A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

لقد طورنا نهجا مبسطا وفعالا من حيث التكلفة لتصنيع الأقطاب الكهربائية وأجرينا تسجيلات للإشارات عبر مناطق متعددة في الفئران التي تتحرك بحرية. مكن استخدام علم البصريات الوراثي ، جنبا إلى جنب مع الفيزيولوجيا الكهربية متعددة المناطق وتسجيل إشارة الكالسيوم ، من الكشف عن الأنشطة العصبية عبر المناطق في نموذج إشعال النوبات.

Abstract

الصرع هو اضطراب عصبي يتميز بإفرازات غير طبيعية متزامنة تشمل مناطق متعددة من الدماغ. تسهل الآفات البؤرية انتشار إشارات الصرع من خلال الدوائر العصبية المرتبطة بها. لذلك ، يعد التسجيل في الجسم الحي لإمكانات المجال المحلي (LFP) من مناطق الدماغ الحرجة أمرا ضروريا لفك تشفير الدوائر المشاركة في انتشار النوبات. ومع ذلك ، فإن الطرق الحالية لتصنيع الأقطاب الكهربائية وزرعها تفتقر إلى المرونة. هنا ، نقدم جهازا مفيدا مصمما للتسجيلات الفيزيولوجية الكهربية (LFPs وتخطيط كهربية الدماغ [EEG]) عبر مناطق متعددة. بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بدمج التلاعب البصري الوراثي وتسجيل إشارات الكالسيوم بسلاسة مع تسجيل LFP. لوحظت إفرازات قوية بعد التفريغ في عدة مناطق منفصلة أثناء نوبات الصرع ، مصحوبة بزيادة إشارات الكالسيوم. يقدم النهج المستخدم في هذه الدراسة استراتيجية مريحة ومرنة للتسجيلات العصبية المتزامنة عبر مناطق مختلفة من الدماغ. إنه يحمل القدرة على تطوير البحث حول الاضطرابات العصبية من خلال توفير رؤى حول الملامح العصبية لمناطق متعددة متورطة في هذه الاضطرابات.

Introduction

الصرع هو حالة عصبية شائعة تتميز بنوبات متكررة تظهر على شكل تشنجات واضطرابات حسية وفقدان الوعي1. الآليات الفيزيولوجية المرضية الكامنة وراء الصرع معقدة وتشمل مناطق دماغية متعددة مترابطة2،3. ألقت التطورات الحديثة في التصوير العصبي الضوء على الشبكات واسعة النطاق المشاركة في الصرع4،5. ومع ذلك ، فإن فهم الدوائر المعقدة وآليات الشبكة الكامنة وراء توليد الصرع وانتشاره لا يزال محدودا ، ويرجع ذلك جزئيا إلى عدم كفاية التطبيق لتقنيات التسجيل العصبي متعددة المناطق6. لذلك ، فإن تطوير ط....

Protocol

حصل هذا البروتوكول على موافقة لجنة رعاية واستخدامه في جامعة فودان وتم إجراؤه وفقا للمبادئ التوجيهية واللوائح التي صممها دليل المعاهد الوطنية للصحة لرعاية واستخدام المختبر. تم تنفيذ جميع التدابير الممكنة لتقليل عدد المستخدمة في هذه الدراسة. يتم تضمين الوقت اللازم لتنفيذ كل خطوة في الخطوات المعنية.

1. تحضير الأقطاب الكهربائية (الشكل 1)

  1. قم بقص طول مناسب من سلك التنغستن (~ 20 مم) وحرق طبقة العزل في أحد طرفيها لفضح سلك التنغستن (1.6-2 مم). ثني الطرف الآخر من السلك على شكل "L" (انظر الشكل 1 أ ، ~ 1 دقيقة)
  2. ....

النتائج

قمنا بدمج علم البصريات الوراثي مع التسجيل الفيزيولوجي الكهربي متعدد المناطق وتصوير الكالسيوم لمراقبة النشاط العصبي عبر مناطق الدماغ المختلفة أثناء نوبات البصريات الوراثية. لهذا الغرض ، تم حقن فيروس مرتبط بالغدة (AAV) يعبر عن ChrimsonR تحت سيطرة محفز CaMKIIα (AAV-CaMKIIα-ChrimsonR-mcherry)

Discussion

هنا ، استخدمنا جهاز optrode عصامي لتسجيل الإشارات العصبية في الجسم الحي عبر مناطق متعددة. تم التحقق من جدوى هذا النظام للتحفيز البصري الوراثي المتزامن وتسجيل إشارة الكالسيوم والتسجيل الفيزيولوجي الكهربي. طريقة تحضير القطب الموصوفة هنا فعالة وفعالة من حيث التكلفة. وفق.......

Disclosures

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود مصالح مالية متنافسة للإفصاح عنها.

Acknowledgements

تم دعم هذا البحث من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (31871085) ، ومؤسسة العلوم الطبيعية في شنغهاي (21ZR1407300) ، ومشروع العلوم والتكنولوجيا الرئيسي لبلدية شنغهاي (2018SHZDZX01) ، ومختبر ZJ ، ومركز شنغهاي لعلوم الدماغ والتكنولوجيا المستوحاة من الدماغ.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
8-32 adapterPlexonCustom orderedConnect the female connector and headstage
AAV-CaMKIIα-ChrimsonR-mcherryTaitool BioscienceS0371-94 x 1012 VG/mL 
AAV-hsyn-Gcamp6mTaitool BioscienceS0471-94 x 1012 VG/mL 
DAPISigma236276Titered 1:500
Dental CementNew Century Dental430205
Electrophysiological recordings systemPlexonOmniplex
Enameled wireN/ACustom orderedDiameter = 0.2 mm
Female connectorN/ACustom ordered1.25 mm pitch
GlueLoctite45282
LaserChangchun New IndustriesBH81563635 nm 
MATLABMathWorksR2021b
MicrodrillRWD78001
Multichannel fiber photometryThinkerTechFPS-SS-MC-LED
Optical fiberXi'an BogaoL-200UMSelect the appropriate fiber length based on the depth of the targeted brain regions.
PFA-Coated Tungsten wireA-M System795500Bare 0.002"; Coated 0.0040"
Power meterThorlabsPM100D
Stereotaxic FxrameRWD68807
Tissue adhesive3M1469SB

References

  1. Devinsky, O., et al. Epilepsy. Nat Rev Dis Primers. 4, 18024 (2018).
  2. Piper, R. J., et al. Towards network-guided neuromodulation for epilepsy. Brain. 145 (10), 3347-3362 (2022).
  3. Bertram, E. H.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

213

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved