Implantación crónica de todo cortical matriz electrocorticográfica en el tití común
Summary
Hemos desarrollado una gama de electrocorticográfica todo cortical para el tití común que continuamente cubre casi toda la superficie lateral de la corteza, de los polos frontal y occipital polo a lo temporal. Este protocolo describe un procedimiento de implantación crónica de la matriz en el espacio epidural del cerebro tití.
Abstract
Electrocorticography (ECoG) permite el monitoreo de potenciales de campo eléctrico de la corteza cerebral con alta resolución espaciotemporal. Reciente desarrollo de electrodos ECoG delgados y flexibles ha permitido la conducción estable de grabaciones de la actividad cortical a gran escala. Hemos desarrollado una gama de ECoG todo cortical para el tití común. La matriz continuamente cubre casi toda la superficie lateral del hemisferio cortical, desde el polo occipital al temporal y frontal de los postes, y capta actividad neuronal cortical todo en una sola toma. Este protocolo describe un procedimiento de implantación crónica de la matriz en el espacio epidural del cerebro tití. Los titíes tienen dos ventajas con respecto a grabaciones de ECoG, uno de ellos la organización homóloga de estructuras anatómicas en los seres humanos y macacos, incluyendo complejos frontales, parietales y temporales. La otra ventaja es que el cerebro de tití es lissencephalic y contiene un gran número de complejos, que son más difíciles de acceder en macacos con ECoG, que exponen a la superficie del cerebro. Estas características permiten acceso directo a áreas corticales más debajo de la superficie del cerebro. Este sistema proporciona una oportunidad para investigar el procesamiento con alta resolución en un orden de los milisegundos en tiempo y orden de milímetros en el espacio cortical global de la información.
Introduction
La cognición requiere la coordinación de conjuntos neuronales a través de redes de cerebro generalizado, especialmente el Neocórtex que es bien desarrollada en los seres humanos y cree que involucrarse en comportamientos cognitivos superiores. Sin embargo, cómo el neocortex alcanza este comportamiento cognitivo es una cuestión sin resolver en el campo de la neurociencia. Reciente desarrollo de electrodos electrocorticográfica delgada y flexible (ECoG) permite la conducción de grabaciones estables de actividad cortical a gran escala1. Fujii y sus colegas han desarrollado un arsenal de ECoG todo cortical para macaque monos2,3. La matriz continuamente cubre casi la corteza lateral entera, desde el polo occipital a los polos temporales y frontales y captura la actividad neuronal cortical todo en una sola toma. Además hemos desarrollado este sistema para la aplicación en el marmoset común4,5, un mono pequeño, el nuevo mundo con genética manipulability6,7. Este animal tiene varias ventajas en comparación con otras especies. El visual, auditivo, somatosensorial, motor y las áreas corticales frontales de esta especie han sido previamente asignadas y tienen básica organización homóloga a las mismas áreas en los seres humanos y macacos8,9, 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16. sus cerebros son lisos, y las áreas corticales más laterales están expuestas a la superficie de la corteza, que es más difícil de acceso con ECoG en macacos. Basado en estas características, el tití es adecuado para estudios electrocorticográfica. Además, los titíes exhiben comportamientos sociales y se han propuesto para servir como un modelo de candidato de comportamientos sociales humanos17.
Este protocolo describe un procedimiento epidural de la implantación de la matriz de ECoG en la superficie entero lateral de la corteza en un tití común. Proporciona una oportunidad para controlar la actividad cortical a gran escala de Neurociencia cortical de primates, incluyendo el sensorial, motor, dominios cognitivos y sociales superiores.
Protocol
Representative Results
Discussion
Para el éxito de la implantación, los animales deberían recibir una nutrición adecuada antes y después de la cirugía. Corto tiempo de funcionamiento también es importante para optimizar la recuperación del animal. Las preparaciones se deben acabar al menos un día antes de la cirugía. Para reducir el tiempo de funcionamiento, se recomienda la formación de craneotomía previa con inserción de electrodo array en animales terminados para propósitos experimentales. La tabla 1 muestra un ejemplo …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos a Yuri Shinomoto para proporcionar el cuidado de los animales, la formación y grabaciones despiertas. Los arreglos de discos de ECoG fueron fabricados por Cir-Tech (www.cir-tech.co.jp). Además, nos gustaría dar las gracias Editage (www.editage.jp) para la edición de lengua inglesa. Este trabajo fue apoyado por el mapeo cerebral por Neurotechnologies integrado de estudios de la enfermedad (cerebro/mente), la Agencia de Japón para investigación médica y el desarrollo (AMED) (JP18dm0207001), el proyecto de ciencia del cerebro del centro para iniciativas de ciencia novela ( CNSI), los institutos nacionales de Ciencias naturales (NINS) (BS291004, M.K.) y por la sociedad japonesa para la promoción de la ciencia (JSPS) KAKENHI (JP17H06034, M.K.).
Materials
| Beaker (100 cc) | Outocrave | ||
| Cotton ball | Outocrave | ||
| Absorption triangles | Fine Science Tools Inc. | 18105-03 | Outocrave |
| Cotton swab with fine tip | Clean Cross Co., Ltd. | HUBY340 BB-013 | Outocrave |
| Gauze | Outocrave | ||
| Towel forceps | Outocrave | ||
| Scalpel handle | Outocrave | ||
| Needle Holder | Outocrave | ||
| Iris Scissor | Outocrave | ||
| Micro-Mosquito Forceps | Outocrave | ||
| Adson, 1×2 teeth | Outocrave | ||
| Bone Curette | Outocrave | ||
| Micro spatura | Fine Science Tools Inc. | 10091-12 | Outocrave |
| Needle Holders, 12.5cm, Curved, Smooth Jaws | World Precision Instruments | 14132 | Outocrave |
| Vessel Dilator, 12cm, 0.1mm tip | Fine Science Tools Inc. | 18131-12 | Outocrave |
| Vessel Dilator, 12cm, 0.2 mm tip | Fine Science Tools Inc. | 18132-12 | Outocrave |
| Fine-tipped rongeur | Fine Science Tools Inc. | 16221-14 | Outocrave |
| Manipurator of a stereotaxic frame | Gas sterilization | ||
| Wrench for the manipurator | Gas sterilization | ||
| Hand-made fixture for the connector | Gas sterilization | ||
| Silicon cup for dental acril | Gas sterilization | ||
| Silicon cup hlder | Gas sterilization | ||
| Paintbrush | Gas sterilization | ||
| Pencil | Gas sterilization | ||
| Micro screw, 1.4 mm x 2.0 mm | Nippon Chemical Screw Co., Ltd. | PEEK/MPH-M1.4-L2 | Gas sterilization |
| Screw driver for the micro screw | Gas sterilization | ||
| Micromotor handpiece of a drill | Gas sterilization | ||
| Stainless steel burr, 1.4 mm | Gas sterilization | ||
| Stainless steel burr, 1.0 mm | Gas sterilization | ||
| Drill bit, 1.2 mm | Gas sterilization | ||
| Rubber air blower | Gas sterilization |
Riferimenti
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