, M. A., et al. Multi-session transcranial direct current stimulation (tDCS) elicits inflammatory and regenerative processes in the rat brain. PloS one. 7, (8), e43776 (2012).
  31. Liebetanz, D., Koch, R., Mayenfels, S., König, F., Paulus, W., Nitsche, M. A. Safety limits of cathodal transcranial direct current stimulation in rats. Clinical Neurophysiol. 120, (6), 1161-1167 (2009).
  32. Yoon, K. J., Oh, B. -M., Kim, D. -Y. Functional improvement and neuroplastic effects of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) delivered 1 day vs. 1 week after cerebral ischemia in rats. Brain Res. 1452, 61-72 (2012).
  33. Spezia Adachi, L. N., et al. Exogenously induced brain activation regulates neuronal activity by top-down modulation: conceptualized model for electrical brain stimulation. Exp Brain Res. 233, (5), 1377-1389 (2015).
  34. Jackson, M. P., et al. Safety parameter considerations of anodal transcranial Direct Current Stimulation in rats. Brain, behavior, and immunity. (2017).
  35. Ordek, G., Groth, J. D., Sahin, M. Differential effects of ketamine/xylazine anesthesia on the cerebral and cerebellar cortical activities in the rat. J Neurophysiol. 109, (5), 1435-1443 (2013).
  36. Sykes, M., et al. Differences in Motor Evoked Potentials Induced in Rats by Transcranial Magnetic Stimulation under Two Separate Anesthetics: Implications for Plasticity Studies. Front Neural Circ. 10, 80 (2016).
  37. Zhang, D. X., Levy, W. B. Ketamine blocks the induction of LTP at the lateral entorhinal cortex-dentate gyrus synapses. Brain Res. 593, (1), 124-127 (1992).
تحفيز المخ الكهربائي Transcranial في القوارض التنبيه
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Fritsch, B., Gellner, A. K., Reis, J. Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents. J. Vis. Exp. (129), e56242, doi:10.3791/56242 (2017).More

Fritsch, B., Gellner, A. K., Reis, J. Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents. J. Vis. Exp. (129), e56242, doi:10.3791/56242 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter