Erişkin Fare yılında Motor Ünite tarafından üretilen bir Lomber Motonöron ve Kuvvet Eşzamanlı intrasellüler Kaydı In vivo

Bu prosedürün genel amacı, in vivo motor nöronlardan hücre içi kayıtlar yaparak tek bir fare motor ünitesinin elektrofizyolojik ve kasılma özelliklerini incelemektir. Bu işlem, öncelikle omuriliğin ve ilgili kasın açığa çıkarılmasıyla gerçekleştirilir. Ardından, kasın tendonuna bir kuvvet dönüştürücü takılır.

Ardından, bir hücre içi elektrot ile motor nöron uyarılır ve böylece kaydedilen motor ünitenin kasılması sağlanır. Sonuç olarak, motor nöronun elektrofizyolojik özellikleri, motor ünitesinin kasılma özellikleri ile aynı anda karakterize edilebilir. Mikrocerrahi adımlarının, hayvanın küçük boyutu nedeniyle öğrenilmesinin çok zor olması, bu tekniğin görsel olarak gösterilmesini kritik hale getirmektedir.

Prosedüre başlamak için, bir fareye intraperitonal olarak pentobarbital sodyum veya ketamin ve ksilazin karışımı enjekte ederek anestezi uygulayın. Farenin ayak parmağı sıkıştırma refleksinin kalmadığından emin olun. Ardından, küt uçlu bir makas kullanarak trake üzerinden bir kesi yapın ve deriyi her iki yana doğru çekerek açın.

Ardından, küt uçlu bir pens yardımıyla tükürük bezini parçalayın. Trakeayı örten iki ince kası açığa çıkarmak için, trakeayı görünür kılacak şekilde bu iki kası birbirinden ayırın. Bu işlemde Dumont yedi pens kullanın.

Trakeanın altına dört adet aut ipek sütürden iki ip kaydırın. Ardından trakeada, iki kıkırdak halka arasından transvers bir kesi yapın. Ancak trakeayı tamamen kesmemeye dikkat edin.

Şimdi, trakeal tüpü trakeanın içine yerleştirin. Yerleştirme açıklığının her iki yanını, üzerinden sütürleri bağlayarak sabitleyin. Ardından, trakeal tüpü bir fare ventilatörüne ve bir kapnografa bağlayın.

Ardından ventilatörü, bir kompliyans torbası aracılığıyla saf oksijene bağlayın. Farenin yapay ventilasyona karşı direnç göstermemesi ve ekspirasyon sonu karbondioksit parsiyel basıncının %4 ile 5 arasında stabil kalması için ventilatör parametrelerini ayarlayın. Bu adımda, kör diseksiyon tekniklerini kullanarak boynun bir tarafındaki jugular veni açığa çıkarın.

Juguler ven, anterior ve posterior fasiyal venler olmak üzere iki ana gövdeye ayrılır. Venleri çevresindeki bağ dokusundan dikkatlice ayırın. Ardından, venin altına altı otomatik ipek süturdan iki adet ip kaydırın ve bu iplerin ven boyunca mümkün olduğunca uzak noktalara yerleştirildiğinden emin olun.

Ardından, venin proksimal tarafına küçük bir damar klipsi yerleştirin ve venin distal tarafını bağlayın. Çok ince iris makası kullanarak vende küçük bir transvers insizyon yapın. Veni tamamen kesmemeye çok dikkat edin.

Ardından, önceden doldurulmuş bir French kateteri, ven ile kateteri birlikte tutan damar klemine kadar açıklıktan içeri yerleştirin. Damar klemini dikkatlice çıkarın. Daha sonra kateteri venin içine birkaç milimetre daha itin. Kateteri, giriş yerinin her iki yanından sütürlerle bağlayarak sabitleyin.

Ardından, pentobarbital sodyum veya ketamin ksilazin gibi ek anestetik dozları enjekte etmek için kateterlerden birini bir şırıngaya veya şırınga pompasına bağlayın. İşlemi başka bir ven için tekrarlayın ve diğer kateteri, %1 sodyum bikarbonat ve %14 plasmon içeren %4 glukoz çözeltisinin yavaş intravenöz infüzyonu için bir şırınga pompasına bağlayın. Son olarak, boyun derisini iğne ve sütür ile kapatın.

Ardından, fareyi tekrar pron pozisyonuna getirin. Şimdi, uyluğun üst kısmından aşil tendonuna kadar bir insizyon yapın. Cildi alttaki kaslardan ayırın ve kan damarlarına zarar vermemeye dikkat edin.

Ardından, uyluk boyunca uzanan beyaz bir hat şeklinde görünen biceps femoris'in ön kenarını belirleyin. Daha sonra, dizden kalça kemiğine kadar bu hat boyunca dikkatlice açın. Biceps femoris altında bulunan siyatik siniri açığa çıkarmak için kasları ayırın.

Biceps femoris kasını dikkatlice diseke edin ve çıkarın. Sciatic siniri ve triceps surae kaslarını açığa çıkarmak için, common peroneal ve sural sinirler arasındaki tibial siniri tanımlayın. Tibial sinirin farklı dalları arasından, triceps surae'yi innerve eden dalları, daha derine giden dallardan ayırt edin.

Sekizli OTT ipek dikiş ipi kullanarak, triceps surae'yi innerve eden dalları sağlam bırakacak şekilde tibial sinirin tüm dallarını birlikte bağlayın. Tibial siniri, düğümden mümkün olduğunca uzak bir noktadan kesin. T 13'ün kaburgaların bağlı olduğu son vertebra olduğu göz önünde bulundurularak T 13 ve L 1 vertebralarını tanımlayın.

Ardından, T 13 ve L 1'in her iki yanına Cunningham spinal kord vertebral klemplerini yerleştirerek omurgayı immobilize edin. Spinal kordu sıkıştırmamaya dikkat edin, ancak longitudinal eksen boyunca hafif bir gerginlik uygulayın. Omurga kolonunu forsepsle nazikçe aşağı bastırarak iyice sabitlendiğinden emin olun.

İnce R jüryeleri kullanarak, omuriliğe ulaşmak için önce spinöz çıkıntıları, ardından T 13 ve L 1 üzerindeki laminaları çıkarın. Daha sonra omuriliği çevrelemek için özel yapım plastik bir banyo yerleştirin. Ardından, banyoyu dört sıfır ipek iplik kullanarak sabitleyin.

Son olarak, banyoyu hızlı döküm sızdırmazlayıcı ile mühürleyerek su geçirmez olduğundan emin olun. Hızlı döküm kuruduktan sonra, omuriliği örten pamuğu çıkarın ve banyoyu mineral yağ ile doldurun. Sakral bölgenin bir spinöz çıkıntısını sabitlemek için başka bir vertebral klemps kullanın.

Hayvanın sırt bölgesini desteklemek için, üçüncü bir klempi kullanarak sağ arka ekstremiteyi ve ayak bileğini; dizden 90 derecelik bir açıyla bükülmüş ve ayak bileği 90 derece fleksiyonda olacak şekilde sabitleyin. Arka ekstremite bölgesini örten gazlı bezi çıkarın. Aşil tendonunu çevre dokulardan diseke edin.

Dişli bir iğne kullanarak tricepsi çevre dokulardan mümkün olduğunca ayırın. Aşil tendonundan altı numara (6-0) ipek sütur geçirin ve tendonun etrafında üçlü düğüm atın. Ardından, kuvvet transduserini düğüme yakın bir yere yerleştirin.

Bundan sonra, tendonu ipek iplik kullanarak kuvvet transdüserine bağlayın ve tendonun distal kısmını kesin. Ardından, triceps surae kaslarının fasyasının altına iki adet paslanmaz çelik tel yerleştirin. Bu teller, hücre dışı bir AC amplifikatörüne bağlanmıştır.

EMG kaydı için, tricep surae sinirini bir kanca elektrodun katoduna yerleştirin ve anodu yakındaki bir kasla temas ettirin. Ardından, maksimum seğirme genliği gözlemlenene kadar, tricep surae sinirini düşük frekansta ve artan şiddette 50 mikrosaniye kare darbe ile uyarın. Daha sonra, maksimum seğirme genliği gözlemlenene kadar, tricep surae sinirini düşük frekansta ve artan şiddette 50 mikrosaniye kare darbe ile uyarın.

Bu şekiller, triceps surae grubundan bir motor nöronun nasıl tanımlanacağını göstermektedir. Düşük stimülasyon yoğunluğundaki penetrasyon sonrası, yalnızca yüksek yoğunlukta monosinaptik bir EPSP gözlemlenebilir. EPSP, daha da yüksek stimülasyon yoğunluğunda ortotropik bir spike tetikleyecek kadar büyük olabilir ve bu durum ya hep ya hiç prensibiyle gerçekleşir.

Antidromik spike, monosinaptik EPSP'den daha kısa bir latansla ortaya çıkar. Mikro elektrot üzerinden bir spike tetikleyecek kadar yeterli akım verildiğinde, kısa bir gecikmenin ardından kas üzerinde bir EMG aktivitesi kaydedilebilir ve bunu bir kas seğirmesi takip eder.

Motor nöron tanımlandıktan sonra, nöronun elektrofizyolojik özellikleri karakterize edilebilir. Örneğin, bu şekil; hiperpolarize ve depolarize akım darbeleri kullanılarak ve membran potansiyelindeki değişimlerin enjekte edilen akım miktarına karşı grafiğe dökülmesiyle giriş direncinin nasıl ölçülebileceğini göstermektedir. Motor ünitenin kasılma özellikleri de çeşitli stimülasyon protokolleri kullanılarak incelenebilir.

Örneğin, motor nörona çeşitli frekanslarda kısa akım darbeleri enjekte edilerek kuvvet-frekans ilişkisi elde edilebilir. Ardından, sigmoid bir kuvvet-frekans eğrisi ortaya çıkarmak için kararlı durum kuvveti, akım darbelerinin frekansına karşı grafiğe dökülebilir. Cerrahi işlemde uzmanlaşıldığında, işlemin bir kısmı düzgün bir şekilde uygulandığı takdirde üç saat içinde tamamlanabilir.