Kronik İmplante EMG Elektrotları ile Başa Sabit Farelerde Ön Ayak Kas Aktivitesinin Kaydedilmesi

Son yıllarda, fareler, memeli motor sistemini incelemek için çekici bir model organizma haline geldi. Yaygın deneysel yaklaşımlar, nöral aktivitenin izlenmesi ve / veya bozulmasının yanı sıra motor görevleri yerine getiren başa sabitlenmiş fareleri içerir 1,2,3,4,5. Daha büyük türlerde (kediler ve primatlar gibi) motor sistem çalışmaları, bu tür deneyler sırasında motor çıktısını doğrudan ölçmek için geleneksel olarak elektromiyografiye (EMG) dayanmaktadır ^6,7,8. Bununla birlikte, farelerde kas aktivitesinin kaydedilmesi zordur çünkü kas sistemleri, büyük memeli deneylerinde kullanılan ticari olarak temin edilebilen EMG elektrotları için çok küçüktür⁹. Birçok araştırmacı, motor çıktısını dolaylı olarak araştırmak için video ^4,10,11 ve/veya davranışsal performans ^2,4,12 aracılığıyla uzuv kinematiğini izlemeyi tercih eder, ancak bu yöntemler, nöral aktivitenin ve bunun kaslar üzerindeki bozulmanın milisaniye zaman ölçeğindeki etkisini tespit edecek çözünürlükten yoksundur. Bu nedenle, EMG'nin kaydedilmesi, kasların doğrudan nöral kontrolü ile ilgilenen araştırmacılar için arzu edilir.

EMG, tipik olarak kaydedilen kasın liflerine kabaca paralel kısa bir mesafe ile ayrılan iki nokta arasındaki voltajın ölçülmesini içerir. EMG elektrotları yüzey (veya "yama") ve kas içi (veya "iğne") çeşitlerinde gelir. Yüzey elektrotları cildin üzerine yerleştirilir veya kas dokusu üzerine yerleştirilir ve yapıştırıcı veya dikiş ile sabitlenir. Bu nedenle, yüzey elektrotları kas içi elektrotlardan daha az invazivdir ve göreceli kullanım kolaylıkları nedeniyle insanlar, kediler ve primatlar arasında en popüler olanıdır. Yüzey elektrotları ayrıca sıçanlar ve fareler ile başarılı bir şekilde kullanılmıştır^13,14; Bununla birlikte, kemirgenlerin tımar sırasında yabancı cisimleri çıkarmaya çalışma eğilimi nedeniyle elde üretilmeli ve cerrahi olarak cilt altına implante edilmelidir. Kas içi EMG elektrotları ise kas dokusu içine cerrahi olarak implante edilir. Kas dokusu tarafından yutuldukları için, yüksek uzamsal çözünürlük sağlarlar ve süresiz olarak pozisyonda sabit kalırlar. Bu nedenle, implante edilmiş kas içi EMG elektrotları, kemirgenlerin kullanıldığı uzun süreli deneyler için yüzey elektrotları üzerinde idealdir. Farelerde kas içi EMG'yi güvenilir bir şekilde kaydetmek için araştırmacılar, EMG elektrotlarını yetişkin bir farenin ön kolundaki kadar küçük kaslara elle imal etmek ve implante etmek için bir yöntem geliştirdiler. Bu elektrotlar, birkaç hafta boyunca kemirgenlerde motor davranış sırasında kronik kas kaydını mümkün kılar.

Burada açıklanan protokol, davranan farelerde dirsek ve el bileğinin fleksör/ekstansör kas çiftlerine kronik olarak implante edilen tel EMG elektrotlarından elle imalat, implante etme ve kaydetme prosedürü sağlayan yerleşik yöntemlerin^15,16,17,18 on yıllık bir iyileştirmesinin sonucudur. İlk bölüm, dört elektrot çifti ve kafa aşaması arayüzü için 8 pimli bir konektör içeren bir elektrot setinin el imalatını açıklar. Bir sonraki bölüm, kafa plakası implantasyonu ile aynı ameliyatta elektrotların kas içine kas içine cerrahi implantasyonunu detaylandırmaktadır. Son olarak, çeşitli davranışlar sergileyen farelerden elde edilen temsili kayıtlar tartışılmaktadır. Genel olarak, bu yöntem, bazı elektrot üretim deneyimine sahip laboratuvarlar için ideal olan, başa sabit davranış deneylerine kas aktivitesi ölçümlerini dahil etmenin uygun maliyetli ve özelleştirilebilir bir yoludur.

Tüm deneyler ve prosedürler NIH yönergelerine göre gerçekleştirildi ve Northwestern Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylandı. Diğer ülkeler ve/veya kurumlar, bu prosedürde değişiklik yapılmasını gerektiren farklı düzenlemelere sahip olabilir. Bu çalışmaya dahil edilen hayvanlar, en az 20 g vücut ağırlığına sahip 12-20 haftalık C57BL6/J yetişkin erkeklerdi ( Materyal Tablosuna bakınız).

1. Elektrot seti imalatı

NOT: Bu adımları, 10x-40x büyütme aralığına sahip bir stereomikroskop ve temiz, çıplak eller kullanarak temiz bir tezgah üzerinde gerçekleştirin. Elektrot tel sıyırma (Şekil 1A) ve konektör tertibatını (Şekil 1B) detaylandıran diyagramlar için Şekil 1'e bakın.

1. Telleri kesin: Her elektrot çifti için iki parça PFA kaplı örgülü paslanmaz çelik tel (7 telli, 0,0055" çap) kesin (bkz. Üst kol kasları için her teli 9,5 cm uzunluğunda kesin. Alt kol kasları için her teli 10,5 cm uzunluğunda kesin.
2. İki teli tek bir düğümle birbirine bağlayın - bu, implante edildiğinde yerleştirme bölgesinin (proksimal düğüm) hemen dışında oturan düğüm haline gelecektir. Bağlı teller bir elektrot çifti içerir.
   1. Bir oluklu mukavva parçasına yerleştirilmiş 18 G'lik bir iğne kullanarak, düğümü yerleştirme ucundan 6 cm uzağa yerleştirin ve elektrot tellerini kartona doğru çekerek iğnenin etrafını sıkın. Yerleştirme ucu yaklaşık 5,5 cm'ye kadar küçülür ve kalan 0,5 cm düğüme bağlanır.
   2. İğneyi dikkatlice çıkarın ve daha fazla sıkmak için düğümü çıplak elle iki kez sıkıca çekin.
      NOT: Düğüm mümkün olduğu kadar sıkı olmamalıdır; Bu şekilde sıkma, implante edilen elektrotları dokuya sabitlemek için doğru boyutta proksimal bir düğüm ile sonuçlanacaktır.
   3. Üst kol kasları için konektör uçlarının 3,5 cm uzunluğunda olduğundan emin olun. Alt kol kasları için, konektör uçlarının 4,5 cm uzunluğunda olduğundan emin olun.
3. Her telden 0,5 mm yalıtım soyun: bir teldeki düğümden 1-1,5 mm ve diğer teldeki düğümden 2-2,5 mm. Şekil 1 , her bir telin nerede sıyrılacağını göstermektedir.
   1. Elektrodu, iki konektör uç kablosu bir arada ve yerleştirme uç telleri birbirinden ayrılacak şekilde düz bir karton parçasına gergin bir şekilde bantlayın.
   2. Bir neşter kullanarak, yalıtımda çentikler yapın ve yalıtımın çıkarılacağı uçları işaretleyin.
   3. Her çentikte, her çentikte bir neşter bıçağı ile ~6 kesim yapın: ~2 üstte, ~2 yanda ve ~2 telin altında.
      NOT: Telin kendisini çok fazla kesmekten kaçınmak çok önemlidir. Aksi takdirde, teller kırılabilir. Kabloya sınırlı hasar vererek yalıtımı tamamen kesmek için uygun miktarda basınç elde etmek için pratik yapılması gerekir.
   4. Elektrot çiftini 180 derece döndürün ve her çentikte 6 kesimi tekrarlayın.
   5. 0.5 mm'lik yalıtımı alttaki telden ayırmak için gerektiği kadar ek kesimler yapın. Burada ihtiyaç duyulan kesim sayısı, uygulanan basınca ve neşter bıçağının keskinliğine bağlı olacaktır.
   6. Gevşemiş yalıtımı uzunlamasına kesmek için neşter bıçağını eğin ve forseps kullanarak telden çıkarın.
   7. Açıkta kalan teli, dokuya yerleştirme sırasında hasara neden olabilecek kırılma ve/veya yıpranmış yalıtım açısından inceleyin.
4. Konektör ucundaki her kablonun ucunu 1 mm sıyırın.
5. Yerleştirme ucundaki her telin ucunu 5 mm soyun.
6. Yerleştirme ucu tel segmentlerini birlikte bükün ve açıkta kalan 5 mm uçları 0.5 inçlik bir milde birbirine kıvırın. 27 G iğne. Tipik hipodermik iğneler, luer kilit ucu çıkarıldıktan sonra kullanılabilir.
7. Her elektrot çifti için 1.1-1.6 adımlarını tekrarlayın.
8. Konektörü monte edin.
   1. 12 pinli konektörün dişi ucunu ( Malzeme Tablosuna bakın) boyutuna kadar kesin: # elektrot çiftleri x 2 pin yuvaları.
   2. Pirinç bağlantı parçalarını her bir konektör bağlantı noktasından (bunlar 12 pimli konektöre önceden takılmış olarak gelir) pense ile nazikçe çıkarın. Bu bağlantı parçalarını bir sonraki adım için saklayın.
   3. Her telin açıkta kalan her 1 mm ucunu pirinç bir bağlantı parçasının bıçaklarından birinin dış yüzeyine lehimleyin.
      DİKKAT: Lehimleme cilt, göz ve solunum yolu tahrişine neden olabilecek dumanları serbest bırakır. Eldiven giyin (veya daha sonra ellerinizi yıkayın), göz koruması kullanın ve maruziyeti sınırlamak için yerel bir duman emme cihazı kullanın.
      1. Pirinç bağlantı parçasını, bıçaklarından birinin dış yüzeyi yukarı bakacak şekilde bir yardımcı el aletine takılı dişsiz bir timsah klipsine sabitleyin.
      2. Lehimleme sırasında yüksek görsel kontrol sağlamak için bağlantı parçasını mikroskop altına yerleştirin. Katlanmamış bir ataş veya bir parça hurda tel kullanarak, bıçağın yüzeyine az miktarda paslanmaz çelik uyumlu akı sürün.
      3. Dar bir konik lehim ucu kullanarak pirinç bıçağın alt ~1.5 mm'sini kaplayacak kadar bıçağa yeterince lehim uygulayın.
         NOT: Burada çok fazla lehim konektör tertibatını engellerken, çok az lehim yetersiz bir bağlantı bırakabilir. Gerekirse baştan başlamak için ekstra pirinç bağlantı parçaları bulundurun.
      4. Bıçak üzerindeki lehimin yüzeyini paslanmaz çelik uyumlu akı ile bolca kaplayın, ancak iki bıçak arasındaki boşluğa akı damlamasını önleyin.
      5. Açıkta kalan 1 mm elektrot telini bıçak üzerindeki lehime karşı aynı hizada tutun ve bağlantıyı kaynaştırmak için lehimi ütüyle ısıtın.
      6. Bağlantıyı inceleyin: Açıkta kalan telin çoğu lehime batırılmalı ve tel pirinç bağlantı parçasına sıkıca takılmalıdır. Pirinç bağlantı parçasının iki kanadı arasına lehim girmediğinden emin olun - bu, daha sonra bir erkek konektörün takılmasını zorlaştırabilir. Son olarak, bir sonraki adımda bağlantı parçasının konektöre yeniden takılmasına izin vermek için bağlantının pirinç bıçakla aynı hizada olduğundan emin olun.
   4. Düz forseps kullanarak, her bir lehimli pirinç bağlantı parçasını tekrar konektöre geri takın, her bir elektrot çiftinin tellerinin birbirine bitişik olduğundan ve diğer elektrot çiftleriyle dolaşmadığından emin olun. Konektördeki tek bir elektrot çiftinin yönünü görselleştirmek için Şekil 1B'ye bakın.
      NOT: Soldan sağa ideal yönlendirme şu şekildedir: pazı (konektör ucunda 3.5 mm), triceps (konektör ucunda 3.5 mm), ekstansör carpi radialis (ECR; konektör ucunda 4.5 mm) ve palmaris longus (PL; konektör ucunda 4.5 mm). İmplantasyon sırasında konektörün yönünü takip etmek için bir tarafı bir işaretleyici veya beyazlatıcı ile işaretleyin.
   5. 12 pimli bir erkek konektörü dişi uçla aynı boyutta (# elektrot çiftleri x 2) kesin ve dişi konektöre bağlayın. Bağlantı parçaları yerinden çıkarsa, erkek konektör oturduktan sonra düz forseps ile yeniden takılabilirler.
   6. Pirinç bağlantı parçalarından çıkan tırnakları pense ile çıkarın.
   7. Pim yuvalarını epoksi ile kaplayın ve konektörün yakınındaki tüm metal veya tellerin dokudan yalıtıldığından emin olun.
      DİKKAT: Epoksi, uzun süre maruz kaldığında cilt, göz ve solunum yolu tahrişine neden olabilir. Eldiven, göz koruması kullanın ve epoksiyi yalnızca iyi havalandırılan bir alanda veya yerel bir duman emme cihazının altında kullanın.
   8. Konektörün en az 30 dakika kurumasını bekleyin.
9. Her bir elektrot çiftinin direncini test edin ve ameliyat sırasında kolay tanımlama için iğneleri küçük renkli ısıyla daralan segmentlerle etiketleyin.
   NOT: Direnç 18-50 ohm arasında olmalıdır. Daha düşük direnç kısa pozisyona işaret edebilir. Daha yüksek direnç, tel tellerinde çok fazla hasar olduğunu gösterebilir. Bununla birlikte, yüksek direnç genellikle iğne mili ile tel arasındaki kusurlu bağlantıdan kaynaklanır (adım 1.6'da yapılmıştır), bu bağlantı noktasında ek kıvırma ile çözülebilir.
10. İmplantasyondan önce elektrot setinde lif ve diğer kalıntılar bulunmadığından emin olun. Bunun için sprey silgi kullanılabilir. Mikroskop altında incelemek, doğrulamak için yardımcı olabilir.

2. Elektrot implantasyon cerrahisi

NOT: Bu bölüm, önceki bölümde üretilen bir kafa plakası ve elektrotları triseps, pazı, ekstansör carpi radialis (ECR) ve palmaris longus'a (PL) implante etmek için tek bir cerrahi prosedürü açıklar. Son iki kas için, elektrodu yakındaki sinerjist kaslardan geçmeden yalnızca bu bireysel kaslara implante etmek çok zordur. Kayıtları tek tek kaslardan izole etmeye çalışmanın uyarılarıyla ilgili aşağıdaki tartışmaya bakın. Başlıklar tipik olarak belirli deneyler için özel olarak tasarlanmış ve üretilmiştir. Bu çalışmada 3D baskılı plastik PERÇİN başlıkları^{kullanılmıştır 19}. Birçok açık kaynaklı başlık tasarımı, Janelia, Allen Enstitüsü ve bağımsız araştırma grupları aracılığıyla çevrimiçi olarak mevcuttur. Burada açıklanan başlık plakası prosedürü, titanyum ve plastik başlık plakaları ile başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Cerrahi işlem, 10-40x büyütme arasında değişen bir stereomikroskop ile stereotaksik bir alet üzerinde (bkz. Malzeme Tablosu) yapılmalıdır.

1. Elektrotları ve kafa plakasını gece boyunca veya 8 saat boyunca %1,5 glutaraldehit kullanarak soğuk sterilize edin. Steril suda kısa bir süre durulayın ve implanttan önce tamamen kurumasını bekleyin.
   DİKKAT: Gluteraldehit yutulduğunda zararlıdır ve gözlerde, ciltte ve solunum yollarında tahrişe neden olabilir. Havalandırmalı bir davlumbazda eldivenlerle tutun.
2. Kurumsal olarak onaylanmış protokolleri takiben doğrultma refleksi kaybolana kadar (yaklaşık 3 dakika) bir indüksiyon odasında tıbbi sınıf oksijende% 2-4 izofluran ile anesteziyi indükleyin.
3. Anestezi almaya devam etmek için hayvanı hareketli burun konisine aktarın. Tıbbi sınıf oksijende% 2 izofluran ile anestezi altında, ameliyattan önce hayvanın başını, boynunu ve uzuvlarını tıraş edin. Bu bölümde kalan tüm adımları anestezi altında gerçekleştirin. 1 Hz'lik bir solunum hızını ve ayak parmağını kıstırma refleksinin olmamasını sağlamak için izofluran dozajını gerektiği gibi ayarlayın.
4. Göz kayganlaştırıcı uygulayın ve ameliyat boyunca her 1 saatte bir tekrar uygulayın.
5. Ameliyatın başında enjekte edilebilir analjezik (carprofen, 5 mg / kg gibi) ve antibiyotik ilaçları deri altından (enrofloksasin, 10 mg / kg gibi) uygulayın ( Materyal Tablosuna bakınız).
6. Aşağıdaki adımları veya kurum tarafından onaylanan alternatif bir yöntemi kullanarak kafa plakasını implante edin.
   1. Hayvanın kafasını stereotaksik aletteki kulak çubuklarına sabitleyin ve stereotaksik alete bağlı burun konisinden anestezi (% 2 izofluran) sağlayın. Asepsiyi korumak için steril bir örtü ekleyin.
   2. Baş ve boynu povidon-iyot hazırlama pedleri ve steril alkol hazırlama pedleri ile temizleyin.
      Gerekirse göz kayganlaştırıcıyı tekrar uygulayın.
   3. Lidokain (4 mg / kg) (Malzeme Tablosuna bakınız) insizyon bölgesinde deri altına enjekte edin.
   4. Ayak parmağınızı kıstırarak yeterli anestezik indüksiyonu sağlayın. Doğrultma refleksi yoksa, hayvanın kafasının orta hattından gözlerin kaudal kenarından kulakların kaudal kenarına kadar bir kesi yapın.
   5. Cildi doku klipsleriyle sıkıştırın: ikisi gözlerin hemen arkasında her iki tarafta rostral kenarda ve ikisi kulakların hemen arkasındaki kaudal kenarda.
   6. Kurumuş fasyayı çıkarmak için bir neşter bıçağıyla hafifçe kazıyarak kafatası yüzeyini temizleyin.
   7. Kafatasının yüzeyine ince bir tabaka diş çimentosu ( Malzeme Tablosuna bakınız) uygulayın ve 5 dakika kurumasını bekleyin.
   8. Kafa plakasını hayvanın kafatasının üzerine yerleştirin. Kafa plakasının nasıl ve nereye implante edildiği, kafa plakasına ve araştırma sorusuna göre değişecektir.
   9. Kafa plakasını kafatasına yapıştırmak için diş çimentosu kullanın. Kafatasının tamamen kaplandığından emin olun. Diş çimentosunun 10 dakika kurumasını bekleyin.
7. Ameliyatın geri kalanında anestezi sağlamak için hayvanı hareketli bir plastik burun konisine aktarın; Bu, anesteziyi korurken farklı kaslara erişmek için ameliyat sırasında hayvanın düzenli olarak yeniden konumlandırılmasına izin verecektir.
8. Boynun arkasındaki kesiyi (başlık plakası implantasyonu sırasında yapılır) kulaklara 1 cm kaudal ulaşacak şekilde uzatın.
9. Künt bir kemik kazıyıcı kullanarak, boyun kesisinden elektrotların implante edileceği ön ayağa giden bir yolu temizlemek için boyun kesisinin altındaki cildi alttaki dokudan ayırın.
10. Elektrot implantasyonu sırasında yerinde tutmak için EMG konektörünü küçük bir bant parçası kullanarak geçici olarak kafa plakasına sabitleyin.
11. Hayvanın ön ayağını povidon-iyot hazırlama pedleri ve steril alkol hazırlama pedleri ile temizleyin.
12. Triseps kesisini yapın.
    1. Hayvanı, triceps yukarı bakacak şekilde yan yatırın.
    2. Planlanan insizyon bölgesine lidokain (4 mg / kg) enjekte edin. Bu, lokal ağrıyı hafifletecek ve implantasyon sırasında kasları nemli tutacaktır.
       NOT: Kaslar nemli kalmalı, ancak ameliyat boyunca ıslak damlamamalıdır. Kaslar veya cilt kuru görünüyorsa, gerektiği kadar steril tuzlu su uygulayın.
    3. Kemiğe paralel trisepslerin üzerinden 7 mm kesin.
13. Künt kemik kazıyıcı ile kesiyi çevreleyen cildi alttaki dokudan ayırın. Elektrotlar için bir yol açmak için kazıyıcıyı derinin altında ve boyun kesiğine geri döndürün.
14. Kası gizleyen herhangi bir fasyayı kesin.
15. Triseps kesisinden kapalı makas sokarak ve boyun deliğini dışarı iterek, delikten çıktıktan sonra hafifçe açarak boyundan triceps'e giden yolun yeterince büyük olduğundan emin olun.
16. Triseps elektrodunu triceps insizyonuna getirin: Büyük iğne sürücüsünün ucunu triceps kesisinden geçirin ve boyun kesisinden çıkarın. İğne sürücüsünü elektrot iğnesinin etrafına uzunlamasına sıkıştırın ve triceps kesisine doğru çekin.
17. Triceps yerleştirme: "Kaslara elektrot yerleştirme" adım 3'ü izleyin.
18. Distal kol kesisini yapın.
    1. Hayvanı sırt üstü yatırın.
    2. Kolu, avuç içi aşağı bakacak şekilde hayvanın yan tarafına bantlayın.
    3. Planlanan insizyon bölgesine lidokain (4 mg / kg) enjekte edin.
    4. Pazı ve ECR'nin üzerinde, deltoidin altından alt kolun ortasına kadar, kemiğe paralel olarak 1 cm'lik bir kesi yapın. Kesinin distal ucu, alt kol kaslarının ucunun ~ 2 mm üzerinde olmalıdır.
19. Pazı kasını ortaya çıkarmak için fasyayı temizleyin.
20. Distal kol kesisinden geri dönerek, üst kolun derisinin altından geçen büyük kan damarının üstündeki (proksimal eden) triceps kesisine kadar bir yol açın.
21. Pazı elektrodunu cilt altından boyun kesisinden triceps insizyonuna, ardından triceps insizyonundan distal kol insizyonuna geçirin.
22. Pazı yerleştirme: "Kaslara elektrot yerleştirme" adım 3'ü izleyin.
    1. Hayvanın kolunu aynı pozisyonda, ancak avuç içi aşağı bakacak şekilde yeniden bantlayın.
    2. Açıkta kalan pazı proksimal ucuna mümkün olduğunca yakın yerleştirin.
    3. Elektrotun en az 3 mm'sini kas dokusuna daldırmak için, farenin boyutuna bağlı olarak kas liflerine hafifçe çapraz olarak yerleştirildiğinden emin olun.
23. Triseps kesisinden distal kol yerleştirme bölgesine, üst kolun derisinin altından geçen büyük kan damarının altındaki (distal) bir yol açın ve pazı elektrodunun yolundan farklı bir yol oluşturun.
24. ECR yerleştirme: "Elektrotların kaslara yerleştirilmesi" adım 3'ü izleyin.
    1. ECR'nin en yakın kısmına yerleştirin.
    2. ECR ile antagonisti arasındaki kıvrımdan çıkın ve düğümü bu kırışıkta bağlayın.
25. Triseps girişinden dirsek altındaki PL yerleştirme bölgesine kadar bir yol temizleyin.
26. PL yerleştirme: "Elektrotların kaslara yerleştirilmesi" adım 3'ü izleyin.
    1. Hayvanı sırt üstü yatırın ve avuç içi yukarı bakacak şekilde kolunu başının üzerine bantlayın.
    2. Dirseğin hemen distalini yerleştirin.
    3. Bilek tendonlarına yeterince yakın çıkın, böylece çıkış yerindeki düğüm bilek tendonları üzerinde değil kas üzerinde uzanır.
27. Hayvanı yan yatırın ve 6-0 ipek dikişler kullanarak triceps insizyonunu dikin.
28. Hayvanı sırt üstü yeniden konumlandırın ve 6-0 ipek dikişler kullanarak distal kol kesisini dikin.
29. Konektörü diş çimentosu kullanarak kafa plakasının arkasına sabitleyin.
30. Boyun kesisini 6-0 ipek dikişler kullanarak dikin.
31. Enflamasyonu azaltmak için insizyon bölgelerine topikal antibiyotik krem uygulayın.
32. İyileşme sırasında dikişleri rahatsız etmesini önlemek için hayvanın üzerine bir Elizabeth tasması ( Malzeme Tablosuna bakınız) yapıştırın.

3. Elektrotların kaslara yerleştirilmesi

1. İğneyi (27 G, adım 1) bükerek hafifçe kıvırın.
   1. İğneyi iğne sürücüsüyle tutun ( Malzeme Tablosuna bakın) ve 5-10 derecelik bir bükülme eklemek için bir çift forsepsin sapına bastırın.
   2. İğnenin uzunluğu boyunca farklı konumlarda toplam üç büküm ekleyin.
2. Kasın nereye girilip çıkılacağını görselleştirin.
3. İnce forsepslerle keserek veya çekerek giriş ve çıkış bölgesini engelleyen yağ ve fasyayı çıkarın. Kanamayı sınırlamak için vasküler hasardan kaçınmaya çalışın.
4. Kas liflerine paralel uzanan 3-5 mm batık tel hedefleyin. Bu, açıkta kalan elektrot telinin uzantılarının kas içine daldırılmasını sağlayacaktır.
5. İğne sürücüsünü kullanarak, diğer elinizde künt kavisli forseps ile karşı basınç uygularken iğneyi kasın proksimal ucuna sokun. İğneyi kasın içinden çıkış bölgesine doğru itin.
6. İğne kastan çıktıktan sonra, ucu künt forseps ile tutun ve iğneyi çekin. Proksimal düğüm yerleştirme bölgesinin üzerine oturana kadar çekmeye devam edin.
7. Distal düğümü yapın.
   1. Forseps kullanarak, çıkış bölgesine distal gevşek bir düğüm bağlayın. Düğümü 1 cm'lik bir halka kadar sıkın.
   2. Halkayı forseps ile itin ve çıkış yerinin üzerine yerleştirin.
   3. Distal düğümün tam olarak sıkılmadan önce, çıkış bölgesinin yaklaşık 0,5 mm distalinde nereye kapatılması gerektiğini görselleştirin. Bu konumda ince bükülmüş forseps ile ilmeği nazikçe kavrayın ve ilmeği forsepsinizin üzerinden sıkıca çekin.
      NOT: Bu adımda distal düğümü hemen çıkış bölgesi üzerinden sıkmayın, aksi takdirde bir sonraki adımda düğüm tamamen sıkıldığında kas sıkışacaktır.
   4. İnce forsepsleri düğümden çıkarın ve ince bükülmüş forseps ile düğümü çıkış yerine doğru iterek ve iğne ucunu parmaklarınızla çekerek düğümü sıkmayı bitirin. Yerleştirilen elektrodu yerine sabitlemek için hem proksimal hem de distal düğümlerin sırasıyla yerleştirme ve çıkış bölgelerinin dışına uygun şekilde yerleştirildiğinden emin olun.
   5. Çıkış düğümünü düz, ince forsepslerle kavrayın ve teli düğümün etrafına ve kasa doğru/deriden uzağa doğru bükmek için distal teli forsepslerin etrafına sıkıca kıvırın.
   6. Distal düğümün 0,5 mm distalindeki teli kesin ve düğümün etrafına kıvrılmış küçük bir yumru bırakın.
      Önceki adım, yumruğun kesik ucunun hayvanın derisine girmemesini ve bu da tahrişe neden olmamasını sağlar.

4. Ameliyat sonrası bakım

1. Ameliyattan hemen sonra aşağıdaki adımları uygulayın.
   1. Hayvanı, kafes arkadaşlarının dikişlerini rahatsız etmemesi için tek başına barındırın.
   2. Hayvanı alçak yataklı temiz bir kafese yerleştirin. Elizabeth tasmasını takarken hayvanın hareket kabiliyetine müdahale edebilecek tüm yuva ve zenginleştirme malzemelerini çıkarın.
   3. Hayvana tasmayı takarken erişebileceği su ve ıslak mama verin.
2. Ameliyattan 24 saat ve 48 saat sonra aşağıdaki adımları uygulayın.
   1. Hayvanın 20 dakika boyunca kendini tımar etmesine izin vermek için Elizabeth tasmasını çıkarın.
   2. Adım 2.2 ve adım 2.3'te belirtildiği gibi izofluran ile anesteziyi indükleyin.
   3. Enjekte edilebilir analjezik ve antibiyotik ilaçları uygulayın.
   4. Kesi yerlerini eksik dikişler, açık yaralar ve enfeksiyon veya tahriş belirtileri açısından inceleyin. Dikişleri değiştirin ve gerekirse daha fazla topikal antibiyotik uygulayın.
   5. Elizabeth tasması çıkana kadar ıslak yiyecekleri her 48 saatte bir değiştirin.
3. Ameliyattan 6 gün sonra aşağıdaki adımları gerçekleştirin.
   1. Tam iyileşme için yaraları kontrol edin.
   2. Yaralar kapalıysa, dikişleri çıkarın. Yaralar açıksa, dikişlerin alınması için iki gün daha bekleyin. Dikişler alındığında Elizabeth yakasını çıkarın.
   3. Fareyi tam yatak takımı ve zenginleştirme ile yeni, temiz bir kafese geri koyun.
      NOT: Hayvanlar ameliyattan 7 gün sonra deney yapmaya veya su yoksunluğuna devam edebilir.

Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4 , farklı davranışlar sergileyen farelerin ön ayak kaslarından kaydedilen normalleştirilmiş kas aktivitesini göstermektedir: kafa fiksasyonu olmadan koşu bandında yürüme (Şekil 2), kafa fiksasyonu altında dönen bir tekerleğe tırmanma (Şekil 3) ve kafa fiksasyonu altında su damlacıklarına ulaşma (Şekil 4). Şekil 2 , iki dirsek fleksör aktivasyonu arasındaki süreden tahmin edilen yaklaşık bir adım döngüsü ile 1.5 s'lik koşu bandı hareketini göstermektedir. Şekil 3 , implantasyondan 6 hafta sonra bilek ekstansör elektrodu arızalanan bir hayvandan alınan 5 saniyelik EMG verilerini göstermektedir. Şekil 3A'da, dört elektrotun tümü, tekerleğin dönüşüyle hizalanan (tırmanmayı gösteren) temiz bir EMG sinyali üretir. Şekil 3B , arızadan sonra aynı elektrotlardan gelen sinyali göstermektedir: bilek ekstansör elektrodu, hayvanın hareketiyle değişmeyen gürültülü bir sinyal üretir. Şekil 4 , farenin hareketsizlikten bir su damlasına ulaşmaya geçtiği bir görev sırasında dört ön ayak kas grubundan 1 s EMG'yi göstermektedir.

Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4'te, voltaj sinyalleri yükseltildi ve bir diferansiyel amplifikatör kullanılarak bant geçiren filtrelendi (250-20.000 Hz). Ham voltaj daha sonra 1 kHz'e alt örneklendi ve veri kümeleri arasında karşılaştırma için z-skorlandı. Protokolde belirtilen dört kasa (pazı, triceps, ECR ve PL) elektrotlar implante edilirken, bitişik sinerjik kasların EMG sinyalini etkilemediğinin garanti edilmediğini tekrar unutmayın; Bu nedenle, her kayıt doğruluk için sinerji grubuna (dirsek, fleksör vb.) atanır. Tek kaslardan izole edilmiş kayıtların doğrulanması, özellikle farelerin alt kolunda aşırı derecede zor olabilen kas kayıtları arasındaki karışmayı test etmek için birden fazla sinerjistte eşzamanlı kayıtlar gerektirecektir.

Şekil 1: Elektrot seti imalatının şemaları. (A) Tek bir elektrot çiftinin diyagramı. Gri alanlar nereye sıyrılacağını gösterir. (B) Konektöre yerleştirilmiş tek bir tamamlanmış elektrot çifti ile konektör düzeneğinin şeması. (B)'deki diyagram ölçeklendirilmemiştir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Bir koşu bandında yürüyen serbestçe hareket eden (kafasına sabitlenmemiş) bir farenin dört kasından temsili EMG kaydı. Toplam süre 1,5 sn'dir. Adım döngüsü, sıralı dirsek ekstansör aktivasyonları arasındaki zamandan tahmin edildi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Doğal bir tırmanma davranışı sergileyen kafasına sabitlenmiş bir farenin dört kasından alınan temsili EMG kaydı. 5. sıra, bir döner kodlayıcı tarafından okunan tırmanma tekerleğinin konumunu gösterir; Bu değerdeki değişiklikler, tekerleğin döndüğünü ve hayvanın aktif olarak tırmandığını gösterir. Toplam süre 5 s'dir. (A) Tırmanış sırasında implantasyondan 36 gün sonra kayıt. (B) Bilek ekstansör elektrodu arızalandıktan sonra aynı farede implantasyondan 72 gün sonra kayıt. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Hareketsizlikten uzanma hareketi gerçekleştirmeye geçiş yapan kafasına sabitlenmiş bir farenin dört kasından temsili EMG kaydı. Toplam süre 1 sn'dir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Hiç kimse.