अलर्ट में Transcranial विद्युतीय मस्तिष्क उत्तेजना कुतर
Summary
इस प्रोटोकॉल एक स्थाई epicranial इलेक्ट्रोड गर्तिका और कुतर में प्रत्यारोपित छाती इलेक्ट्रोड के लिए एक शल्य सेट अप का वर्णन है । सॉकेट में एक दूसरे इलेक्ट्रोड रखकर, transcranial विद्युत मस्तिष्क उत्तेजना के विभिन्न प्रकार बरकरार खोपड़ी के माध्यम से चेतावनी जानवरों में मोटर प्रणाली के लिए दिया जा सकता है.
Abstract
Transcranial विद्युत मस्तिष्क उत्तेजना cortical उत्तेजितता और मनुष्यों और कुतर में प्लास्टिक का नियमन कर सकते हैं । मनुष्यों में उत्तेजना का सबसे सामान्य रूप transcranial प्रत्यक्ष वर्तमान उत्तेजना (tDCS) है. कम बार, transcranial बारी वर्तमान उत्तेजना (tACS) या transcranial यादृच्छिक शोर उत्तेजना (tRNS), एक पूर्व-परिभाषित आवृत्ति रेंज के भीतर बेतरतीब ढंग से लागू एक विद्युत वर्तमान का उपयोग tACS का एक विशिष्ट रूप, प्रयोग किया जाता है. मानव में इनवेसिव विद्युत मस्तिष्क उत्तेजना अनुसंधान की वृद्धि, दोनों प्रयोगात्मक और नैदानिक प्रयोजनों के लिए, बुनियादी, यंत्रवत, पशुओं में सुरक्षा के अध्ययन के लिए एक वृद्धि की जरूरत है । यह आलेख transcranial विद्युत मस्तिष्क उत्तेजना (द्वीतीय) बरकरार खोपड़ी चेतावनी कुतर में मोटर प्रणाली को लक्षित करने के माध्यम से के लिए एक मॉडल का वर्णन है । प्रोटोकॉल छाती पर प्रत्यारोपित काउंटर इलेक्ट्रोड के साथ संयुक्त एक स्थायी epicranial इलेक्ट्रोड सॉकेट के सर्जिकल सेट-अप के लिए कदम दर कदम निर्देश प्रदान करता है. epicranial गर्तिका, विभिंन विद्युत उत्तेजना प्रकार, tDCS, tACS, और मनुष्यों में tRNS के लिए तुलनीय में एक उत्तेजना इलेक्ट्रोड रखकर, दिया जा सकता है । इसके अलावा, अलर्ट कुतर में द्वीतीय के लिए व्यावहारिक कदम पेश किए जाते हैं । लागू वर्तमान घनत्व, उत्तेजना अवधि, और उत्तेजना प्रकार प्रयोगात्मक जरूरतों के आधार पर चुना जा सकता है । निरंतर, लाभ, और इस सेट अप के नुकसान पर चर्चा कर रहे हैं, साथ ही साथ सुरक्षा और सहनशीलता पहलुओं ।
Introduction
मस्तिष्क के लिए विद्युत धाराओं के transcranial प्रशासन (द्वीतीय) दशकों के लिए इस्तेमाल किया गया है मस्तिष्क समारोह का अध्ययन करने के लिए और व्यवहार को संशोधित । अभी हाल ही में, प्रत्यक्ष धाराओं, या कम बार बारी धाराओं (tACS और tRNS), दो या अधिक इलेक्ट्रोड (anode (ओं) और कैथोड (ओं) के उपयोग से बरकरार खोपड़ी के माध्यम से आक्रामक रूप से लागू) वैज्ञानिक और नैदानिक ब्याज प्राप्त की है । विशेष रूप से, tDCS स्वस्थ विषयों और neuropsychiatric रोगों के साथ रोगियों में ३३,२०० से अधिक सत्रों में इस्तेमाल किया गया है और एक सुरक्षित और आसान, लागत प्रभावी बेडसाइड आवेदन के रूप में उभरा है, संभव उपचारात्मक क्षमता के साथ ही लंबे समय से स्थायी व्यवहार प्रभाव1. इससे सुरक्षा पहलुओं सहित यंत्रवत अध्ययनों में वृद्धि की जरूरत और वैज्ञानिक रुचि जाहिर होती है । यह लेख उत्तेजना, tDCS के सबसे अधिक इस्तेमाल किया फार्म पर केंद्रित है ।
प्रजातियों के पार, tDCS cortical उत्तेजितता और synaptic प्लास्टिक संग्राहक । उत्तेजक परिवर्तन के रूप में सूचित किया गया है ध्रुवीयता-चूहों और बिल्लियों में सहज ंयूरॉंस फायरिंग दर के आश्रित परिवर्तन2,3,4, या के रूप में मोटर पैदा की क्षमता में परिवर्तन (एमईपी) मनुष्यों और चूहों में आयाम ( दोनों anodal के बाद वृद्धि हुई और cathodal tDCS के बाद घटी: मानव5,6; माउस7) । Anodal dc उत्तेजना या दीर्घकालिक synapses (potentiation) के बाद कई घंटे के लिए इन विट्रो में मोटर cortical या हिप्पोकैम्पस LTP की synaptic प्रभावकारिता में वृद्धि हुई है, जब एक विशिष्ट कमजोर synaptic इनपुट के साथ सह लागू किया है या जब एक प्लास्टिक से पहले दिया उत्प्रेरण उत्तेजना8,9,10,11,12। अनुसार, मोटर या संज्ञानात्मक प्रशिक्षण सफलता पर उत्तेजना के लाभों को अक्सर केवल तभी पता चला है tDCS प्रशिक्षण के साथ8,13,14,15के साथ लागू किया जाता है । हालांकि इन पिछले निष्कर्षों मुख्य रूप से ंयूरॉंस के कार्यों के लिए जिंमेदार ठहराया जाता है, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि गैर ंयूरॉन कोशिकाओं (glia) भी tDCS के कार्यात्मक प्रभाव में योगदान कर सकते हैं । उदाहरण के लिए, astrocytic intracellular कैल्शियम का स्तर चेतावनी चूहों में anodal tDCS के दौरान वृद्धि हुई16. इसी तरह, neurodegeneration के लिए दहलीज से नीचे वर्तमान घनत्व पर anodal tDCS एक खुराक microglia के निर्भर सक्रियण प्रेरित17. हालांकि, tDCS द्वारा ंयूरॉन glia बातचीत के मॉडुलन आगे विशिष्ट जांच की जरूरत है ।
एक साथ ले लिया, पशु अनुसंधान स्पष्ट रूप से उत्तेजित और प्लास्टिक पर tDCS के modulatory प्रभाव की हमारी समझ उंनत । हालांकि, वहां एक “व्युत्क्रम अनुवाद अंतर” मानव tDCS अध्ययन के प्रकाशनों में घातीय वृद्धि में द्वीतीय के अंतर्निहित तंत्र की जांच में धीमी और मामूली वृद्धि के विपरीत में चौकसी है इन विट्रो में और vivo में पशु मॉडल । इसके अतिरिक्त, कुतर द्वीतीय मॉडल अनुसंधान प्रयोगशालाओं में उच्च परिवर्तनशीलता के साथ प्रदर्शन कर रहे है (ट्रांसडर्मल से epicranial उत्तेजना को लेकर), और सूचना उत्तेजना प्रक्रियाओं अक्सर पूरी तरह से पारदर्शी तुलना में बाधा नहीं है और परिणामों की व्याख्या के साथ ही आधारभूत अनुसंधान आंकड़ों का replicability ।
यहां, हम विस्तार से वर्णन में एक transcranial मस्तिष्क उत्तेजना सेट अप प्राथमिक मोटर प्रांतस्था है, जो मानव tDCS हालत में अनुवाद की अनुमति देता है, जबकि परिवर्तनशीलता को कम करने, और बिना दोहराया उत्तेजना को लक्षित करने की शल्य चिकित्सा कार्यांवयन व्यवहार में रुकावट । चेतावनी चूहों में क्रमिक द्वीतीय के लिए एक चरण दर चरण प्रोटोकॉल प्रदान की जाती है । चेतावनी कुतर में द्वीतीय के सुरक्षित आवेदन के Methodological और वैचारिक पहलुओं पर चर्चा की जाती है ।
Protocol
पशुओं को शामिल करने वाले शोध के लिए, प्रयोग शुरू करने से पहले प्रासंगिक (देश-विशिष्ट) स्वीकृतियां प्राप्त की जानी चाहिए । सभी पशु प्रयोगों की सूचना दी यूरोपीय संघ के निर्देश 2010 के अनुसार प्रदर्शन कर रह…
Representative Results
Discussion
इस प्रोटोकॉल ठेठ सामग्री और एक स्थाई द्वीतीय सेट अप के सर्जिकल प्राप्ति के लिए प्रक्रियात्मक कदम का वर्णन है, साथ ही साथ चेतावनी कुतर में बाद उत्तेजना के लिए । एक मूषक द्वीतीय प्रयोग की तैयारी के दौरान,…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को जर्मन रिसर्च फाउंडेशन (DFG RE 2740/3-1) ने सपोर्ट किया था । हम में घर के उत्पादन के लिए फ्रैंक हुएथे और थॉमस गुंठर धंयवाद कस्टम निर्मित द्वीतीय सेट अप और डीसी उत्तेजित ।
Materials
| Softasept N | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland |
3887138 | antiseptic agent |
| Ethanol 70 % | Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland | T913.1 | |
| arched tip forceps | FST Fine science tools, Heidelberg, Deutschland | 11071-10 | |
| Iris Forceps, 10cm, Straight, Serrated | World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA | 15914 | |
| Scalpel Handle #3, 13cm | World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA | 500236 | |
| Standard Scalpel Blade #10 | World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA | 500239 | |
| Zelletten cellulose swabs | Lohmann und Rauscher, Neuwied, Deutschland | 13349 | 5 x 4 cm |
| Isoflurane | AbbVie Deutschland GmbH & Co | N01AB06 | |
| Iris Scissors, 11.5cm, Straight | World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA | 501758 | small scissors |
| cotton swab/cotton buds | Carl Roth GmbH & Co. KG, Karlsruhe, Deutschland | EH12.1 | Rotilabo |
| Kelly Hemostatic Forceps, 14cm, Straight | World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA | 501241 | surgical clamp |
| electrode plate (platinum) | custom made | Wissenschaftliche Werkstatt Neurozentrum Uniklinik Freiburg, Deutschland | 10×6 mm, 0.15 mm thickness |
| insulated copper strands (~1 mm diameter) | Reichelt elektronik GmbH & Co. KG, Sande, Germany | LITZE BL | electrode cable |
| Weller EC 2002 M soldering station | Weller Tools GmbH, Besigheim, Germany | EC2002M1D | |
| Iso-Core EL 0,5 mm | FELDER GMBH Löttechnik, Oberhausen, Deutschland | 20970510 | lead free solder |
| MERSILENE Polyester Fiber Suture | Johnson & Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | R871H | nonabsorbable braided suture, 4-0 |
| Histoacryl | B. Braun Melsungen AG, Melsungen, Deutschland |
9381104 | cyanoacrylate |
| Ketamin 10% | Medistar GmbH, Germany | n/a | anesthetics |
| Rompun 2% (Xylazine) | Bayer GmbH, Germany | n/a | anesthetics |
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