Anestezi Rat Silikon Probları Büyük ölçekli Nöronal Toplulukları Kaydı

Bu prosedürün genel amacı, anestezi uygulanmış bir sıçanda silikon prob kullanarak sol ve sağ ön uzuv somatosensoriyel korteksinden eş zamanlı olarak akut ve geniş ölçekli nöronal kayıt tanımlamaktır. Bu işlem, öncelikle hayvanın üretan ile anestezi altına alınması ve ardından kafatası üzerinde iki ila üç santimetrelik bir insizyon yapmak için sıçanın stereotaksik çerçeveye yerleştirilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, toprak ve referans vidalarının yerleştirilmesidir.

Ardından somatosensoriyel kortekslerin üzerinde iki kraniyotomi yapılır ve dura mater çıkarılır. Son adım, silikon probların beyne dikkatlice yerleştirilmesi ve istenen bölgeye yavaşça indirilmesidir. Bu prosedür, onlarca nöronun yerel alan potansiyellerinin ve spike aktivitesinin kaydedilmesine olanak tanır.

Bu tekniğin temel avantajı, silikon probların çok sayıda kayıt noktasından veri toplanmasına olanak tanımasıdır. Ayrıca, birden fazla kayıt noktası milimetrelik mesafelerle düzenlenebilir; bu da aynı anda birden fazla kortikal kolon boyunca veya tek bir kortikal kolondaki birden fazla katman boyunca kayıt yapılmasına imkan verir. Önemli bir nokta olarak, kayıt noktalarının geometrik olarak hassas dağılımı, nöronal popülasyonlar arasındaki özel ilişkilerin araştırılmasına olanak sağlar.

Bu yöntem, nöron popülasyon aktivitesinin bellek plastisitesine, uyaran kodlamasına ve karar verme süreçlerine nasıl dahil olduğu ile bu nöral etkileşimlerin farklı ilaçlardan nasıl etkilendiği gibi nörobilim alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu prosedüre başlamak için, hayvanın enjeksiyon nedeniyle strese girmesini önlemek amacıyla sıçanı %3 ila %4 konsantrasyonda izoflorür ile anesteziye alın ve %2 seviyesinde tutun. Ardından, kilogram başına 7,5 mililitre %20'lik seyreltilmiş üretan çözeltisini intraperitoneal olarak enjekte edin ve bu enjeksiyonu, her biri yaklaşık 30 dakikalık aralıklarla uygulanan dört uygulamaya bölün.

Ardından, silikon probları mikroskop altında distile su ile temizleyin. Histolojik analizde probların konumlarını işaretlemek için probları floresan bir markör ile boyayın. Probların zarar görmediğinden veya bükülmediğinden emin olmak için bu işlem her zaman mikroskop altında gerçekleştirilmelidir.

Ardından, insizyon bölgesi boyunca tüyleri tıraş edin. Sonra her iki göze pomad uygulayın. Beyin inflamasyonunu azaltmak için deri altına mililitre başına beş miligram Deksametazon uygulayın.

Bu aşamada, hayvanı stereotaksik çerçeveye sabitleyin. Ardından, insizyonu yapmadan önce cerrahi bölgeyi klorheksidin sabun ve etanol kullanarak antiseptik şekilde hazırlayın; lokal anestezi sağlamak ve olası kanama riskini azaltmak için insizyon bölgesine deri altına lidokain ve epinefrin uygulayın. Daha sonra kafa derisinin orta hattı boyunca iki santimetrelik bir insizyon yapın ve deriyi kaldırın.

Kafatasıyı açığa çıkarmak için, dorsal kafa derisini künt diseksiyonla fasyadan ayırın ve kanamayı kemik mumu kullanarak kontrol altına alın. Ardından, kafatasının oksipital kemiğine iki delik açın. Toprak ve referans elektrotlar için küçük vidaları bu deliklere sabitleyin.

Referans vidası dura ile temas halinde olmalıdır. Ardından, ön kol somatosensoriyel kortekslerine karşılık gelen koordinatlarda, bir ila iki milimetre çapında iki kraniyotomi gerçekleştirin.

Kraniyotomi sırasında, delme işleminden kaynaklı kafatasının ısınmasını önlemek için gerektiğinde kemik tozlarını uzaklaştırmak üzere basınçlı hava kullanın. Salin solüsyonu damlatın. Ardından, açıkta kalan dura üzerinde PBS tutmak ve kurumasını önlemek amacıyla iki kraniyotomi alanını çevreleyen küçük bir akrilik reçine bariyeri oluşturun.

Deney boyunca sürekli olarak PBS uygulayın. Ardından, her iki kraniyotominin dura materini çıkarmak için uçları bükülmüş iki adet 30,5 gauge iğne kullanın. Bu noktada, silikon probların uçlarını pia ile sadece temas edecek şekilde yerleştirin.

Ardından, şaftlarının herhangi bir dirençle karşılaşmadan veya bükülmeden beynin içine girebildiğinden emin olarak silikon probları yavaşça yerleştirin. Probları, istenen kayıt bölgelerine ulaşana kadar dikkatlice indirin. Gerektiğinde, dokunun kurumasını önlemek için kraniyotomilerin üzerine PBS damlaları ekleyin.

Burada, bir tetrotan elde edilen yerel alan potansiyelinin 500 milisaniyelik temsilci bir elektrofizyolojik kaydı gösterilmektedir. Spike dalga formuna bir örnek ekteki görsellere eklenmiştir. Burada, bir tetrotan elde edilen ünite kümelerinin iki boyutlu görünüm örnekleri yer almaktadır.

Her bir küme, tek bir nörondan gelen spike'ları temsil eder. Tek bir tetrodun dört kanalındaki temsilci ünitelerden elde edilen ortalama spike dalga formları burada gösterilmiştir. Kaydedilen spike'ların zamana göre dalga formu enerjisi bu grafikte çizilmiştir.

Her bir birim için nispeten sabit olan enerji değerinin, görüntülenen süre boyunca stabil bir kayıt yapıldığını gösterdiğine dikkat edin. Bu videoyu izledikten sonra, yüzün üzerinde nöronu aynı anda birden fazla beyin bölgesinden silikon prob kayıtlarını gerçekleştirebilir hale gelmelisiniz. Bu; hayvanın anestezi altına alınması, referans ve toprak vidalarının yerleştirilmesi, kraniyotomilerin açılması, duranın uzaklaştırılması ve son olarak probların istenen kayıt bölgesine yerleştirilmesi adımlarının tamamlanmasıyla başarılır.