Fare Beyin Dilim Hazırlık içinde nöbet benzeri Faaliyet doğrudan akım Stimülasyon ve Multi-elektrot Dizi Kaydı

Neuroscience

Your institution must subscribe to JoVE's Neuroscience section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Lu, H. C., Chang, W. J., Chang, W. P., Shyu, B. C. Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation. J. Vis. Exp. (112), e53709, doi:10.3791/53709 (2016).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Katot transkranial doğru akım stimülasyonu (TEKMER) ilaca dirençli nöbetler üzerinde baskılayıcı etkisi neden olur. Etkili eylemleri gerçekleştirmek için, stimülasyon parametreleri (örneğin, yönlendirme, alan şiddeti ve stimülasyon süresi) fareler beyin dilim hazırlıkları muayene edilmesi gerekir. Test ve fareler beyin dilim konumuna elektrot göreceli yönünü düzenlenmesi mümkün bulunmaktadır. Mevcut yöntem anterior singulat korteks nöbet benzeri faaliyetleri DCS etkisini değerlendirmek için thalamocingulate yolu korur. Çok kanallı dizi kayıtların sonuçları katot DCS anlamlı 4-aminopiridin ve bicuculline kaynaklı nöbet benzeri aktivite uyarılması-uyarılmış yanıtlar genlik ve süresini azalttığını göstermiştir. Bu çalışma, 15 dakika ile katot DCS uygulamaları thalamocingulate yolunda uzun süreli depresyon neden olduğu bulunmuştur. Bu çalışma thalamocingulat üzerinde DCS etkilerini incelemektedirE sinaptik plastisite ve akut nöbet benzeri aktiviteler. Geçerli yordam bir in vitro fare modelinde yönlendirme, alan kuvveti ve stimülasyon süresi de dahil olmak üzere optimum stimülasyon parametreleri test edebilirsiniz. Ayrıca, yöntem hem hücresel hem de ağ seviyelerinde kortikal nöbet benzeri faaliyetleri DCS etkilerini değerlendirebilir.

Protocol

hayvan denekleri içeren Prosedürler Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi, Academia Sinica, Taipei, Tayvan tarafından onaylanmıştır.

1. multielectrode Dizi Kayıt için deneysel Çözüm ve Ekipman hazırlanması

  1. Yapay beyin omurilik sıvısı (CSF hazırlanması; 124 mM NaCI, 4.4 mM KCI, 1 mM NaH 2% 95 O fokurdatıldı PO 3, 2 mM MgSO 4, 2 mM CaCl2, 25 mM NaHCO 3, ve 10 mM glükoz, 2 ve % 5 CO2).
  2. 6 x 10 düzlemsel MEA ve 8 x 8 MEA: MEA prob iki tür kullanın. Eski prob korteks, striatum ve talamus oluşur bölgeyi kapsar. İkinci prob sadece kortikal bölgeyi kapsar.
  3. 0.1 Hz ve 1.200 amplifikasyonu 3 kHz arasında yer alan bir bant geçiren filtre ile 60 kanallı amplifikatör kullanın. 10 kHz örnekleme hızında veri edinin.
  4. DCS MEA odasının içine iki AgCl kaplı gümüş telleri yerleştirin. AgCİ kullanın-kaplı gümüş teller izole bir stimülatör tarafından oluşturulan elektrik alanları üretmek.
  5. tungsten elektrot (; uzunluk, 7,62 cm; 8 ° AC konik uç, çap, 127 mikron direnç, 5 M?) koyun talamik stimülasyon için, ve MEA odasında referans elektrot yerleştirin. Darbe üreteci tarafından kontrol edilir izole bir stimülatörü kullanılarak tungsten elektrotun akımları sunun.

2. Beyin Dilim Hazırlık

  1. 4-8 haftalık erkek C57BL / 6J fareler, kullanın. Ev klimalı odada hayvanlar yiyecek ve suya serbest erişimi (21-23 ° C;% 50 nem / 12 saat aydınlık / karanlık döngüsü, 8:00 ışıklar 12 saat).
  2. Aşama 1.1'de elde edilmiştir aCSF 250 ml'lik bir şişe alın ve buz içeren bir behere yerleştirin. Aynı zamanda,% 95 O2 ve% 5 CO2 oluşan sürekli gaz kaynağı.
  3. cerrahlık
    1. bir bardak% 4 izofluran ile hayvan anestezisiYaklaşık 3 dakika boyunca kutu. hayvan (ayak tutam yanıt eksikliği ile gösterilir) anestezi cerrahi derinliğe ulaştığında, ezilmiş buz dolu sığ bir tepsiye yerleştirin ve makas kullanılarak baş kaldırmak.
    2. kafatası maruz ve kalan kas keserek. Daha sonra, rongeurs kullanılarak, beyinden kafatası dorsal yüzeyini soyularak. rongeurs kullanılarak kafatası kenarlarını uzak kesin. % 75 etanol çözeltisi ile cerrahi aletler tüm sterilize edin.
    3. Bir spatula kullanarak, beynin ventral yüzeyi boyunca koku ampuller ve sinir bağlantılarını kesti ve beyin kaldırmak. Başlarının kesilmesi işleminden sonra, hızlı bir şekilde buz gibi soğuk oksijenli aCSF ile dolu bir beher beyin aktarın.
  4. Medial Talamus (MT) -ACC Beyin Slice hazırlanması
    Not: ACC 13 MT yolu ihtiva dilimleri hazırlayın.
    1. 2,0 mm Her yarımkürede orta hatta yanal iki sagital kesim ile beyin blok El-cutsubkortikal anatomiyi görüntülemek için. Sonra iki açılı kesimler yapmak. striatum görünür lif yollarının ilk çapraz kesim paralel olun.
    2. thalamocingulate yoluna ventral ve paralel olan ön komissür ve optik yolu arasındaki orta noktasına beyincik ve görsel korteks arasındaki bağlantıdan ikinci çapraz kesim olun.
    3. siyanoakrilat yapıştırıcı ile bir açısal plaka (~ 120 °) beyin bloğunu takın ve sadece yolun dönüm noktasının üzerinde bir kesim yapmak. , Plaka açın düzeltin ve bir vibratome odası sahneye tutkal.
    4. Medial talamus-ACC beyin kesitleri daha sonra (500 mikron kalınlığında) ve 1 oksijenli ACSF kayıt odasına buz soğukluğunda oksijenli aCSF.Transfer dilimleri sokmaktan ve sürekli perfüzyon (12 ml / dakika) altında 32 ° C 'de devam olun hr.

Multielectrode Dizi Kayıt için Perfüzyon Odası 3. hazırlanması

  1. HazırlıkPerfüzyon Odası
    1. Bir çok kanallı sistemde, bir MEA sonda yerleştirin ve bir peristaltik pompa prob bağlamak için iki ayrı polietilen boru kullanımı. MEA odası ve odanın dışına çıkması aCSF kılavuz diğer tüp içine aCSF yol bir tüp kullanarak. Son olarak, sürekli sıcak (29-30 ° C), oksijenli aCSF (8 mL / dakika) ile hazırlanmasını serpmek.
  2. MEA beyin dilim aktarın. ıslak pamuklu çubuk kullanarak MEA beyin dilim basılı tutun. Dikkatle ACC elektrotlar üzerinde odaklı sağlamak için beyin dilim taşıyın.
  3. beyin dilim basın dilim çapa kitleri tutun-çıkışlar kullanın. Bu adım, bir dilim ve elektrotların arasında iyi bir elektrik bağlantısı sağlar.

DCS Elektrik Alanlarının 4. Nesil

Not: elektrik alan yönlendirme tanımı ACC Aksodendritik ekseni yönünde dayanmaktadır. dendrit ve soma bölmelerinin yönelimleri vardıGolgi boyama 12 kullanılarak doğruladı.

  1. ACC proksimal (anot olarak tanımlanır) AgCl elektrot yerleştirin ve ACC uzak (katot olarak tanımlanır) diğer elektrot yerleştirin. MEA iki alan yönelimleri (ACC Aksodendritik liflere paralel ve dik) tarafından oluşturulan alan mukavemetini kaydedin ve bir uyarıcı kullanarak elektrik alanların akımlarını sunar.
  2. AgCl elektrotlar (yaklaşık 1.5-2 cm) mesafe düzeltmek ve mA 0.5 ila 2 DCS yapmak için stimülatörü mevcut gücünü ayarlamak.

5. Elektrik kaynaklı Kortikal Synaptic Yanıtları

Not: Bir programlanabilir elektriksel uyarı jeneratör dikdörtgen bifazik akım darbeleri üreten hangi MT elektrik stimülasyonu ile ACC sinaptik yanıtları neden.

  1. Yukarıda tekrarlayın Bölüm 3.
  2. MT tungsten elektrot yerleştirin ve Thal stimülatör gelen bakliyat teslimBipolar tungsten elektrotlar aracılığıyla dilim amic bölgesi.
  3. ACC tepkisi uyandıran eşik belirlemek için çeşitli akım şiddetleri kullanın. Burada, en dilimler halinde ACC% 80 maksimal yanıtı ortaya çıkardı 200 mikro saniye olduğu bir ± 150 uA yoğunluğunu ve süresini, kullanın.
  4. Optimal cevabı profillerini elde etmek için MT-ACC dilim (korpus kallosum için MT) thalamocingulate yolu boyunca tungsten elektrot hareket ettirin.
  5. ACC cevapların 10-20 silerler ve yazılım kullanmak, MT uyarılması ile ACC tüm ortalama otomatik. MT-ACC yolunun MT stimülasyon uyarılan ACC sinaptik yanıtları ISS sonucu.

6. Elektrik kaynaklı Nöbet benzeri Etkinlik

(250 uM 4-AP) ve bicuculline (5 uM) felç benzeri aktivitesi 4-aminopiridin uygulanması ile indüklendi: edin. Önceki Zaman-kontrol çalışmaları maksimal ve istikrarlı tepkiler ortaya çıktığını gösterdiIlaç uygulaması 14 sonra 2-3 saat.

  1. Yukarıdaki tekrarlayın Bölüm 5.
  2. perfüzyon çözeltisine ilaçlar ekleyin. 4-AP (250 uM) ve bicuculline (5 mcM) kullanın. eşit uyuşturucu karıştırın ve 2-3 saat perfüzyon devam ediyor.
  3. nöbet gibi aktivitesi sağlamak için, ayrıca bir pH gradyanı birikmesini önlemeye yardımcı olabilir nispeten hızlı bir perfüzyon oranı (8 mL / dakika), perfüzyon pompası korumak.
  4. MT tungsten elektrot yerleştirin ve ACC yanıt profillerini elde etmek için elektrik stimülasyonu (150 uA, 200 mikro-sn süre) teslim.
  5. 10-20 silerler ve yanıtları ortalama.
  6. uyuşturucu yıkamak için taze aCSF ile perfüzyon çözümü değiştirin. Tekrarlayın Adım 6.5.

Uyarılmış Kortikal Yanıtları üzerinde DCS 7. Test Etkisi

  1. Tekrarlayın Bölüm 3 ve 4. o üniforma elektrik alanları M içine yerleştirilir iki paralel AgCl kaplı gümüş telleri arasındaki akımlar geçirerek tarafından oluşturulan emin olunEA odası. herhangi bir sorun varsa, DCS 0.5 ve 2 mA arasında kalır.
  2. DCS kapatın ve (150 uA, 200 mikro-sn süresi ±) talamus uyarmak için bir tungsten elektrot yerleştirin. ACC, maksimum sinaptik yanıtları elde 10-20 silerler ve yanıtları ortalamasını.
  3. Eşzamanlı olarak DCS (2 mV / aa DCS gücü) ve talamik stimülasyon (350 uA, 200 mikro-sn süre) açın. DCS sırasında talamik stimülasyon uyarılmış ACC yanıtı genlik değişiklikleri değerlendirmek.
  4. DCS kapatın ve perfüzyon çözüm 4-AP (250 uM) ve bicuculline (5 mcM) ekleyin. Sonra 2-3 saat bekleyin. Uyuşturucu beyin dilim etkiler zaman dilim kortikal nöbet yanıtları üretir.
  5. ACC yanıtların 10-20 Piyango yapın ve ardından elektrik uyarılmış kortikal nöbet yanıtları genlik ve süresini ölçün.
  6. Adım 7.5 sonra aynı anda (DCS (2 mV / aa DCS gücü) ve talamik stimülasyon 150 uA, 200 durati çevirmekmikro-saniye üzerinde). DCS uygulama esnasında genlik ve uyarılmış kortikal nöbet yanıtları süresi değişiklikleri değerlendirmek.
  7. uyuşturucu yıkamak için taze aCSF ile perfüzyon çözümü değiştirin ve tekrar 7.2 ve 7.3 adımları tekrarlayın.
  8. farklı deneysel koşullar veri kayıt tüm verileri toplamak ve grup. farklı deneysel koşullar altında kortikal nöbet yanıtları genlik ve süresini değerlendirin.

8. Veri Analizi

  1. (Örneğin, MC Raf yazılım) otomatik olarak kaydedilir yanıtları ortalamasını yazılımı kullanın ve bir elektronik tabloya ham veri ihracat. Ham veri genliği ve süresi Analiz ve renkli resimler üretir.
  2. salınım nöbet olaylarını tespit etmek, temel değer ve standart sapma (SD) ölçmek için yazılımı kullanın. eşik olarak gürültü seviyesi 3 SD ayarlayın. Bu eşiği aşan bir salınım olayı sırasında zirvelerin genlikleri otomatik olarak tespit edilirEd.
  3. Student t-testi kullanılarak istatistiksel analiz.
  4. Dilim sayısını belirten n Ekspres ölçümler ve SE ortalama ± olarak metinde varyans (ANOVA) sonuçları tek yönlü analizi, 12 okudu.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Thalamocingulate Dilim ve MEA Kayıt Sistemi Kurulumu hazırlanması

Farelerden alınan MT-ACC dilim thalamocingulate yolunun elektrofizyolojik özelliklerinin incelenmesini sağlar özel bir dilim hazırlıktır. Şekil 1A MT-ACC dilim hazırlanmış olan yolu gösterir. Fare beyni hızla ayrılmış ve (Şekil 1A, a, b) serin oksijenli ACSF tutuldu. Subkortikal anatomisini ortaya çıkarmak için beyin sagital beyin blokları elde etmek için her yarımkürede orta hattan 2.0 mm lateral kesildi (Şekil 1A, c, d). İki açılı ventral kesimler thalamocingulate yolu korumak için, beyin blokları yapılmıştır. İlk çapraz kesim beyin blok önünde yapıldı, striatum görünür lif yoluna paralel. İkinci çapraz kesim bağlantı bahis beyin bloğunun arka yapıldığıön komissür ve optik yolu arasındaki orta noktasına serebellum ve görsel korteks ween. Kesimler yapıldıktan sonra, beyin blok açılı plastik levha (120 ° açı) üzerine yapıştırılmış ve bir kesim doğrudan korteks (Şekil 1A, örneğin) üzerinden sırt tarafında yapılmıştır. Beyin blok plaka bir vibratome yapıştırılmış ve serin oksijenli aCSF batık edildi. Son olarak, birkaç dilim (500 mikron kalınlığında), beyin bloktan alınan ve oksijenli ACSF kuluçkalanmıştır (Şekil 1A, h, i).

Şekil 1B MEA kayıt sistemi kurulumunu göstermektedir. şeması bir kayıt bilgisayara bağlı perfüzyon ve MEA sistemlerini gösterir. Boş MEA bir prob, çoğaltıcı içine yerleştirilir ve perfüzyon / dakika, 8 ml bir akış hızında başlamıştır. Kayıt alanı merkezine mümkün olduğunca yakın olduğunu sağlarken MT-ACC beyin dilim MEA probu yerleştirildi. Bir stimülatör kullanımı oldud beyin dilim teşvik ve elektrik alanını oluşturmak için. tüm adımları tamamlandıktan sonra sistem thalamocingulate yolunun elektrofizyolojik özellikleri kaydedildi.

Şekil 1C kayıt alanı diyagramı ve MT-ACC beyin dilim MEA probu yerleştirildi şeklini gösterir. Şekil 1C-a MEA probunun görünümünü gösterir. Prob siyah çizgi (kırmızı ok) kullanıcı amplifikatör içinde prob doğru yönünü belirlemek yardımcı oldu. 1C-b MEA probunun önemli devresini göstermektedir. Şekil 1C-c üzerine kurulmuştur elektrik dizi gösterir kortikal dokusu.

Test Uyarılmış yanıtlar

dilim hazırlık thalamocingulate yolun korunması doğrulamak için, bu çalışma uyarılmıştalamus ve elektrofizyolojik deneylerde ACC kaydedildi. MT akımın küçük bir miktarı teslim deneyde kullanıldı ise ACC postsinaptik potansiyele sahip dilimler. Şekil 2A, ACC uyarılması ve kayıt elektrotları ve tipik talamik uyarımı ile uyarılan yanıtların konumlarını göstermektedir. nöbet gibi aktivitesi, 4-AP (250 uM) ve bicuculline (5 uM) başlattığı epileptiform activity uyarmak için kullanıldı. bicuculline kaynaklı spontan nöbet benzeri aktivite ile tipik 4-AP tonik faz ve uzun süreli takip bir iktal başlangıç ​​oluşturmuştur. Izleri Şekil 2B'de büyütme için seçildi. Bu çalışma aynı zamanda ilaca bağlı nöbetler uyaran sonra MT uyarılmasını sağlamak için çalıştı. 4-Aminopiridin / bicuculline uyarılmış epileptiform aktivite elektrik stimülasyonu (Şekil 2C) sonra oluşturuldu.

Test yapmakDCS ve Dilim Oryantasyon

Önceki klinik çalışmalar katot DCS elektrik alanın yönü. Talamik uyarımı ile uyarılan etkinlik etki Şekil 3A ACC dendrit ve soma bölmelerinin yönüne paralel ya da dik olarak düzenlenmiş olan bir elektrik alanı, farklı yönelimler gösterir gösterdi. Elektrik alanı nöronal hücrelerin paralel olarak düzenlenmiş olduğunda, katot uyarımı ACC (Şekil 3B'de medial kısmında talamik uyarımı ile uyarılan yanıtlar, bastırılmış üst panel). Elektrik alanı nöronal hücrelerin dikey duran zaman, talamik uyarımı ile uyarılan yanıtlar üzerinde önemli bir etki (Şekil 3B, alt panel) gözlenmiştir. Paralel katot DCS da 4-AP bastırılmış ve ACC (Şekil 3C, üst panel) medial bölümünde bicuculline kaynaklı nöbet benzeri aktivite.Bu nöbet benzeri aktivite süresi kısaltılmış ve dik katot DCS anlamlı etkisi (Şekil 3C, alt panel) gözlenmiştir. Bu sonuçlar, elektrik alan yönelimi thalamocingulate yolunun sinaptik iletim düzenlenmesinde önemli olduğunu doğrulamıştır.

Nöbet Aktivitesi Üzerine Etkisi DCS

transkranial manyetik stimülasyon klinik uygulama, TEKMER ve DCS ilaca dirençli nöbetlerin tedavisi için invaziv olmayan bir yaklaşım sağlar. Önceki çalışmalar alan uyarımı çeşitli beyin bölgelerinde sinaptik plastisite ve etkisinde epileptiform aktiviteyi modüle gösterdi. Mevcut sonuçlar katot TEKMER thalamocingulate sinaptik iletim depresif olduğunu gösterdi. Stimülasyon-uyarılmış yanıtlar ve nöbet benzeri aktivite süresi genliği depresif edildi (9 11 dilim, 81.82%; Şekure 4A, sol panel). Şekil 4A (sağ panel) (N = 11, p <0.05). Şekil katot DCS 15 dakika etkili bir MT-ACC yolunda uzun vadeli depresyon (LTD) kaynaklı ve depresif tepkiler uyarılmış olduğunu gösterir 4B (sol panel) talamik stimülasyon singulat korteks sağlam nöbet benzeri aktivite uyarılmış olduğunu göstermektedir. Otuz dakika 15 dakika katot DCS uygulamasından sonra, talamik stimülasyon uyarılmış nöbet benzeri aktivite süresi kısaltılmıştır. Şekil 4B, elde edilen nöbet süresi önemli ölçüde hiçbir DCS uygulama (N = 9, p <0.05 ile karşılaştırıldığında 15 dakika katot DCS sonra azaldığını gösterdi sağ panel).

Şekil 1
Şekil 1:. Thalamocingulate Dilim ve MEA Kayıt Sistemi Kurulumu Hazırlanması (A) MT-ACC dilim proketencik (a) oksijenli aCSF soğutmak için beyin ve (b) transferi çıkarın. (C) orta hattan iki Parasagital kesikler yapın. Beyin bloğunun medial kısmının (d) Yandan görünüm. (E) beyin bloğunun iki açılı ventral kesim yapın. (F) açılı bir plastik levha üzerine beyin blok tutkal. (G) dorsal kesim olun ve beyin blok açın. (H) vibratome beyin bloğunu yapıştırın. (I) beyin bloktan dilimleri toplayın. (B) MEA kayıt sistemi kurulumu. (C) MEA kayıt alanı. (A) MEA sonda. (B) MEA devresi. (C) beyin dilim ACC elektrot sondalar yukarıda odaklı oldu. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

e = "1"> şekil 2
Şekil 2: Talamik Uyarım ve İlaca bağlı Uyarım Farklı Uyarılmış yanıtlar ACC (A) Talamik stimülasyon uyarılmış yanıtlar.. (B) 4-aminopiridinbenzil ve bicuculline kaynaklı nöbet benzeri aktivite. (C) Talamik stimulation- ve ilaca bağlı nöbet benzeri aktivite. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Şekil 3:. DCS Farklı Yönelimler Etkisi (A) elektrik alan farklı yönelimleri. (B) DCS ile Talamik uyarım-uyarılmış yanıtlar. Nöbet benzeri aktivite üzerine katot DCS (C) etkisi.: //www.jove.com/files/ftp_upload/53709/53709fig3large.jpg "Target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4,
Şekil 4:. Nöbet Aktivitesi Üzerine Katodal TEKMER (A) Onbeş DCS-kaynaklı LTD katot dakika ve uyarılmış aktivite depresif etkisi. (B) nöbet gibi aktivitenin oluşması katot uyarımı esnasında azalmıştır. DCS uygulama sonlandırıldı bile dayandı 15 dakika katot DCS nöbet benzeri aktivite bastırılması. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu çalışmada, ACC nöbet benzeri aktivite üzerine DCS süresine ve yönlendirme etkileri test edildi. fare beyin dilimleri kararlı veri elde etmek, nasıl MT-ACC yolunun bütünlüğünü korumak için ve iki açılı ventral kesikler ve korteksin dorsal kesim yapıldığı özellikle adımlar anahtarıdır zarar görmemesi için. Ayrıca, beyin dilim hazırlamak için zaman taze ve güçlü beyin tutmak için mümkün olan en kısa zaman olmalıdır beyin dilim, aktivitesini etkileyebilir. Önceki bir çalışmada, hedeflenen dokuya elektrokimyasal hasarı in vivo preparasyon 15 oluşabilir gösterdi. Bir in vitro beyin kesiti hazırlanması Bu sorunu önlemek için kullanılabilir. Bir in vitro hazırlanmasında, doku doğrudan böylece elektrokimyasal etkilere 16 minimize, elektrot temas etmez. DCS etkileri farklı yönlere yönlendirilmiştir elektrot ile karşılaştırılmıştır. ne zaman elektrotes, DCS uyarılmış aktivite (Şekil 3) etkilememiştir 90 ° ve 270 ° odaklı bulundu. Bu durumda, bu deney, kontrol çalışmamızda dokusu hasar DCS elektrokimyasal reaksiyonların herhangi bir yan etki olasılığını hariç. beyin dilimleri koruyucu kurtarma yöntemi başka önemli olduğu; Bu çalışmada aCSF formülü koruyucu kesme yöntemine bir alternatif sunuyor ve 4 ila 8 haftalık hayvanlara beyin dilimleri nöronların korunması için son derece etkilidir. yöntem, her yaştan hayvanlarda kullanım için uygun değildir; Tris aCSF kullanımı farelerde yaş 6 hafta ve üzeri NMDG koruyucu kurtarma yöntemi kullanımı genç farelerde etkili olduğu görülmektedir. Bu nedenle, kullanıcılar deney için en iyi yöntemi seçmesine türler arasında akılda göreceli yaş eşitlikleri tutmalı.

ortak teknik, beyin dilimleri kaydetmek için bir MEA olan kullanılarak fakat MEA kayıt sys, bir elektrik alanı birleştirentem genellikle yapılmaz. MEA kayıt sisteminin iletken çözelti içinde bir DC alanı etkileyen, özellikle dakika için birçok saniyelik süre için ilginç bir yaklaşımdır. Bir önceki çalışmada DCS uygulama iletken çözeltinin pH değeri bu deney düzeneği 12 stabil olduğunu belirten aCSF çözeltisi içinde pH değişikliği olmadığını gösterdi. Nispeten hızlı bir perfüzyon oranı (8 ml / dak) nöbet benzeri aktivite sağlamak için muhafaza edilmiştir ve MEA prob Kimyasal değişim herhangi bir ürün bu şekilde pH gradyanı oluşmasını önlemek, perfüzyon ile yıkanmıştır. Multielectrode dizisi kayıt teknolojisi genellikle kayıt elektrot beyin dilim ve aralık türü ile sınırlıdır. beyin dilim tipi kaydedildiği devre yolu belirler ve kayıt elektrot aralığı tekli veya çoklu beyin çekirdekleri kaydedilir belirler. Bu koşullar deneyden önce teyit edilmesi gerekir.

ön keyfiyeti çalışmalar, DCS uzun vadeli etkileri sinaptik iletim 17 modülasyonu yoluyla meydana gösterdi. Bu çalışmada, katot DCS MT-ACC yolunda LTD neden oldu. LTD ya da nöbet ilgili potensiyasyonun depotentiation mümkün olabilir TEKMER tedavi sonucu bu geliştirme düşündüren, nöbet bastırma yatan mekanizmanın bir parçası olduğu ileri sürülmüştür. Ancak, yayınlanmış bir çalışma singulat kortekste alan şiddeti odaklanmıştır. korteks medial kısmında singulat korteksin derin yeri test etmek zordur. Örneğin, akım yüzeyine yakın doku ve damarları etkileyen kaçınılmazdır. TDC'ler derin doku hedefleyen zorluğu, in vivo çalışma için TDC'ler uygulanmasını sınırlayabilir. Bu nedenle, DCS nöronal aktiviteleri nasıl etkilediğini anlamak için, bir beyin dilim hazırlık non-spesifik vasküler etkileri olarak kullanılması gerektiğini hariç gerekmektedir.

deneysel modeli oluşturmak amacıyla jove_content ">, tarif edilen nöbet sağlıklı beyinde meydana gelir. nöbet gibi aktiviteler, ayrıca bir elektrik pulsu ile indüklenmiştir. nöbet meydana zamanlaması hassas bir şekilde kontrol edilebilir DCS uygulandığında . sonuçlar TEKMER tedavi için daha fazla bilgi verebilir. bir başka önemli bulgu uzun ömürlü TEKMER tarafından uyarılan edildi bölgesel kortikal eksitabilite değişiklikleri. gelecekte, TEKMER yatan mekanizma aydınlatılamamıştır eğer, DCS ardından birleşimi ve farmakolojik tedavi çok önemli bir gelişme olabilir epilepsi tedavisinde LTD geliştirmek için.

Sonuç olarak, thalamocingulate ve transkallozal sinaptik plastisite ve akut nöbet üzerinde DCS etkilerini araştırmak için bir metodoloji sağlandı. beynimiz dilim hazırlık nöbet benzeri aktivite üzerine DCS uzun vadeli etkileri bir LTD benzeri mekanizma yoluyla meydana geldi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anesthetic:
Isoflurane Halocarbon Products Corporation  NDC 12164-002-25 4%
Name Company Catalog Number Comments
aCSF (total:1 L):
D(+)-Glucose MERCK 1.08337.1000 10 mM
Sodium hydrogen carbonate MERCK 1.06329.0500 25 mM
Sodium chloride MERCK 1.06404.1000 124 mM
(+)-Sodium L-ascorbate, >=98% SIGMA A4034-100G 0.15 g/2 c.c
Magnesium sulfate, anhydrous, ReagentPlus SIGMA M7506-500G 2 mM
Calcium chloride dihydrate MERCK 1.02382.1000 2 mM
Sodium dihydrogen phosphate monohydrate MERCK 1.06346.1000 1 mM
Potassium chloride May & Baker LTD Dagenham England MS 7616 4.4 mM
Name Company Catalog Number Comments
Drugs:
(+)-Bicuculline TOCRIS 0130 5 µM in aCSF
4-Aminopyridine TOCRIS 0940 250 µM in aCSF
Name Company Catalog Number Comments
Brain slice Preparation:
Vibratome Vibratome Series 1000 Block slicing into 500 µm thick slices
Name Company Catalog Number Comments
MEA system:
Multielectrode array (MEA) probes: 6 x 10 planar MEA Multi Channel Systems 60MEA500/30iR-Ti-pr MEAS 6x10 electrode diameter, 30 µm; electrode spacing, 500 µm; impedance, 50 kΩ at 200 Hz
Multielectrode array (MEA) probes: 8 x 8 MEA  Ayanda Biosystems 60MEA200/10iR-Ti-pr MEAS 8x8 pyramidal-shaped electrode; diameter, 40 µm; tip height, 50 µm; electrode spacing, 200 µm; impedance, 1,000 kΩ at 200 Hz
A 60-channel amplifier was used with a band-pass filter set between 0.1 Hz and 3 KHz at 1,200X amplification Multi-Channel Systems MEA-1060-BC
MC Rack software at a 10 KHz sampling rate Multi-Channel Systems Software for data collect and recordings
control of a pulse generator Multi-Channel Systems STG 1002
slice anchor kits and hold-downs Warner Instruments SHD-26H/10; WI64-0250
Peristaltic Pump-minipuls3 Gilsom MINIPULS3 perfusion rate : 8 ml/min
Name Company Catalog Number Comments
Stimulation system:
Isolated stimulator A-M Systems Model 2100 intensity of ±350 μA , duration of 200 μsec
Tungsten electrode A-M Systems 575300 placed in thalamus

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schiller, Y., Najjar, Y. Quantifying the response to antiepileptic drugs: effect of past treatment history. Neurology. 70, (1), 54-65 (2008).
  2. Fregni, F., et al. A controlled clinical trial of cathodal DC polarization in patients with refractory epilepsy. Epilepsia. 47, (2), 335-342 (2006).
  3. Auvichayapat, N., et al. Transcranial direct current stimulation for treatment of refractory childhood focal epilepsy. Brain Stimul. 6, (4), 696-700 (2013).
  4. Chung, M. G., Lo, W. D. Noninvasive brain stimulation: the potential for use in the rehabilitation of pediatric acquired brain injury. Arch Phys Med Rehabil. 96, (4 Suppl), S129-S137 (2015).
  5. Del Felice, A., Magalini, A., Masiero, S. Slow-oscillatory Transcranial Direct Current Stimulation Modulates Memory in Temporal Lobe Epilepsy by Altering Sleep Spindle Generators: A Possible Rehabilitation Tool. Brain Stimul. 8, (3), 567-573 (2015).
  6. Garnett, E. O., Malyutina, S., Datta, A., den Ouden, D. B. On the Use of the Terms Anodal and Cathodal in High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation: A Technical Note. Neuromodulation. (2015).
  7. Biraben, A., et al. Fear as the main feature of epileptic seizures. J. Neurol. Neurosurg. Psychiatry. 70, (2), 186-191 (2001).
  8. Zaatreh, M. M., et al. Frontal lobe tumoral epilepsy: clinical, neurophysiologic features and predictors of surgical outcome. Epilepsia. 43, (7), 727-733 (2002).
  9. Karim, A. A., et al. The truth about lying: inhibition of the anterior prefrontal cortex improves deceptive behavior. Cereb. Cortex. 20, (1), 205-213 (2010).
  10. Keeser, D., et al. Prefrontal transcranial direct current stimulation changes connectivity of resting-state networks during fMRI. J. Neurosci. 31, (43), 15284-15293 (2011).
  11. Nelson, J. T., McKinley, R. A., Golob, E. J., Warm, J. S., Parasuraman, R. Enhancing vigilance in operators with prefrontal cortex transcranial direct current stimulation (tDCS). Neuroimage. 85, (Pt 3), 909-917 (2014).
  12. Chang, W. P., Lu, H. C., Shyu, B. C. Treatment with direct-current stimulation against cingulate seizure-like activity induced by 4-aminopyridine and bicuculline in an in vitro mouse model. Exp. Neurol. 265, 180-192 (2015).
  13. Lee, C. M., Chang, W. C., Chang, K. B., Shyu, B. C. Synaptic organization and input-specific short-term plasticity in anterior cingulate cortical neurons with intact thalamic inputs. Eur. J. Neurosci. 25, (9), 2847-2861 (2007).
  14. Chang, W. P., Shyu, B. C. Involvement of the thalamocingulate pathway in the regulation of cortical seizure activity. Recent Research Developments in Neuroscience. Pandalai, S. G. 4, Research Signpost. Kerala. 1-27 (2013).
  15. Brummer, S. B., Turner, M. J. Electrochemical considerations for safe electrical stimulation of the nervous system with platinum electrodes. IEEE Trans. Biomed. Eng. 24, (1), 59-63 (1977).
  16. Durand, D. M., Bikson, M. Suppression and control of epileptiform activity by electrical stimulation: a review. Proc. IEEE. 89, (7), 1065-1082 (2001).
  17. Fritsch, B., et al. Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning. Neuron. 66, (2), 198-204 (2010).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics