Microelectrode लंबे समय तक गहरी मस्तिष्क प्रोत्साहन के लिए चूहे की सबथैलेमिक न्यूक्लियस में इलेक्ट्रोड का आरोपण गाइडेड
Summary
A method for implanting electrodes into the subthalamic nucleus (STN) of rats is described. Better localization of the STN was achieved by using a microrecording system. Furthermore, a stimulation set-up is presented that is characterized by long-lasting connections between the head of the animal and the stimulator.
Abstract
गहरी मस्तिष्क प्रोत्साहन (डीबीएस) ऐसे अज्ञातहेतुक पार्किंसंस रोग, dystonia या कंपन के रूप में कई तंत्रिका संबंधी विकारों के लिए एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया और प्रभावी उपचार है। डीबीएस केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विशिष्ट गहरी शारीरिक संरचनाओं के लिए बिजली उत्तेजनाओं के वितरण पर आधारित है। हालांकि, डीबीएस के प्रभाव अंतर्निहित तंत्र रहस्यपूर्ण रहते हैं। यह विशेष रूप से चूहों में पशु मॉडल में डीबीएस के प्रभाव की जांच करने में रुचि के लिए प्रेरित किया। डीबीएस एक लंबी अवधि के उपचार के रूप में है, अनुसंधान डीबीएस के बाद कई हफ्तों होती है कि तंत्रिका सर्किट के आणविक-आनुवंशिक परिवर्तन पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए। चूहों जगह में उत्तेजक करने के लिए पशु के सिर से अग्रणी तार ध्यान में रखते हुए समस्याओं का कारण बनता है, जो उनके पिंजरे में चारों ओर ले जाने की वजह से चूहों में लंबे समय तक डीबीएस चुनौतीपूर्ण है। इसके अलावा, चूहे के मस्तिष्क में उत्तेजना के लिए लक्ष्य संरचनाओं छोटे हैं और इसलिए इलेक्ट्रोड आसानी से आवश्यक स्थिति में नहीं रखा जा सकता। इस प्रकार, लंबे समय से स्थायी stimula के लिए एक सेट-अपके बारे में 1 MΩ के एक प्रतिबाधा के साथ प्लैटिनम / इरीडियम इलेक्ट्रोड का उपयोग चूहों की tion के इस अध्ययन के लिए विकसित किया गया था। इन विशेषताओं के साथ एक इलेक्ट्रोड पर्याप्त उत्तेजना लेकिन यह भी डीबीएस के लिए लक्ष्य क्षेत्र की पहचान करने के लिए गहरी मस्तिष्क संरचना की रिकॉर्डिंग के लिए न केवल अनुमति देता है। हमारे सेट-अप में, तार के लिए एक प्लग के साथ एक इलेक्ट्रोड खोपड़ी पर सुरक्षित चार प्रस्तोता शिकंजा के साथ दंत सीमेंट में एम्बेडेड था। उत्तेजक करने के लिए प्लग से तार एक स्टेनलेस स्टील वसंत द्वारा संरक्षित किया गया। एक कुंडा उलझ बनने से तार को रोकने के लिए सर्किट से जुड़ा था। कुल मिलाकर, इस उत्तेजना सेट-अप चूहे के लिए मुक्त गतिशीलता के एक उच्च डिग्री प्रदान करता है और लंबे समय तक चलने की ताकत बनाए रखने के लिए सिर प्लग, साथ ही प्लग और उत्तेजक के बीच तार कनेक्शन, सक्षम बनाता है।
Introduction
4 या उदर मध्यवर्ती चेतक 5 – गहरी मस्तिष्क प्रोत्साहन (डीबीएस) इस तरह के आंतरिक ग्लोबस पैलिडस 1, सबथैलेमिक नाभिक (एसटीएन) 2 के रूप में विशिष्ट मस्तिष्क संरचना, को प्रत्यारोपित इलेक्ट्रोड के माध्यम से बिजली के उद्यमी के वितरण पर आधारित एक इलाज है। पिछले दो दशकों में, इस इलाज पार्किंसंस रोग 1 के लिए एक शक्तिशाली चिकित्सकीय उपकरण के रूप में स्थापित किया गया है – 4, dystonia 6 और कंपन 7, और भी पुराने दर्द 7, मानसिक विकारों (मिलाना के लिए इस्तेमाल किया जाता है, यानी, जुनूनी बाध्यकारी विकार 8, प्रमुख अवसाद 9) या असभ्य मिर्गी 10,11। इसके अलावा, डीबीएस, भविष्य में, आग रोक धमनी उच्च रक्तचाप के 12 या ओर्थोस्टेटिक हाइपोटेंशन 13 के लिए एक उपचार के विकल्प बन सकता है।
प्रभाव अंतर्निहित शारीरिक तंत्रडीबीएस की समझ में आ खराब रहते हैं। Anesthetized कृन्तकों में अध्ययन चिकित्सकीय डीबीएस 14 आवेदन किया है कि नकल उच्च आवृत्ति उत्तेजना के तंत्रिका प्रतिक्रियाओं में अंतर्दृष्टि प्रदान की है। हालांकि, इन अध्ययनों डीबीएस प्रभाव के व्यवहार मंडन की कमी ही नहीं बल्कि 14 से लागू किया उत्तेजना मापदंडों के आधार पर काफी परिवर्तनशीलता में परिणाम।
अधिक संक्षेप में सचेत कृन्तकों में डीबीएस के व्यवहार प्रभाव और अंतर्निहित तंत्र की जांच करने के लिए, एक उत्तेजना सेट-अप विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करता है कि जरूरत है। डीबीएस ज्यादातर एक लंबी अवधि के उपचार के रूप में प्रयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, पार्किंसंस रोग, जीर्ण दर्द)। यूनिट एक प्लग, साथ ही एक बाहरी उत्तेजक करने के लिए प्लग से एक तार के साथ एक इलेक्ट्रोड के होते तो यह है कि इस प्रकार, मूषक में उत्तेजना सेट-अप तैयार किया जाना चाहिए; खोपड़ी पर तय है और जब इस इकाई हल्के लेकिन अटूट होना चाहिए। इसके अलावा, आंदोलन की स्वतंत्रता stimula दौरान चूहों के लिए अपरिहार्य हैएक लम्बी अवधि में tion। डीबीएस का लक्ष्य संरचनाओं छोटे हैं; उदाहरण के लिए, चूहों में एसटीएन 1.2 मिमी की लंबाई और 0.8 मिमी 3,15 की मात्रा है। इसलिए, इलेक्ट्रोड नाभिक सम्मिलन के दौरान lesioned नहीं है और जरूरतों को निशाना बनाने के लिए सटीक है कि इस तरह तैयार किया जाना चाहिए। कृन्तकों में आयोजित सबसे डीबीएस पढ़ाई के लक्ष्य संरचना करने के लिए इलेक्ट्रोड का मील का पत्थर आधारित स्टीरियोटैक्टिक प्रविष्टि का इस्तेमाल किया है, त्रुटि दर Paxinos और वाटसन 16 के अनुसार निर्देशांक का उपयोग, तब भी जब अपेक्षाकृत ज्यादा हो सकती है। यह एक सांख्यिकीय सार्थक परिणाम तक पहुँचने की जरूरत जानवरों की एक बड़ी संख्या में परिणाम है।
एक इलेक्ट्रोड आरोपण तकनीक शुरू की है वर्तमान अध्ययन में, कि इलेक्ट्रोड को आगे बढ़ाने, जबकि एक microrecording प्रणाली का उपयोग करके उच्च सटीकता के साथ एसटीएन लक्ष्य। इसके अलावा, एक उत्तेजना प्रणाली केवल प्रेरित जानवर के लिए गतिशीलता के एक उच्च डिग्री की अनुमति है लेकिन यह भी निरंतर stimulati की गारंटी नहीं है कि प्रस्तुत किया हैचूहे के सिर पर (एक स्टेनलेस स्टील वसंत द्वारा संरक्षित किया जाता है) उत्तेजना के तार के सुरक्षित निर्धारण के माध्यम से पर।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन में चूहों के एसटीएन में एक monopolar पुरानी इलेक्ट्रोड दाखिल करने के लिए निर्देश के लिए एक कदम-दर-कदम सेट प्रस्तुत करता है। कम प्रतिबाधा के साथ टंगस्टन इलेक्ट्रोड अक्सर डीबीएस 18,19, प्लेटिनम / ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We wish to thank Mr Wabbel for preparing the wires and Mr Tietsch for constructing the plugs and cages according to our plans. This work was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (Sonderforschungsbereich 688). Felix Fluri holds a fellowship of the Interdisziplinäre Zentrum für Klinische Forschung (IZKF), University Clinics Würzburg, Germany.
Materials
| Pt/Ir electrode | FHC Inc. | UE | Custom-made: Specification: UEPSEGSECN1M |
| Plugs | GT Labortechnik (Arnstein/Germany) | Custom-made | |
| Pin header | DISTRELEC | 143-95-324 | single-row, 90° 1×3 datamate, Type M80-8420342 |
| Socket | DISTRELEC | 143-95-621 | single-row,straight 2 mm pole no.1×3 datamate, Type M80-8400342 |
| Stainless steel spring | Plastics ONE | SS0102 | Part-#: .120 X .156 Spring ID (mm): 3.0 Spring OD (mm): 4.0 |
| Dental cement/Paladur | Heraeus Kulzer | 64707938 | Liquid, 500 ml |
| Dental cement/Paladur | Heraeus Kulzer | 64707954 | Powder, rose, 500g |
| Head screw | Hummer & Reiss | V2ADIN84 M1.6×3 | |
| Jodosept PVP | Vetoquinol | 435678/E04 | |
| Mepivacain 1% | AstraZeneca | PZN03338515 | |
| Epinephrine | Sanofi-Aventis | PZN00176118 | |
| Tramadolhydrochloride | Rotexmedica | 38449.00.00 |
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