Transkraniyal elektrik beyin stimülasyonu uyarı Rodents

Bu cerrahi prosedürün genel amacı, uyanık kemirgenlerde güvenilir ve tekrarlanabilir transkraniyal elektriksel beyin stimülasyonuna olanak sağlamaktır. Bu yöntem, motor fonksiyonları veya defisitlerini iyileştirmek için beyin ağlarının hedeflenmiş elektriksel stimülasyonu yoluyla nöromodülasyon ve nöroplastisite alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, uyanık kemirgenlerde rahatsızlık uyandırmadan ve davranışsal ölçümlerine minimum düzeyde müdahale ederek tekrarlanan non-invaziv elektriksel beyin stimülasyon seanslarına izin vermesidir.

Bu yöntemde yeni olan kişiler, göğüsten kafaya tünelleme için doğru yolu bulmanın yanı sıra elektrot yuvası yerleşimi öncesindeki kemik hazırlığının, deneyimsiz araştırmacılar tarafından gerçekleştirilmesinin genellikle zor olması nedeniyle güçlük çekebilirler. Elektrot yuvası yerleştirme cerrahi adımlarının yanı sıra stimülasyon için elektrot hazırlama ve yerleştirme işlemleri deneylerin başarısı için kritik olduğundan, bu yöntemin görsel olarak gösterilmesi büyük önem taşımaktadır. Doktora adayımız Stephanie Haschka, uyanık sıçanlarda NEBS prosedürlerinin uygulanmasında yardımcı olacaktır.

Sunum yapan kişi}İşleme, kemirgeni operasyon masasına göğsü üzerine yerleştirerek başlayın. Tıraş edilmiş kafa derisini, antiseptik solüsyonla ıslatılmış bir pamuklu çubukla dezenfekte edin. Kendi kendine kurumasını bekleyin.

Ardından anestezi derinliğini kontrol ettikten sonra, skapelle rostral göz seviyesinden orta kulak seviyesine kadar tek bir hat şeklinde deri kesisi yapın. Sonra, göğüs bölgesi açığa çıkacak şekilde sıçanı sırt üstü pozisyona getirin ve göğsü dezenfekte edin. Sağ göğsün lateral derisini iki parmağınızla gerin ve kranial yönde düz bir sagital kesi yapın.

Küçük makası tekrarlayan hareketlerle açarak cildi sol majör pektoral kastan travma oluşturmadan ayırın ve bir subkütan cep oluşturun. Ardından, hayvanı sağ yanına çevirin; açık kafa derisinin sol oksipital köşesinden başlayarak boyun boyunca pektoral cebe çıkacak şekilde kablo yolu için bir tünel açın. Bu işlem, hemostatik pensler kullanılarak yüzeysel fasyanın penetre edilmesiyle gerçekleştirilir.

Sivri tellerin dışarı taşmasına izin vermeden, platin elektroda bağlı elektrot kablosunun ucunu kavramak için homeostatik pensi dikkatlice açın. Elektrot, koterizasyon noktası kemirgenin sol arka uzvuna bakacak şekilde kese içine girene kadar kabloyu tünelden çekin. Ardından kemirgeni tekrar pron pozisyona getirin.

Ardından, platin plakayı iki karşıt köşe deliğinden steril sentetik örgü emilmeyen bir sütürle pektoral fasyaya sabitleyin. Benzer şekilde, kabloyu doku tüneli girişinden önce hafif bir halka oluşturacak şekilde gevşek bir düğümle fasyaya tutturun. Son olarak, kesinin boyutuna bağlı olarak cildi üç ila dört kutanöz sütürle kapatın.

İşleme, kafatası üzerindeki bağ dokusu olan periosteumu skalpelle yanlara doğru sıyırarak başlayın ve pamuklu çubuklarla tamamen temizleyin. Kesinin dört köşesindeki bağ dokusunu bulldog klemplerle sabitleyin, ardından cerrahi alanı açık tutmak için yanlara doğru asılı bırakın. Sonrasında, kemik yüzeyini ve dokuyu temizlemek için pamuklu çubuklarla %0.9 saline uygulayın.

Ardından kemik yüzeyini %3 Hidrojen Peroksit ile temizleyin. Periostun kalıntılarını görünür hale geldikçe temizlemek için bir pamuklu çubuk kullanın. Sabitleme vidaları sedatif yapışmasını artıracağı için vida boyutuna uygun bir matkap ucu seçin.

Bir el matkabı ile ön delme işlemi yaparak ve ardından bir kemik matkabı ile hafif partikül basıncı uygulayarak iki farklı kemik plakası üzerine iki adet delik açın. Bu videoda gösterildiği gibi implante bir elektrotun kullanıldığı durumlarda, tünellenmiş kablonun gelecekteki fiksasyonu için sağ posterior parietal kemikte üçüncü bir delik açın. Plastik vidaları deliklere yerleştirin ve ilk sürtünme hissedilene kadar vidalayın.

Ardından, vidayı 180 derece üç kez daha çevirin. Vidanın stabilitesini kontrol etmek için pens kullanın ve yeterince sıkı değilse bir tur daha çevirin. Koter cihazını açın ve yaklaşık beş dakika boyunca ön ısıtma yapın.

Doku tünelinden çıkan kabloyu oksipital yönde sağ parietal vidanın etrafına sarın ve ardından sarımın arkasında yaklaşık bir santimetre kablo bırakacak şekilde kesin. Kablonun ucundaki yalıtımı bir bistüri ile dikkatlice soyun. Ardından, sarılmış kabloyu siyanoakrilat yapıştırıcı ile vidaya ve kemiğe sabitleyin.

Ardından, konnektöre ve karşı elektrot kablosunun açıkta kalan tellere az miktarda kurşunsuz kalay lehim uygulayın ve kalay lehim eriyene kadar lehimleme ucunu değdirirken, önceden lehimlenmiş her iki parçayı kısa süreliğine birbirine bastırarak birleştirin. Kablonun aşırı metal ısınmasıyla oluşabilecek müteakip doku hasarını önlemek için lehimleme ucunu hemen kaldırın. Motor korteksin stimülasyonu için dört milimetre çapında bir soket kullanın.

Özel yapım tES elektrot yuvasını ince tırtıklı uçlu pensle tutun ve yuvanın alt kenarına ince bir kat siyanoakrilat yapıştırıcı uygulayın. Yuvanın inter-medial sınırı doğrudan sagital sütürde, caudal iç sınırı ise bregmadır bitmelidir. Ardından, yapıştırıcı sertleşene kadar yuvayı kemiğe kısa bir süre bastırın.

Soket bölgesindeki kemik üzerinde yansıtıcı yapıştırıcı kalmadığından emin olmak için bir ışık kullanın. Soket yerleştirildikten ve gelecekteki stimülasyon alanı yapıştırıcıdan arındırıldıktan sonra, bu bölgede akım şöntlemesine yol açabilecek bir sıvı köprüsünü önlemek için soketin lateral kenarını komşu dokuya küçük bir damla siyanoakrilat yapıştırıcı ile mühürleyin. Ardından tüm vidaları siyanoakrilat yapıştırıcı ile kaplayın.

Ardından, akrilik çimentonun iki bileşenini küçük bir silikon tüp veya cam içinde karıştırın. Viskoz hale gelir gelmez, soketin kemiğe bakan kalan kenarlarını mühürlemek için bir diş spatülü ile uygulayın. Son olarak tüm kafatasını, vidaları, karşı elektrot kablosunu ve soketin 1/3'üne kadar olan kısmını diş akrilik çimentosu ile kaplayın.

Tüm kemik kaplandıktan ve çimento sertleştikten sonra bulldog klempleri çıkarın ve cildi yeniden konumlandırın. tES elektrot yuvasının yarısını 0.9% saline ile doldurarak başlayın ve hava kabarcıklarını giderin. Katodik tES seanslarından önce klorlamayı kontrol edin ve gerekirse gümüş, gümüş klorür elektrodu yeniden klorlayın.

Anodal tES seanslarından önce, stimülasyon sırasında iyi iletkenlik sağlamak amacıyla, önceki stimülasyonlardan kalan olası aşırı gümüş klorür birikintilerini zımpara kağıdı ile temizleyin. Ardından tES elektrot başlığını vidalayın. Kabloları baş üzerindeki iki konnektöre bağlayın.

Ardından kemirgeni, kabloların kafesin üzerindeki ve serbest harekete izin veren bir döner ekleme (swivel) bağlı olduğu deney kafesine yerleştirin. Stimülatörü açın ve stimülasyon parametrelerini ayarlayın. Son olarak, stimülasyon sona erdikten sonra kabloları ayırın, baştaki elektrot kapağını sökün ve soketi bir pamuklu çubukla temizleyip kurulayın.

Sonuçlar, morfolojik değişimlerle değerlendirilen mikroglia aktivasyonunun ilk olarak 31.8 amps per square meter değerinde gerçekleştiğini, nörodejenerasyonun ilk belirtilerinin ise 47.8 amps per square meter değerinde tespit edildiğini göstermiştir. Bir ile dört arasındaki örnekler pozitif olarak değerlendirilmiştir. Anestezi, DCS'ye verilen yanıtın büyüklüğünü etkilemiş olup, uyanık sıçanlarda fluoro-JC pozitif dejene olan nöronlara sahip beyin dilimlerinin yüzdesi 47.8 amps per square meter değerinde daha yüksek çıkmıştır.

Ayrıca, yüksek yoğunluklardaki davranışsal veya moleküler etkilerin, düşük yoğunluklu etkilere kıyasla mekanistik olarak farklı olması beklenmektedir. Göğüs elektrot yerleşimi de dahil olmak üzere bu teknik, bir kez uzmanlaşıldığında ve uygun şekilde uygulandığında 40 ila 45 dakika içinde tamamlanabilir. Cerrahi olarak yerleştirilmiş bir karşı elektrot yoksa, genellikle 10 ila 15 dakikalık daha kısa bir süre yeterlidir.

Bu videoyu izledikten sonra, farklı NEBS simülasyon teknikleri için kalıcı bir elektrot düzeneğinin nasıl yerleştirileceği ve uyanık kemirgenlere eTS'nin nasıl uygulanacağı konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Elektrotlar stimülasyon öncesinde yeterince hazırlanmazsa, elektrik akımlarıyla çalışmanın kemirgen için zararlı olabileceğini unutmayın. Bu prosedürü gerçekleştirmeden önce, katodal stimülasyon öncesinde elektrodun yeniden klorlanması veya anodal stimülasyon öncesinde kalıntıların temizlenmesi gibi önlemler her zaman alınmalıdır.