Name: טראנס גירוי חשמלי מוחי בחולדות התראה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-11-02T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 8 s
Description: למד שיטה כירורגית להשתלת אלקטרודות בחולדות ערות לגירוי חשמלי מוחי טרנס-קרניאלי. טכניקה זו מאפשרת מחקר בנוירומודולציה ונוירופלסטיות תוך שמירה על שלמות התנהגותית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי קרן מחקר גרמני (DFG RE 2740/3-1). אנו מודים פרנק Huethe, תומאס גינתר לייצור שבאתר מלון טס מחוייט הקמה DC-מגרה.

<ol><li>Bikson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+of+Transcranial+Direct+Current+Stimulation%3A+Evidence+Based+Update+2016%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016.</a> Brain Stimul. 9 (5), 641-661 (2016).</li>
<li>Bindman, L. J., Lippold, O. C., Redfearn, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+action+of+brief+polarizing+currents+on+the+cerebral+cortex+of+the+rat+%281%29+during+current+flow+and+%282%29+in+the+production+of+long-lasting+after-effects%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">The action of brief polarizing currents on the cerebral cortex of the rat (1) during current flow and (2) in the production of long-lasting after-effects.</a> J Physiol. 172, 369-382 (1964).</li>
<li>Gartside, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+sustained+increases+of+firing+rate+of+neurones+in+the+rat+cerebral+cortex+after+polarization%3A+role+of+protein+synthesis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of sustained increases of firing rate of neurones in the rat cerebral cortex after polarization: role of protein synthesis.</a> Nature. 220 (5165), 382-383 (1968).</li>
<li>Purpura, D. P., McMurtry, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intracellular+activities+and+potential+changes+during+polarization+of+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Intracellular activities and potential changes during polarization of motor cortex.</a> Neurophysiol. 28 (1), 166-185 (1965).</li>
<li>Nitsche, M., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitability+changes+induced+in+the+human+motor+cortex+by+weak+transcranial+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Physiol%22%5BJournal%5D)">Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation.</a> J Physiol. 527 (Pt 3), 633-639 (2000).</li>
<li>Nitsche, M. A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+excitability+elevations+induced+by+transcranial+DC+motor+cortex+stimulation+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans.</a> Neurology. 57 (10), 1899-1901 (2001).</li>
<li>Cambiaghi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+transcranial+direct+current+stimulation+modulates+motor+excitability+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neuro%22%5BJournal%5D)">Brain transcranial direct current stimulation modulates motor excitability in mice.</a> Eur J Neuro. 31 (4), 704-709 (2010).</li>
<li>Fritsch, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+current+stimulation+promotes+BDNF-dependent+synaptic+plasticity%3A+potential+implications+for+motor+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning.</a> Neuron. 66 (2), 198-204 (2010).</li>
<li>Ranieri, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+LTP+at+rat+hippocampal+CA3-CA1+synapses+by+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Modulation of LTP at rat hippocampal CA3-CA1 synapses by direct current stimulation.</a> J Neurophysiol. 107 (7), 1868-1880 (2012).</li>
<li>Kronberg, G., Bridi, M., Abel, T., Bikson, M., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Current+Stimulation+Modulates+LTP+and+LTD%3A+Activity+Dependence+and+Dendritic+Effects%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Stimul%22%5BJournal%5D)">Direct Current Stimulation Modulates LTP and LTD: Activity Dependence and Dendritic Effects.</a> Brain Stimul. 10 (November), 51-58 (2016).</li>
<li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+current+stimulation+induces+mGluR5-dependent+neocortical+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Neurol%22%5BJournal%5D)">Direct current stimulation induces mGluR5-dependent neocortical plasticity.</a> Ann Neurol. 80 (2), 233-246 (2016).</li>
<li>Podda, M. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anodal+transcranial+direct+current+stimulation+boosts+synaptic+plasticity+and+memory+in+mice+via+epigenetic+regulation+of+Bdnf+expression%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Anodal transcranial direct current stimulation boosts synaptic plasticity and memory in mice via epigenetic regulation of Bdnf expression.</a> Sci Rep. 6, 22180(2016).</li>
<li>Reis, J., Fritsch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+motor+performance+and+motor+learning+by+transcranial+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+opin+Neurology%22%5BJournal%5D)">Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation.</a> Curr opin Neurology. 24 (6), 590-596 (2011).</li>
<li>Buch, E. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+tDCS+on+motor+learning+and+memory+formation+a+consensus+and+critical+position+paper%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Effects of tDCS on motor learning and memory formation a consensus and critical position paper.</a> Clin Neurophysiol. 128 (4), 589-603 (2017).</li>
<li>Reis, J., Fischer, J. T., Prichard, G., Weiller, C., Cohen, L. G., Fritsch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-+but+not+sleep-dependent+consolidation+of+tDCS-enhanced+visuomotor+skills%5BTitle%5D)+AND+%22Cerebral+cortex%22%5BJournal%5D)">Time- but not sleep-dependent consolidation of tDCS-enhanced visuomotor skills.</a> Cerebral cortex. 25 (1), 109-117 (2015).</li>
<li>Monai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calcium+imaging+reveals+glial+involvement+in+transcranial+direct+current+stimulation-induced+plasticity+in+mouse+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Comm%22%5BJournal%5D)">Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain.</a> Nature Comm. 7, 11100(2016).</li>
<li>Gellner, A. -K., Reis, J., Fritsch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glia%3A+A+Neglected+Player+in+Non-invasive+Direct+Current+Brain+Stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Cell+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Glia: A Neglected Player in Non-invasive Direct Current Brain Stimulation.</a> Front Cell Neurosci. 10, 188(2016).</li>
<li>Takano, Y., Yokawa, T., Masuda, A., Niimi, J., Tanaka, S., Hironaka, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+rat+model+for+measuring+the+effectiveness+of+transcranial+direct+current+stimulation+using+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">A rat model for measuring the effectiveness of transcranial direct current stimulation using fMRI.</a> Neurosci Lett. 491 (1), 40-43 (2011).</li>
<li>Islam, N., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anodal+polarization+induces+protein+kinase+C+gamma+%28PKC+gamma%29-like+immunoreactivity+in+the+rat+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Res%22%5BJournal%5D)">Anodal polarization induces protein kinase C gamma (PKC gamma)-like immunoreactivity in the rat cerebral cortex.</a> Neurosci Res. 21, 169-172 (1994).</li>
<li>Islam, N., Aftabuddin, M., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increase+in+the+calcium+level+following+anodal+polarization+in+the+rat+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Increase in the calcium level following anodal polarization in the rat brain.</a> Brain Res. 684 (2), 206-208 (1995).</li>
<li>Rohan, J. G., Carhuatanta, K. A., McInturf, S. M., Miklasevich, M. K., Jankord, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulating+Hippocampal+Plasticity+with+In+Vivo+Brain+Stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Modulating Hippocampal Plasticity with In Vivo Brain Stimulation.</a> J Neurosci. 35 (37), 12824-12832 (2015).</li>
<li>Wachter, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+direct+current+stimulation+induces+polarity-specific+changes+of+cortical+blood+perfusion+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Transcranial direct current stimulation induces polarity-specific changes of cortical blood perfusion in the rat.</a> Exp Neurol. 227 (2), 322-327 (2011).</li>
<li>Koo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((After-effects+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+on+the+excitability+of+the+motor+cortex+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Rest+Neurol+Neurosci%22%5BJournal%5D)">After-effects of anodal transcranial direct current stimulation on the excitability of the motor cortex in rats.</a> Rest Neurol Neurosci. 34 (5), 859-868 (2016).</li>
<li>Liebetanz, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((After-effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29+on+cortical+spreading+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+Lett%22%5BJournal%5D)">After-effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on cortical spreading depression.</a> Neurosci Lett. 398 (1-2), 85-90 (2006).</li>
<li>Fregni, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+coupled+with+repetitive+electrical+stimulation+on+cortical+spreading+depression%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Effects of transcranial direct current stimulation coupled with repetitive electrical stimulation on cortical spreading depression.</a> Exp Neurol. 204 (1), 462-466 (2007).</li>
<li>Cambiaghi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flash+visual+evoked+potentials+in+mice+can+be+modulated+by+transcranial+direct+current+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci%22%5BJournal%5D)">Flash visual evoked potentials in mice can be modulated by transcranial direct current stimulation.</a> Neurosci. 185, 161-165 (2011).</li>
<li>Dockery, C. A., Liebetanz, D., Birbaumer, N., Malinowska, M., Wesierska, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cumulative+benefits+of+frontal+transcranial+direct+current+stimulation+on+visuospatial+working+memory+training+and+skill+learning+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Learn+Mem%22%5BJournal%5D)">Cumulative benefits of frontal transcranial direct current stimulation on visuospatial working memory training and skill learning in rats.</a> Neurobiol Learn Mem. 96 (3), 452-460 (2011).</li>
<li>Faraji, J., Gomez-Palacio-Schjetnan, A., Luczak, A., Metz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beyond+the+silence%3A+Bilateral+somatosensory+stimulation+enhances+skilled+movement+quality+and+neural+density+in+intact+behaving+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Beyond the silence: Bilateral somatosensory stimulation enhances skilled movement quality and neural density in intact behaving rats.</a> Behav Brain Res. 253, 78-89 (2013).</li>
<li>Pikhovych, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcranial+Direct+Current+Stimulation+Modulates+Neurogenesis+and+Microglia+Activation+in+the+Mouse+Brain%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+In%22%5BJournal%5D)">Transcranial Direct Current Stimulation Modulates Neurogenesis and Microglia Activation in the Mouse Brain.</a> Stem Cells In. , 1-10 (2016).</li>
<li>Rueger, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-session+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29+elicits+inflammatory+and+regenerative+processes+in+the+rat+brain%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+one%22%5BJournal%5D)">Multi-session transcranial direct current stimulation (tDCS) elicits inflammatory and regenerative processes in the rat brain.</a> PloS one. 7 (8), e43776(2012).</li>
<li>Liebetanz, D., Koch, R., Mayenfels, S., König, F., Paulus, W., Nitsche, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+limits+of+cathodal+transcranial+direct+current+stimulation+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Safety limits of cathodal transcranial direct current stimulation in rats.</a> Clinical Neurophysiol. 120 (6), 1161-1167 (2009).</li>
<li>Yoon, K. J., Oh, B. -M., Kim, D. -Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+improvement+and+neuroplastic+effects+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+%28tDCS%29+delivered+1+day+vs.+1+week+after+cerebral+ischemia+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Functional improvement and neuroplastic effects of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) delivered 1 day vs. 1 week after cerebral ischemia in rats.</a> Brain Res. 1452, 61-72 (2012).</li>
<li>Spezia Adachi, L. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exogenously+induced+brain+activation+regulates+neuronal+activity+by+top-down+modulation%3A+conceptualized+model+for+electrical+brain+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Exogenously induced brain activation regulates neuronal activity by top-down modulation: conceptualized model for electrical brain stimulation.</a> Exp Brain Res. 233 (5), 1377-1389 (2015).</li>
<li>Jackson, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Safety+parameter+considerations+of+anodal+transcranial+Direct+Current+Stimulation+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%2C+behavior%2C+and+immunity%22%5BJournal%5D)">Safety parameter considerations of anodal transcranial Direct Current Stimulation in rats.</a> Brain, behavior, and immunity. , (2017).</li>
<li>Ordek, G., Groth, J. D., Sahin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+effects+of+ketamine%2Fxylazine+anesthesia+on+the+cerebral+and+cerebellar+cortical+activities+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Differential effects of ketamine/xylazine anesthesia on the cerebral and cerebellar cortical activities in the rat.</a> J Neurophysiol. 109 (5), 1435-1443 (2013).</li>
<li>Sykes, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differences+in+Motor+Evoked+Potentials+Induced+in+Rats+by+Transcranial+Magnetic+Stimulation+under+Two+Separate+Anesthetics%3A+Implications+for+Plasticity+Studies%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neural+Circ%22%5BJournal%5D)">Differences in Motor Evoked Potentials Induced in Rats by Transcranial Magnetic Stimulation under Two Separate Anesthetics: Implications for Plasticity Studies.</a> Front Neural Circ. 10, 80(2016).</li>
<li>Zhang, D. X., Levy, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ketamine+blocks+the+induction+of+LTP+at+the+lateral+entorhinal+cortex-dentate+gyrus+synapses%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Ketamine blocks the induction of LTP at the lateral entorhinal cortex-dentate gyrus synapses.</a> Brain Res. 593 (1), 124-127 (1992).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

פרוטוקול זה מתאר ושלבי למימוש כירורגי מלכודת מלון טס קבוע, כמו גם לגירוי עוקבות בחולדות התראה וחומרים טיפוסי. במהלך הכנת מכרסם מלון טס ניסוי, מספר היבטים מתודולוגיים (הבטיחות והסבילות של מלון טס, התוצאה פרמטר), כמו גם היבטים קונספטואליים (comparability עם מצב האדם, ההשפעה הצפויה של גירוי על מוח מסוים אזור) צריך להילקח בחשבון. מנקודת מבט מתודולוגי, הסידור כירורגי של השקע הגולגולת מלון טס עם האלקטרודה מונה חזה מושתל יש יתרון ללימודי האורך, שכן הוא מאפשר עבור היישום ההתראה, לנוע בחופשיות מכרסמים. Habituation של מכרסם חיבורי...

הממשל טראנס של זרמים חשמליים למוח (מלון טס) שימש במשך עשרות שנים ללמוד את תפקוד המוח, כדי לשנות את ההתנהגות. יותר לאחרונה, החלת ישיר, זרמים, או בתדירות נמוכה יותר זרמים חשמליים (טק ו- tRNS), noninvasively דרך הגולגולת ללא פגע על ידי שימוש אלקטרודות שניים או יותר (anode(s) ו- cathode(s)) צבר ריבית מדעית וקלינית. בפרט, tDCS שימש בהפעלות יותר 33,200 לנסיינים בריאים, חולים עם מחלות מנוטלי, התפתחה כמו כספת ופשוט, יישום המיטה חסכונית, עם הפוטנציאל הטיפולי אפשרי, כמו גם לטווח ארוך תופעות התנהגותיות1. זה בבירור הניב את הצורך המוגבר ואת עניין מדעי במחקרים מכניסטית, כולל היבטי בטיחות. מאמר זה מתמקד הצורה הנפוצה ביותר של גירוי, tDCS.
על פני מינים, tDCS ממיקרו דעתנית קורטיקליים ופלסטיות סינפטית. שינויים דעתנית דווחו תלויי-קוטביות שינוי של קצב ירי עצביים ספונטנית חולדות וחתולים2,3,4, או שינויים מנוע עורר פוטנציאליים (חבר הפרלמנט האירופי) amplitudes בין בני אדם (עכברים שניהם גדל ואחרי anodal ירד לאחר cathodal tDCS: האדם5,6; העכבר7). Anodal DCS גדלה היעילות סינפטית של מנוע בקליפת המוח או בהיפוקמפוס synapses במבחנה למשך מספר שעות לאחר גירוי או potentiation לטווח ארוך (LTP), כאשר שיתוף להחיל עם קלט מסוים סינפטית חלש או כאשר ניתנת לפני הפלסטיות וגורם לגירוי8,9,10,11,12. בהתאמה, היתרונות של גירוי על הצלחה אימונים מוטוריים או קוגניטיבי לעיתים קרובות מתגלים רק אם tDCS הוא שותף יישומית עם הדרכה8,13,14,15. בעוד ממצאים קודמים אלה מיוחסות בעיקר פונקציות של נוירונים, יצוין כי תאים שאינם עצבית (עכשיו, דונלד) עשוי לתרום גם תפקודית השפעות tDCS. למשל, רמות הסידן תאיים astrocytic גדל במהלך tDCS anodal עכברים התראה16. באופן דומה, tDCS anodal-צפיפות זרם מתחת לסף עבור הקשורים ניוון מוחיים המושרה הפעלה התלויים של מינון של מיקרוגלייה17. עם זאת, מודולציה של נוירון-עכשיו, דונלד אינטראקציה באמצעות tDCS צריך עוד חקירה ספציפיות.
מחקר ביחד, בעלי חיים צילום מתקדמות בבירור ההבנה שלנו של השפעת modulatory tDCS דעתנית, פלסטיות. עם זאת, יש נצפות "הפער translational הופכי" גידול מעריכי בפרסומי מחקרים tDCS אנושי בניגוד להאטה, קטין עלייה חקירות של המנגנון הבסיסי של מלון טס במבחנה , ויוו בבעלי חיים. בנוסף, מלון טס מכרסמים מודלים מבוצעים עם השתנות גבוהה מעבר מעבדות מחקר (החל transdermal גירוי epicranial), גירוי דווח על ההליכים הם לעתים קרובות אינם שקופים לגמרי. הפרעה comparability של ו replicability של מחקר בסיסי נתונים, כמו גם פרשנות של תוצאות.
כאן נתאר בפירוט מימוש מלכודת גירוי המוח טראנס מיקוד קליפת המוח המוטורית העיקרי, אשר מאפשר תרגום התנאי tDCS האנושי תוך מזעור השתנות, ומאפשר גירוי חוזרות ללא ניתוח הפרעה ההתנהגות. פרוטוקול צעד אחר צעד עבור מלון טס עוקבות בחולדות התראה מסופק. נדונים היבטים מתודולוגיים הרעיוני של היישום בטוח של מלון טס בחולדות התראה.

<table><tbody><tr><td>Softasept N</td><td>B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland</td><td>3887138</td><td>חומר חיטוי</td></tr><tr><td>אתנול 70</td>% <td>Carl Roth GmbH & Co. KG, קרלסרוהה, דויטשלנד</td><td>T913.1</td><td></td></tr><tr><td>מלקחיים עם קצה מקושת</td><td>FST כלים מדעיים עדינים , היידלברג, דויטשלנד</td><td>11071-10</td><td></td></tr><tr><td>מלקחיים לאיריס, 10 ס"מ, ישר, משוננים</td><td>World Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב</td><td>15914</td><td></td></tr><tr><td>ידית אזמל #3, 13 ס"מ</td><td>World Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב</td><td>500236</td><td></td></tr><tr><td>להב אזמל סטנדרטי #10</td><td>World Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב</td><td>500239</td><td></td></tr><tr><td>ספוגיות תאית זלטן</td><td>Lohmann und Rauscher, Neuwied, דויטשלנד</td><td>13349</td><td>5 x 4 ס"מ&nbsp;</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>AbbVie Deutschland GmbH & Co</td><td>N01AB06</td><td></td></tr><tr><td>מספריים איריס, 11.5 ס"מ,</td><td>Straight World Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב</td><td>501758</td><td>מספריים קטנות</td></tr><tr><td>צמר גפן / ניצני כותנה</td><td>Carl Roth GmbH & Co. KG, קרלסרוהה, דויטשלנד</td><td>EH12.1</td> מלקחיים המוסטטיים <td>Rotilabo</td></tr><tr><td>Kelly, 14 ס"מ, Straight</td><td>World Precision Instruments, Inc, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב, בע"מ, סרסוטה, פלורידה, ארה"ב</td><td>501241</td> לוחית <td>אלקטרודה מהדק כירורגית</td></tr><tr><td>(פלטינה)</td> <td>בהתאמה אישית</td><td>Wissenschaftliche Werkstatt Neurozentrum Uniklinik Freiburg, Deutschland</td><td>10x6 מ"מ, 0.15 מ"מ עובי</td></tr><tr><td>גדילי נחושת מבודדים (קוטר ~1 מ"מ)</td> <td>Reichelt elektronik GmbH & Co. KG, Sande, גרמניה</td><td>כבל אלקטרודה</td><td>LITZE BL</td></tr><tr><td>Weller EC 2002 M תחנת הלחמה</td><td>Weller Tools GmbH, Besigheim, גרמניה</td><td></td><td></td></tr><tr><td>EC2002M1D Iso-Core EL 0.5 מ"מ</td><td>FELDER GMBH L&ouml; ttechnik, Oberhausen, Deutschland 20970510</td><td></td><td>הלחמה ללא עופרת</td></tr><tr><td>MERSILENE סיבי פוליאסטר תפר</td><td>ג'ונסון & Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, גרמניה</td><td>R871H</td><td>תפר קלוע שאינו נספג, 4-0</td></tr><tr><td>Histoacryl</td><td>B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland</td><td>9381104</td><td>ציאנואקרילט</td></tr><tr><td>קטמין 10%</td> <td>Medistar GmbH, גרמניה</td><td>n/a</td><td>חומרי הרדמה</td></tr><tr><td>Rompun 2% (קסילזין)</td><td>Bayer GmbH, גרמניה</td><td>n/a</td><td>חומרי הרדמה</td></tr></tbody></table>

טראנס גירוי חשמלי מוחי בחולדות התראה

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

גירוי חשמלי מוחי טראנס יכול לווסת דעתנית קורטיקליים ופלסטיות של בני אדם ומכרסמים. הצורה הנפוצה ביותר של גירוי אצל בני אדם הוא גירוי זרם ישיר טראנס (tDCS). בתדירות נמוכה יותר, טראנס זרם חילופין גירוי (טק) או טראנס רעש אקראי גירוי (tRNS), צורה מסוימת של טק באמצעות זרם חשמלי מוחל באופן אקראי בטווח תדר מוגדר מראש, משמש. העלייה חקר גירוי המוח החשמלי לא פולשנית בבני אדם, שניהם למטרות ניסויים קליניים, הניב צורך מוגבר בטיחות בסיסי, מכניסטית, מחקרים בבעלי חיים. מאמר זה מתאר מודל גירוי חשמלי מוחי טראנס (מלון טס) דרך הגולגולת שלם פילוח של המערכת המוטורית בחולדות התראה. הפרוטוקול מספק הוראות שלב אחר שלב הסידור כירורגי של שקע אלקטרודה epicranial קבועה בשילוב עם אלקטרודה מונה מושתל על החזה. על ידי הצבת של אלקטרודה לגירוי לתוך השקע epicranial, סוגי גירוי חשמלי שונים, להשוות tDCS טק, tRNS בבני אדם, יכולים להיגאל. יתר על כן, הם הציגו את צעדים מעשיים עבור מלון טס בחולדות התראה. צפיפות זרם יישומית, גירוי משך וסוג גירוי עשוי להיבחר בהתאם לצרכים ניסיוני. אזהרות, היתרונות והחסרונות של זה נידונות, כמו גם בטיחות וסבילות היבטים.

יישום שתואר מלכודת אמין מלון טס חוזרות בחולדות ההתראה ניתן לשלב בקלות מכניסטית ניסויים, מחקרים מנה-תגובה או ניסויים לרבות פעילויות התנהגותיות. עד כה, comparability של נתונים ממחקרים על בעלי חיים באמצעות מלון טס (לא פולשנית) מתעכבת על ידי ההשתנות של שבחבורה גירוי מלון טס בין מעבדות על ידי הבדלים בפרמטרים גירוי (למשל, צפיפות זרם שונים שיוחלו מופקעים ברמות גבוהות בהשוואה היישום אנושי). לפיכך, ערך אינפורמטיבי של מחקר בבעלי חיים בתחום של מלון טס מוגבל. מאמר זה מציג הצגה מלון טס אשר קל...

פרוטוקול זה מתאר מלכודת כירורגי שקע אלקטרודה epicranial קבוע, אלקטרודה חזה מושתל בחולדות. על ידי הצבת של האלקטרודה השנייה לתוך השקע, סוגים שונים של גירוי חשמלי מוחי טראנס יכולים להינתן על מערכת התנועה בבעלי התראה דרך הגולגולת ללא פגע.

Transcranial electrical brain stimulation can modulate cortical excitability and plasticity in humans and rodents. The most common form of stimulation in ...

המטרה הכללית של פרוצדורה כירורגית זו היא לאפשר גרייה חשמלית חוזרת ואמינה של המוח דרך הגולגולת (transcranial electrical brain stimulation) במכרסמים ערים. שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום הנוירומודולציה והנוירופלסטיות, באמצעות גרייה חשמלית ממוקדת של רשתות מוחיות לשיפור התפקוד המוטורי או לטיפול בליקויים מוטוריים. היתרון המרכזי של טכניקה זו הוא שהיא מאפשרת מפגשי גרייה חשמלית חוזרים ובלתי פולשניים של המוח במכרסמים ערים, ללא גרימת אי-נוחות ובמינימום הפרעה למדידות ההתנהגותיות שלהם.חוקרים שאינם בקיאים בשיטה זו עלולים להיתקל בקשיים, שכן מציאת הנתיב הנכון לביצוע המנהור מהחזה אל הראש, כמו גם הכנת העצם לפני מיקום תושבת האלקטרודה, הן פעולות שלעתים קרובות קשה לביצוע עבור חוקרים חסרי ניסיון. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, שכן השלבים הכירורגיים למיקום תושבת האלקטרודה, כמו גם הכנת האלקטרודה ומיקומה לצורך גרייה, יהיו מכריעים להצלחת הניסויים. דוקטורנטית שלנו, Stephanie Haschka, תסייע בביצוע הליכי ה-NEBS בחולדות ערניות.מגיש}התחילו בהנחת המכרסם על חזהו על שולחן הניתוחים. חטאו את הקרקפת הגבורה באמצעות מטבוי ספוג בחומר חיטוי. הניחו לזה להתייבש באוויר.לאחר בדיקת עומק ההרדמה, חתכו את העור באמצעות סכין מנתחים בקו אחד מגובה העין הרוסטרלי ועד למרכז האוזן. לאחר מכן, העבירו את החולדה למצב שכיבה על הגב (supine) כך שבית החזה יהיה חשוף, וחטאו את החזה. מתחו את העור הלטרלי של החזה הימני באמצעות שתי אצבעות ובצעו חתך סגיטלי ישר בכיוון קרניאלי.צרו כיס תת-עורי על ידי ניתוק לאטראומטי של העור מהשריר החזי המג'ורי השמאלי, ועשו זאת באמצעות פתיחה חוזרת של המספריים הקטנים. לאחר מכן, הפכו את בעל החיים על צדו הימני, וצרו מנהרה לנתיב הכבל מהפינה האוקסיפיטלית השמאלית של עור הראש הפתוח, לאורך הצוואר, עד ליציאה אל הכיס החזי. בצעו זאת באמצעות חדירה לפסציה השטחית בעזרת פינצטה המוסטטית.פתחו בזהירות את המלקחיים ההומוסטטיים כדי לתפוס את קצה כבל האלקטרודה המחובר לאלקטרודת הפלטינה, מבלי לאפשר לחוטים חדים לבלוט. משכו את הכבל דרך התעלה עד שהאלקטרודה נכנסת לכיס, כאשר נקודת הצריבה מופנית לעבר הגפה האחורית השמאלית של המכרסם. לאחר מכן, החזירו את המכרסם למצב שכיבה על הבטן.בשלב הבא, קבעו את לוח הפלטינה לפסציה הפקטורלית (pectoral fascia) באמצעות תפר סינתטי קלוע סטרילי שאינו נספג, בשני חורי הפינה המנוגדים. באופן דומה, חברו את הכבל לפסציה באמצעות קשר רפוי היוצר לולאה קטנה לפני הכניסה למנהרת הרקמה. לבסוף, סגרו את העור בשלושה עד ארבעה תפרי עור, בהתאם לגודל החתך.התחילו בקילוף הפריוסטאום (periosteum), רקמת החיבור שעל הגולגולת, לצדדים באמצעות סכין מנתחים, ונגבו היטב בעזרת מקלוני צמר גפן. קבעו את רקמת החיבור בארבע פינות החתך באמצעות תפסני בולדוג (bulldog clamps), ולאחר מכן תלו אותם לצדדים כדי לשמור על שדה הניתוח פתוח. לאחר מכן, מרחקו 0.9% saline כדי לנקות את פני השטח של העצם ואת הרקמה בעזרת מקלוני צמר גפן.לאחר מכן, נקה את פני העצם באמצעות 3% Hydrogen Peroxide. השתמש במקלון צמר גפן כדי להסיר שאריות של ה-periosteum ככל שהן הופכות גלויות. מכיוון שברגי קיבוע ישפרו את היצמדות החומר המרגיע, בחר מקדח המתאים לגודל הבורג.בצעו שני חורי קידוח בשתי לוחות עצם שונות על ידי קידוח מקדמי עם מקדח ידני, ולאחר מכן על ידי הפעלת לחץ קל של חלקיקים באמצעות מקדח עצם. במקרים של אלקטרודה מושתלת, כפי שמוצג בסרטון זה, קדחו חור שלישי הממוקם בעצם הפריאטלית האחורית הימנית לצורך קיבוע עתידי של הכבל המועבר בתעלות. הכניסו את הברגים הפלסטיים לחורי הקידוח והבריגו עד להרגשת החיכוך הראשוני.לאחר מכן, בצעו שלושה סיבובי בורג נוספים של 180 מעלות. השתמשו בפינצטה כדי לבדוק את יציבות הבורג והוסיפו סיבוב אחד נוסף אם הוא אינו מהודק מספיק. הדליקו את מכשיר הצריבה וחממו אותו מראש למשך כחמש דקות.לפפו את הכבל היוצא ממנהרת הרקמה באופן אוקסיפיטלי סביב הבורג הפריאטלי הימני, ולאחר מכן גזרו אותו כך שיישאר כסנטימטר אחד של כבל מעבר לליפוף. הסִירו בזהירות את הבידוד מקצה הכבל באמצעות סקלפל. לאחר מכן, קבעו את הכבל הלפוף לבורג ולעצם באמצעות דבק ציאנואקרילט.בשלב הבא, מרחו כמות קטנה של בדיל ללא עופרת למחבר ולחוטים החשופים של כבל אלקטרודת הנגד, וחברו את שניהם על ידי לחיצה קצרה של שני החלקים המצופים זה אל זה תוך כדי נגיעה עם קצה מכשיר ההלחמה עד להמסת הבדיל. הסירו את קצה מכשיר ההלחמה באופן מיידי כדי למנוע חימום יתר של המתכת בכבל, שעלול להוביל לנזק לרקמות. לצורך גרייה של קליפת המוח המוטורית (motor cortex), השתמשו בתושבת בעלת קוטר של 4 mm.הרימו את תושבת אלקטרודת ה-tES שהוכנה בהזמנה מיוחדת באמצעות פינצטה בעלת קצה משונן ודק, ומרחו שכבה דקה של דבק ציאנואקרילט על השפה התחתונה של התושבת. הגבול הבין-מדיאלי של התושבת צריך להסתיים בדיוק בתפר הסגיטלי, והגבול הפנימי העליון צריך להסתיים ב-bregma. לאחר מכן, לחצו את התושבת קצרה על העצם עד שהדבק מתקשה.השתמשו בתאורה כדי לוודא שעל העצם בתוך אזור השקע אין דבק מחזיר אור. לאחר שהשקע במקומו, ואזור הגירוי העתידי נקי מדבק, אטמו את הגבול הצדי של השקע לרקמה השכנה באמצעות טיפה קטנה של דבק ציאנואקרילט, כדי למנוע גשר נוזלים שעלול להוביל לניתוב זרם (shunting) במיקום זה. לאחר מכן, כסו את כל הברגים בדבק ציאנואקרילט.בשלב הבא, ערבב את שני מרכיבי הצמנט האקרילי בתוך מבחנת סיליקון קטנה או בכלי זכוכית. ברגע שהתערובת הופכת לצמיגית, מרח אותה באמצעות שפכטל דנטלי כדי לאטום את השוליים הנותרים של השקע לעצם. לבסוף, כסה את כל הגולגולת, את הברגים, את כבל אלקטרודת הנגד ועד 1/3 מהשקע בצמנט אקרילי דנטלי.לאחר שכל העצם מכוסה והמלט התקשחה, הסר את תפסני הבולדוג (bulldog clamps) והחזר את העור למקומו. התחל במילוי של חצי משקע אלקטרודת ה-tES ב-0.9% saline והסר בועות אוויר. לפני מפגשי tEs קתודיים, בדוק את רמת הכלור, ובמידת הצורך, בצע כלור מחדש לאלקטרודת הכסף-כלוריד הכסף.לפני מפגשי tES אנודיים, הסר משקעי כסף כלוריד אפשריים שנוצרו מעיבורים קודמים באמצעות נייר זכוכית, כדי לאפשר מוליכות טובה במהלך הגירוי. לאחר מכן, הברג את כיפת אלקטרודת ה-tES. חבר את הכבלים לשני המחברים שעל הראש.לאחר מכן, הניחו את המכרסם בכלוב הניסוי כאשר הכבלים מחוברים למסובב (swivel) מעל לכלוב, המאפשר תנועה חופשית. הפעילו את הסטיםולטור וכווננו את פרמטרי הגירוי. לבסוף, עם סיום הגירוי, נתקו את הכבלים, פתחו את מכסה האלקטרודה על הראש, ונקו וייבשו את התושבת באמצעות מקלון צמר גפן.התוצאות הצביעו על כך שהפעלה של מיקרוגליה, כפי שהוערכה באמצעות שינוי מורפולוגי, התרחשה תחילה ב-31.8 amps per square meter, בעוד שהסימנים הראשונים של ניוון עצבי זוהו ב-47.8 amps per square meter. דגימות אחת עד ארבע דורגו כחיוביות. ההרדמה השפיעה על עוצמת התגובה ל-DCS, שכן אחוז פרוסות המוח עם נוירונים ניווניים חיוביים ל-fluoro-JC בחולדות ערות היה גבוה יותר ב-47.8 amps per square meter.יתרה מכך, השפעות התנהגותיות או מולקולריות בעוצמות גבוהות צפויות להיות שונות מבחינה מכניסטית בהשוואה להשפעות בעוצמה נמוכה. לאחר רכישת מיומנות, ניתן לבצע טכניקה זו, כולל הצבת אלקטרודות על החזה, בתוך 40 עד 45 דקות אם היא מבוצעת כראוי. בדרך כלל נדרש זמן קצר יותר של 10 עד 15 דקות אם לא הוצבה אלקטרודה נגדית באופן כירורגי.לאחר צפייה בסרטון זה, תגמרו עם הבנה טובה של אופן הצבת מערך אלקטרודות קבוע עבור טכניקות סימולציה שונות של NEBS, וכיצד להחיל eTS במכרסמים במצב עירנות. זכרו כי עבודה עם זרמים חשמליים עלולה להזיק למכרסם אם האלקטרודות לא הוכנו כראוי לפני הגירוי. יש לנקוט תמיד באמצעי זהירות לפני ביצוע הליך זה, כגון כלורינציה חוזרת של האלקטרודה לפני גירוי קתודי או הסרה של פסולת לפני גירוי אנודי.

transcranial-electrical-brain-stimulation-in-alert-rodents

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

סרטון זה מדגים את השיטה להשתלת מערכת אלקטרודות על הראש בחולדה מורדמת לצורך זיהוי פרכוסים בזמן אמת. ההליך כולל הצבת אלקטרודות גירוי והקלטה, אבטחתם במלט דנטלי וחיבורן למגבר המותקן על הראש.

השתלת מערכת אלקטרודות על הראש במודל חולדה לזיהוי פרכוסים בזמן אמת

מקור: Fritsch, B. et al. גירוי מוחי חשמלי טרנס-גולגולתי במכרסמים ערניים. J. Vis. Exp. (2017)סרטון זה מדגים את השתלת האלקטרודות ואת היישום של גירוי חשמלי טרנס-גולגולתי (tES) על קליפת המוח המוטורית של חולדות ערניות. הוא מתאר את השלבים הכרוכים במיקום האלקטרודות, אספקת הגירוי וההפעלה העצבית והמיקרוגליאלית הנובעת מכך, ומדגיש את הפוטנציאל הנוירותרפי שלה.

גירוי חשמלי טרנס-גולגולתי של קליפת המוח המוטורית בחולדה ערה

מקור: Beom, J., et al. גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר ונשנה להמיספרה החד-צדדית של מוח העכברוש. J. Vis. Exp. (2016)סרטון זה מדגים את היישום של גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר (rTMS) בחולדות מורדמות כדי לווסת את הריגוש בקליפת המוח. ההליך כולל קביעת הסף המוטורי (MT) כדי לבסס גירוי בסיסי, ואחריו הפעלת rTMS בעוצמה מעל MT כדי לגרום לדפולריזציה עצבית. גירוי זה מעורר זרימת סידן, מקדם ייצור גורמים נוירוטרופיים ומשפר את הפלסטיות הסינפטית, ובסופו של דבר משפיע על ריגוש קליפת המוח.

ויסות ריגוש קליפת המוח בחולדה באמצעות גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר ונשנה

פרוטוקול זה מתאר שיטה סטנדרטית להדמיה תפקודית בתהודה המגנטית בו זמנית וגירוי מוחי עמוק במכרסמים. השימוש בשילוב של כלים ניסיוניים האמורים, מאפשר החקירה של פעילות במורד הזרם העולמית בתגובה לגירוי חשמלי בכמעט כל יעד במוח.

גירוי מוחי עמוק עם fMRI סימולטני במכרסמים

מתוארת שיטה להשתלת אלקטרודות בגרעין התת-תלמי (STN) של חולדות. לוקליזציה טובה יותר של ה-STN הושגה על ידי שימוש במערכת מיקרו-הקלטה. יתר על כן, מוצג מערך גירוי המאופיין בקשרים ארוכי טווח בין ראש החיה לממריץ.

Microelectrode מודרך השרשה של אלקטרודות לתוך גרעין Subthalamic של חולדות לטווח ארוך עמוק גירוי המוח

הפעלנו גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר ונשנה (rTMS) על ההמיספרה החד-צדדית של מוח החולדה, על ידי הנחת סליל 25 מ"מ דמות 8 1 ס"מ לרוחב הקודקוד על הקו הדו-אוזני וזווית הסליל ב-45 מעלות. מערכת קירור מים פנימית שימשה ל-rTMS במשך יותר מ-20 דקות.

גירוי מגנטי Transcranial חוזרים אל חצי הכדור החד-צדדית של המוח עכברוש

חיבור אלחוטי, מערכת דו-כיווני הקלטות עצבית רב ערוצית גירוי ב להתנהג בחופשיות חולדות הוא הציג. המערכת היא קל וקומפקטי, וכך יש השפעה מינימלית על הרפרטואר ההתנהגותי animal´s. יתר על כן, מערכת דו-כיוונית זו מספקת כלי מתוחכם כדי להעריך את קשרי הגומלין סיבתי בין תבניות ההפעלה מוח והתנהגות.

חיבור אלחוטי, ממשק דו-כיווני ההקלטה In Vivo גירוי של פעילות עצבית להתנהג בחופשיות חולדות

פרוטוקול מפורט זה מתאר טראנס גירוי אלקטרודה השמה על העצם הטמפורלית במטרה לחקור קצר - ארוכת ההשפעות של גירוי חשמלי טראנס ב בחופשיות העברת חולדות.

גירוי חשמלי טראנס כרונית והקלטה Intracortical בחולדות

מתואר נוהל חדש ומפורט להדמיה תפקודית של חולדות ערות וקבועות ראש.

שתלי ראש לדימות מוחי של חולדות ערות ומקובעות ראש

אנו מתארים פרוטוקול להערכת עקומות מנה-תגובה לגירוי חוץ-גולגולתי במונחים של מדידות שדה חשמלי במוח וזרימת דם רלוונטית של סמן ביולוגי-מוחי. מכיוון שפרוטוקול זה כולל החדרת אלקטרודות פולשניות למוח, יש צורך בהרדמה כללית, כאשר נשימה ספונטנית עדיפה על פני נשימה מבוקרת.

מיקום אלקטרודות מעוררות חוץ-גולגולתיות ומדידת זרימת דם מוחית ושדות חשמליים תוך גולגולתיים בעכברים מורדמים

למד שיטה כירורגית להשתלת אלקטרודות בחולדות ערות לגירוי חשמלי מוחי טרנס-קרניאלי. טכניקה זו מאפשרת מחקר בנוירומודולציה ונוירופלסטיות תוך שמירה על שלמות התנהגותית.

טראנס גירוי חשמלי מוחי בחולדות התראה

גלה סרטונים נוספים