Denne detaljerte protokollen beskriver Transkraniell stimulering elektrodeplassering på temporal benet for å undersøke kort – og langsiktige virkningene av Transkraniell elektrisk stimulering i fritt flytte rotter.
Transkraniell elektrisk stimulering (TES) er et kraftig og relativt enkle tilnærming til diffusely påvirke hjerneaktiviteten enten tilfeldig eller i en lukket hendelse-utløst måte. Selv om mange studier fokuserer på mulige fordeler og bivirkninger av TES i sunn og patologisk hjernen, er det fortsatt mange grunnleggende åpne spørsmål mekanismen av stimulering. Derfor er det et klart behov for en robust og reproduserbar metode å teste akutte og kroniske effekten av TES i gnagere. TES kan kombineres med vanlig opptreden, elektrofysiologiske og imaging teknikker for å undersøke nevrale nettverk i vivo. Implantering av Transkraniell stimulering elektroder pålegger ikke ekstra begrensninger på eksperimentell design samtidig som den tilbyr en allsidig, fleksibel verktøy for å manipulere hjerneaktivitet. Her gir vi en detaljert, trinnvis protokoll for å dikte og implantat Transkraniell stimulering elektroder for å påvirke hjerneaktivitet på en timelig begrenset måte i månedsvis.
Transkraniell elektrisk stimulering (TES) er en verdifull metodisk tilnærming til påvirke hjerneaktiviteten på en timelig begrenset måte. Avhengig av størrelsen og plasseringen av stimulering elektrodene, TES kan påvirke stor hjerne volumer og entrain neuronal bestander diffusely1,2,3. Transkraniell likestrøm stimulering er allerede medisinsk godkjent for behandling av depresjon4,5, og mange studier fokus på viser kognitive effekten av Transkraniell stimulering i mennesker6 , 7. videre lovende resultater ble rapportert om potensialet i TES kontrollere epileptiske anfall8,9.
Til tross for intensiv forskning er det fortsatt mange åpne spørsmål detaljert mekanisme handling, mulige bivirkninger og langsiktige utfallet av å bruke denne metoden10,11,12. Derfor er det kritisk viktig å ha en robust, reproduserbare protokoll for å undersøke virkningene av TES i dyremodeller. Gitt at mange lidelser (f.eks, depresjon, epilepsi og schizofreni) kan bare bli grundig undersøkt i våken dyr, og innholdet i disse medisinske tilstander vanligvis nødvendiggjøre langtidsbehandling, gir vi en protokoll for kronisk implantering av Transkraniell elektrodene i rotter. Metoden som presenteres her kan brukes for atferdsmessige studier eller kombineres med implantering av opptak elektroder (dvs., ledninger, silikon sonder, juxtacellular elektroder) eller kronisk skallen windows for elektrofysiologiske eksperimenter og imaging studier, henholdsvis. Avhengig av eksperimentell design, kan timingen av stimuli være enten tilfeldig eller hendelse utløser spesifikke atferdsmessige signaler eller elektrofysiologiske kjennetegnene av bestemt hjernen stater (beslag, theta svingninger)8, 11 , 13.
Det er viktig å nevne at i motsetning til den aktuelle anvendt menneskelige tilnærmingen, som bruker en legemliggjøring av elektroder plassert på huden, her viser vi en metode som bruker subkutan implantasjon rett over overflaten av temporal bein, siden rotter knapt tolerere noe på deres hud som er lett tilgjengelig fra deres paws.
I tråd med prinsippene for erstatning, reduksjon og raffinement, på grunn av kronisk natur implantasjon hjelper denne metoden for å nedskrive antallet av dyr, siden hvert dyr kan bli rekruttert i forskjellige eksperimentelle forhold i måneder, tillater bruk færre dyr å teste ulike hypoteser.
Studien, vi tilbyr detaljert, trinnvis protokollen Transkraniell stimulering elektrode produksjon (figur 1A-B) og demonstrere kronisk implantering av disse elektrodene over temporal bein av en seks-måneden-gamle mannlig lang-Evans rotten.
Det viktigste trinnet i denne protokollen er liming av elektroden pakken på bein overflaten. Ved uriktig forseglet, et gap er dannet mellom elektrodene og bein, og sekundære arrvev kan vokse i dette gapet, som reduserer kvaliteten på stimulering. Bein overflaten må være helt tørt under trinnene av stikker på pakken, og når det gjelder opplever ustabilitet av elektrodene, må det bli fjernet og erstattet med en ny pakke å få de beste resultatene.
En begrensning av denne metoden er at …
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av EU-FP7-ERC-2013-Start grant (No.337075), ‘Øyeblikk’ programmet til det ungarske akademiet for vitenskap (LP2013-62) og GINOP-2.3.2-15-2016-00018 grant. Vi takker Máté Kozák for dokumentere stimulering og ta elektroder og Mihály Vöröslakos for de fruktbare diskusjonene under protokollen design.
Cyanoacrylate liquid | Henkel | Loctite 401 | |
Cyanoacrylate gel | Henkel | Loctite 454 | |
Wire for stimulation electrodes | Phoenix Wire Inc. | 36744MHW – PTFE Microminiature Hook-Up Wire | |
Board spacer | E-tec Interconnect | SP1-020-S378/01-55 | |
Connector | E-tec Interconnect | P2510I-02 | |
Tape packaging for stimulation electrodes | Nexperia | 74HC1G00GW | Tape packaging of any integrated circuit with SOT-353 case can be used |
Grip Cement Industrial Grade | Caulk Dentsply | 675571 (powder) 675572 (solvent) | |
Electroconductive gel | Rextra | ECG Gel | |
Recording electrode wire | California Fine Wire Co. | .002 (50 micron) Tungsten 99.95% (CFW Material #: 100-211), HMl-Natural, cut to 3.0 inch pieces, Round, Cut length piece wire | |
Ultrafine scissors | Hammacher Instrumente | Stainless HSB 544-09 | |
Stainless steel tube | Vita Needle Company | 29 RW, 304SS Tubing, T.I.G. Welded and Plug | |
High speed rotary saw | Dremel | Model # 395 | |
Rotary saw holder | Dremel | Model # 220 | |
Rotary saw cut-off wheel | Dremel | Model # 409 | |
Ocular sticks | Lohmann-Rauscher | Pro-ophta Ocular Sticks | |
Wet disinfectant | Egis | Betadine | |
Dry disinfectant | Wagner Pharma | Reseptyl-urea | |
Drilling machine | NSK-Nakanishi United Kingdom | Vmax35RV Pack | |
Anchoring screws | Antrin Miniature Specialties, Inc. | 000-120×1/16 SL BIND MS SS |