Gravações simultâneas de potenciais de campo corticais Local e Electrocorticograms em resposta a estímulos nociceptivos Laser de ratos movimentando-se livremente

Summary

Desenvolvemos uma técnica que registra simultaneamente tanto eletrocorticografia e potenciais de campo local em resposta a estímulos nociceptivos do laser de ratos movimentando-se livremente. Esta técnica ajuda a estabelecer uma relação direta dos sinais de electrocortical o nível macroscópico e mesoscópica e que facilita a investigação de informação nociceptiva processamento no cérebro.

Abstract

Electrocortical respostas, eliciadas pulsos de calor do laser que seletivamente ativam terminações nervosas livre nociceptiva, são amplamente utilizadas em muitos estudos animais e humanos para investigar o processamento cortical da informação nociceptiva. Estes potenciais de cérebro do laser-evocados (Pels) consistem de várias respostas transientes que são tempo-fechado para o início dos estímulos do laser. No entanto, as propriedades funcionais das respostas a LEP ainda são em grande parte desconhecidas, devido à falta de uma técnica de amostragem que pode simultaneamente gravar atividades neurais na superfície do córtex (i.e., electrocorticogram [ECoG] e couro cabeludo eletroencefalograma [couro cabeludo EEG]) e no interior do cérebro (ou seja, local campo potencial [LFP]). Para resolver esse problema, apresentamos aqui um protocolo animal utilizando ratos andando livremente. Este protocolo é composto por três processos principais: (1) animal preparação e procedimentos cirúrgicos, (2) uma gravação simultânea de ECoG e LFP em resposta a estímulos nociceptivos do laser e extração de dados (3) análise e recurso. Especificamente, com a ajuda de uma casca protetora 3D-impresso, ambos ECoG e LFP eletrodos implantados no crânio o rato está firmemente realizaram juntos. Durante a coleta de dados, pulsos de laser foram entregues na dianteiras do rato através de aberturas no fundo da câmara, quando o animal estava na quietude espontânea. Em curso de ruído branco interpretou o ultra-som gerado pelo laser para evitar a ativação do sistema auditivo. Como consequência, apenas respostas nociceptivos seletivamente foram gravadas. Usando os procedimentos analíticos padrão (por exemplo, filtragem de passa-banda, extração de época e correção de linha de base) para extrair respostas do cérebro relacionadas com estímulo, obtivemos resultados mostrando que Pels com uma alta relação sinal-ruído foram ao mesmo tempo gravado a partir de eletrodos ECoG e LFP. Esta metodologia possibilita a gravação simultânea de actividades ECoG e LFP, que fornece uma ponte de sinais de electrocortical o nível macroscópico e mesoscópica e facilitando a investigação do processamento da informação nociceptiva no cérebro.

Introduction

EEG é uma técnica para registrar potenciais elétricos e atividades cerebrais oscilatório geradas pelas atividades sincronizadas de milhares de neurônios no cérebro. Popularmente é usado em muitos estudos básicos e aplicações clínicas^1,2. Por exemplo, respostas de EEG para laser intenso calor pulsos (ou seja, Pels) são amplamente adotado para investigar o processamento central e periférico de entrada sensorial nociceptiva^3,4,5. Em humanos, Pels consistem principalmente em três deflexões distintas: o componente....

Protocol

No experimento, utilizaram-se ratos Sprague-Dawley macho adulto (pesando 400-450 g). Todos os procedimentos cirúrgicos e experimentais seguiram o guia para o cuidado e uso de animais de laboratório do institutos nacionais da saúde. Os procedimentos foram aprovados pelo Comitê de ética de pesquisa no Instituto de psicologia, da Academia Chinesa de Ciências.

1. eletrodo implantação

1. Anestesia o rato em uma câmara com isoflurano 5% e uma taxa de fluxo de ar de 1 L/min antes da cirurgia.
2. Usando um aparelho estereotáxica, fixe a cabeça do rato com seu nariz colocado dentro da máscara anestésica. Administra isoflurano atrav....

Results

No experimento de representante, os dados eletrofisiológicos de cinco ratos foram gravados. O estímulo do laser foram entregues para a pata dianteira direita de cada rato para 20 vezes com > 40 intervalos de interstimulus s. O cérebro do laser-evocadas respostas foram gravadas usando ECoG parafusos e fios de profundidade e os fios de profundidade foram implantados nos córtices somatossensorial primárias bilaterais (S1) e córtices de motor primários (M1).

Discussion

No presente estudo, descrevemos uma técnica para gravar simultaneamente ECoGs e respostas LFP corticais eliciadas por estímulos nociceptivos do laser de ratos movimentando-se livremente. Os resultados mostraram que respostas LEP podem ser claramente detectadas após o início dos estímulos do laser em sinais tanto ECoG e LFP. A gravação simultânea de ECoG e cortical LFP sinais permitirá que os cientistas investigar suas relações para melhor compreender a contribuição das atividades neuronais para os componentes do LEP.

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Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ratos machos Sprague-Drawley	Vital River
Isoflurane	RWD Ciências da Vida
Sistema anestésico de isoflurano para pequenos animais	RWD Ciências da Vida		Incluindo a máscara de gás de anestesia para ratos
Aparelho estereotáxico	RWD Ciências da Vida
O aparelho com eletrodos			ECoG e LFP combinadosO aparelho é feito em casa, que monta os eletrodos ECoG e de fio de profundidade em um módulo conector
		protetor impresso em 3D	A textura do invólucro é polilática e o invólucro é caseiro e contém três partes: uma base, uma parede e uma tampa. A parede é coberta por velas de cobre para construir como uma gaiola de Faraday
Fios de tungstênio (diâmetro: 50 mm)	California Fine Wires Company		Os eletrodos para gravação cortical LFP
Parafusos de aço inoxidável (diâmetro: 0,6 mm)			Os eletrodos para gravação ECoG
Broca craniana elétrica	RWD Life Science
Broca (diâmetro: 0,5 mm)	RWD Ciências da Vida		A broca é usada para perfurar os furos de parafusos ECoG
Broca (diâmetro: 0,2 mm)	RWD Ciências da Vida		A broca é usada para perfurar os furos de fios de profundidade
Pó arílico dental	SNC dental
Líquido arílico dental	SNC parafina dental
	Fisher Scientific		A mistura é usada para selar a craniotomia para garantir o seguinte movimento de matrizes de micro-fios
Óleo Mineral	Fisher Scientific
Eletrocoagulador	da Bovie medical Corporation
	Intan Technologies		Um sistema de RHD2000 headstage de 32 canais
	Intan Technologies		O sistema de aquisição de dados
Gerador de laser de perovskita de neodímio ítrio e alumínio infravermelho (Nd:YAP)	Engenharia Eletrônica
Matlab R2016b	The MathWorks