Diese Arbeit wurde unterstützt durch EU-RP7-ERC-2013-Starting Grant (No.337075), das "Momentum"-Programm von der ungarischen Akademie der Wissenschaften (LP2013-62) und der GINOP-2.3.2-15-2016-00018-Zuschuss. Wir danken Máté Kozák für die Stimulation zu dokumentieren und Aufnahme von Elektroden und Mihály Vöröslakos für die fruchtbaren Diskussionen während der Protokoll-Design.

Alle hier beschriebene Methoden sind nach den Richtlinien der Europäischen Gemeinschaften Rat (86/609 ECC) und für Animal Research bei Albert Szent-Györgyi medizinische und pharmazeutische Center der Universität von der Ethikkommission genehmigt worden Szeged (XIV/218/2016).
1. Herstellung der Elektroden Stimulation
<ol><li>Zu einer Stimulation Elektrode, schneiden sechs 10 cm lange Stücke von Miniatur-Anschluss Drähte entfernen 2 cm von der Verkleidung an einem Ende und 1 cm am anderen Ende.</li>
	<li>Zwei Kabel Verdrillen und kürzere geschälte seitlich festlöten.</li>
	<li>Erwerben Sie einen Streifen von drei Band-Verpackung einer integrierten Schaltung mit SOT-353-Fall.</li>
	<li>Nähen Sie die verdrillten Leitungen durch die drei Löcher des Pakets. Mehr geschälte Segment der Drähte sollte sich in den Hohlräumen des Pakets. Positionieren Sie die Kabel so, dass das Ende der Isolierung im Einklang mit den Rand der Löcher ist.</li>
	<li>Setzen Sie den dental Zement auf den Löchern, die Drähte zu beheben. Achtung: Der dental Zement muss dicht genug, um zu vermeiden, in den Hohlraum des Pakets undicht sein.</li>
	<li>Sobald der Zement verfestigt (mindestens 10 min) ist, drehen Sie das Paket und legte eine dünne Schicht von Sekundenkleber in das Loch eine Wasserdichte Abdichtung gegenüber den porösen Zement zu bilden. Zu vermeiden, kleben die geschälte Drähte.</li>
	<li>Verdrillen Sie die Kabel auf der kürzeren Seite geschälte und festlöten Sie (Abbildung 1A).</li>
	<li>Greifen Sie mehr geschälte Segment der Drähte mit der Spitze eines feinen Pinzette zu, Rollen sie herum zu und wickeln Sie sie in die Hohlräume (Abbildung 1 b). Schneiden Sie überschüssiges Kabel, wenn nötig.</li>
</ol>2. Herstellung der Aufnahme Elektroden
<ol><li>Um eine Aufnahme zu machen sah Triplett Elektrode (Abbildung 1-D), schneiden Sie ein 1 cm langes Stück Edelstahlrohr mit High-Speed-Rotary. Entfernen Sie die Flosse von den Enden des Rohres mit einer spitzen Nadel zu und dafür sorgen Sie, dass das Rohr frei von Schmutz und völlig durchlässig ist. Hinweis: Verwenden Sie Zange, nicht, wie sie das Rohr verzieht.</li>
	<li>Biegen Sie eine vergoldete Board Abstandhalter Pin mit einer Mindestlänge von 3 cm, Inhaber eines J-Form zu bilden. Schneiden Sie das längere Bein der 'J' Form und Löten sie zusammen, um wieder die ursprüngliche Form, eine abnehmbare Gelenk zwischen der langen linearen Teil, der von dem stereotaktischen Gerät stattfinden wird, und die "U"-Form, die die Elektrode zu halten, und dienen als ein Ankerpunkt zu machen . Das Rohr und das kürzere Bein des Inhabers "J" zusammenkleben. Kleben Sie einige zusätzliche 1 cm langen Stangen, falls erforderlich, für die Stabilität.</li>
	<li>Schneiden Sie 3 Stücke von 2,5 cm lange elektrodenleitungen mit Edelstahl, ultrafeine Schere. Stellen Sie sicher, dass es einen klaren und scharfen Schnitt, und die Isolierung an der runden Oberfläche der Elektrode Leitung intakt ist. Stellen Sie außerdem sicher, dass der Schnitte Tipp nicht aufgrund der Krafteinwirkung gebogen ist. Beugen Sie 1 oder 2 mm an einem Ende der einzelnen Drähte in verschiedenen Winkeln (z.B., eine linke gerade eine 45 ° und einen rechten Winkel), unterscheidbar zu machen.</li>
	<li>Das Rohr mit den Drähten zu füllen, wählen Sie einen entsprechenden Abstand der Elektroden für das Experiment (z. B.zur kortikalen lokales Feld möglicher (LFP) und aktuelle Quelle Dichte (CSD) Registrierung der empfohlenen Vorsprung von den Spitzen der Drähte aus der Öffnen der Tube: 4,5 mm, 4,1 mm und 3,7 mm, beziehungsweise). Hinweis, welcher Draht welche Tiefe für die Aufrechterhaltung einer richtigen Kanal Ordnung entspricht.</li>
	<li>Sobald die Drähte neben einander rechtsbündig und sind parallel mit dem Rohr, zur Behebung der elektrodenleitungen platzieren Sie einen einzigen Tropfen flüssigen Sekundenkleber an beiden Enden des Rohres mit einer spitzen Nadel. Stellen Sie sicher, dass der Kleber in das Rohr durch die Kapillarwirkung, aber nicht in der Aufnahme-Standorte an den überstehenden enden fließt.</li>
	<li>Bereiten Sie eine Elektrode-Interface-Platine mit einem richtigen Microconnector kompatibel mit dem Aufnahmesystem verwendet werden.</li>
	<li>Führen Sie die nicht-Aufnahme, gebogenen Enden der Drähte in die Löcher der Elektrode Interface-Platine entsprechend des gewünschten Aufnahme Kanals ein. Wenn alle Drähte in Position sind, drücken Sie die gold Pins in die Löcher mit einer Pinzette. Hinweis: Gold Pins können mit dental Zement fixiert werden, aber in den meisten Fällen ist es stabil genug, auch ohne diese Sicherheit Schritt.</li>
</ol>3. Anästhesie
<ol><li>Legen Sie das Tier in einer versiegelten Anästhesie Induktion Kammer und mit 4-5 % von Isofluran in 2 L/min medizinische Luft füllen.</li>
	<li>Wenn die Ratte Liegerad ist, entfernen Sie das Tier aus der Kammer zu und legen Sie sie in einem stereotaktischen Rahmen mit eine geeignete Belüftung Nasenstück.</li>
	<li>Stellen Sie Isofluran auf 2 % ein, obwohl die Rate der Luftstrom sollte gleich bleiben. Überprüfen Sie die Höhe der Anästhesie. Ist die Abwesenheit von der Pfote Rückzug Reflex in Reaktion auf kneifen, weiter, sonst erhöhen die Tiefe der Narkose.</li>
	<li>Überwachen Sie und warten Sie die Ratte Körpertemperatur auf 37 ± 0,5 ° C mit einem homöotherm Überwachungssystem. Wenden Sie ein Tröpfchen von Paraffin-Salbe auf die Augen, Austrocknung der Hornhaut zu verhindern. Wiederholen Sie diesen Vorgang während der Operation mehrmals, wenn nötig.</li>
	<li>Subkutan injizieren Sie 0,3 mg/kg Atropin um Schleim in den Atemwegen zu vermeiden. Wiederholen Sie diesen Vorgang alle vier Stunden bei längeren Operationen. Atmung zu überwachen und Verdampfer, bei Bedarf anpassen.</li>
</ol>4. die Implantation der Stimulation und Aufnahme Elektroden
Hinweis: Autoklav alle notwendigen chirurgischen Instrumente und befolgen Sie die allgemeinen Regeln der Asepsis und Antisepsis während des gesamten Verfahrens. Berühren Sie unsterilen Bereiche außerhalb der OP-Bereich. Tauchen Sie die Elektroden in Äthyl-Alkohol (70 %) für 30 min vor der Implantation.
<ol><li>Entfernen Sie die meisten die Haare aus der Kopfhaut mit einer Haarschneidemaschine. Enthaarungscreme auf die Kopfhaut auftragen, gleichmäßig auf der Oberfläche und ein paar Minuten warten. Einem Spatel um vorsichtig die Sahne und die restlichen Haare zu entfernen. Spülen Sie die Haut mit Wasser, dann mit Desinfektionsmittel.</li>
	<li>1-2 % Lidocain zu injizieren (nicht mehr als eine Gesamtdosis von 7 mg/kg) subkutan zur Betäubung der Haut. Einen einzigen Tropfen Vet Salbe für die Augen (z.B. Paraffin) gelten.</li>
	<li>Machen Sie eine gründliche und eine lange (~ 2 cm) sagittale Inzision in der Mittellinie mit einem Skalpell von der Stirn bis zum Nacken. Sezieren der Gewebe einschließlich der Knochenhaut vom Schädel, dann reinigen Sie den Bereich zwischen der Cristae der beiden Temporal Knochen mit einem Meißel oder Zahn einer Pinzette. Halten Sie den Schädel durch zurückziehen der sezierten Haut mit vier Bulldoggen ausgesetzt.</li>
	<li>Sanft legen Sie feine Pinzette zwischen den steilen Rand des Schläfenbeins und Muskeln und trennen Sie sie. Machen Sie jigging Bewegungen, so viel von der großen Oberfläche des Schläfenbeins wie möglich, vorzugsweise von der Kante des Occipital Knochens auf die Ebene der koronalen Nähte, verfügbar zu machen, ohne die Muskeln.</li>
	<li>Platzieren Sie Retraktoren Bitemporally um die Temporal Knochen ausgesetzt.</li>
	<li>Spülen Sie die Oberfläche des Schädels mit 1-2 mL 3 % H2O2, dann waschen Sie es mit 1-2 mL Wasser.</li>
	<li>Die Oberfläche der Temporal Knochen sehr sorgfältig an der Luft trocknen, die Feuchtigkeit mit ocular-Sticks aufwischen. Testen Sie, ob die Stimulation Elektroden auf die Oberfläche gereinigt vertikale Schädel passen (die Oberkante der Stimulationselektrode sollte im Einklang mit der Kante der Crista des Schläfenbeins). Nachjustieren Sie die Bulldogs und die Retraktoren oder prägen Sie die Stimulation Elektroden mit einer Schere, bei Bedarf.</li>
	<li>Füllen Sie die Hohlräume der Stimulation Elektroden mit elektrisch leitfähige gel und legte eine dünne Schicht des Klebers auf die Felge der Elektroden.</li>
	<li>Legen Sie die Stimulationselektrode auf die trockene Oberfläche des Schläfenbeins mit einer präzise Bewegung und halten Sie es fest im Ort für eine Minute mit einer feinen Pinzette. Stellen Sie sicher, dass keine Feuchtigkeit in Kontakt mit dem Kleber. MOP mit ocular-Sticks, falls erforderlich. Achtung: für den Fall, dass eine Instabilität der Elektrode erlebt wird, entfernen Sie es. Wiederholen Sie nach Reinigung der Knochen diesen Schritt mit einer neuen Stimulationselektrode.</li>
	<li>Setzen Sie dental Zement über die Ränder der Stimulationselektrode, während die undichte Feuchtigkeit des Gewebes kontinuierlich mit ocular-Sticks getrocknet wird. Decken Sie die gesamte Stimulationselektrode mit Zement.</li>
	<li>Nachdem der Kleber vollständig ausgehärtet ist, wiederholen Sie diese Schritte auf der kontralateralen Seite.</li>
	<li>Bohren Sie einige Löcher überall auf den Schädel zum Ankern Schrauben. Miniatur-Schrauben in die Löcher zu fahren und legte dental Zement übergießen. Verwenden Sie ein kleinerer Durchmesser von ca. 10 % im Vergleich zu den Schraubendurchmesser Bohrkopf.</li>
	<li>Je nach Zweck der Experimente einen Stecker an den Enden der Kabel Löten, legen Sie es auf die Oberfläche, und mit Zement, oder weiter Implantation Aufnahme Elektroden und Lichtleitfasern oder Vorbereiten einer kranialen Fenster über den Schädel. Löten Sie in diesem Fall die Stecker zu und Verankern sie das Konstrukt erst am Ende. Im Falle der Notwendigkeit der gleichzeitigen TES und LFP Langzeitaufzeichnungen Implantat die vorgenannten Elektrode Drillinge anstelle von einzelnen Drähten. Hinweis: Dieses Setup ermöglicht die Entfernung von gemeinsamen Modus Stimulation Artefakte8. Für die Details der Aufnahme Elektrode Implantation siehe vorherigen Protokolle14,15.</li>
	<li>Waschen Sie die exponierten Geweben reichlich mit Desinfektionsmittel. 1-2 % Lidocain zu injizieren (nicht mehr als eine Gesamtdosis von 7 mg/kg) subkutan.</li>
	<li>Debride Wundränder und schließen Sie sie mit einfachen unterbrochene Nähte um den Connector/Implantat. Desinfizieren Sie die Wunde mit Povidon-Jod.</li>
	<li>Carprofene 5 mg/kg subkutan zu injizieren. Wiederholen Sie diesen Vorgang, wenn nötig. Hinweis: Andere Analgetika können entsprechen die Anforderungen der lokalen ethischen Berechtigung Board verwendet werden.</li>
	<li>Auszusetzen, Anästhesie, release Earbars und Nasensteg und setzen Sie das Tier in einem Käfig postoperative Erholung, um wieder zu Bewusstsein kommen.</li>
	<li>Stellen Sie sicher, dass das Tier unter strenger Aufsicht in den ersten postoperativen Stunden. Weiterhin die Implantat-Bereich in regelmäßigen Abständen zu überwachen. Hinweis: Das Tier sollte nicht unbeaufsichtigt gelassen werden bis es ausreichend Bewusstsein zur Aufrechterhaltung der sternalen liegen wiedererlangt hat. Haus das Tier individuell bis zur endgültigen Genesung von der Prozedur.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Ozen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+electric+stimulation+entrains+cortical+neuronal+populations+in+rats.">Transcranial electric stimulation entrains cortical neuronal populations in rats.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 30 (34), 11476-11485 (2010).</li><li>Ali, M. M., Sellers, K. K., Frohlich, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+alternating+current+stimulation+modulates+large-scale+cortical+network+activity+by+network+resonance.">Transcranial alternating current stimulation modulates large-scale cortical network activity by network resonance.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 33 (27), 11262-11275 (2013).</li><li>Helfrich, R. 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P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence-based+guidelines+on+the+therapeutic+use+of+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS).">Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS).</a> Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 128 (1), 56-92 (2017).</li><li>Kuo, M. F., Nitsche, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+transcranial+electrical+stimulation+on+cognition.">Effects of transcranial electrical stimulation on cognition.</a> Clinical EEG and neuroscience. 43 (3), 192-199 (2012).</li><li>Sandrini, M., Fertonani, A., Cohen, L. 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Safety, sensations and secondary induced effects.</a> Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 126 (11), 2181-2188 (2015).</li><li>Marshall, L., Binder, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+transcranial+oscillatory+stimulation+to+research+on+neural+networks:+an+emphasis+on+hippocampo-neocortical+rhythms.">Contribution of transcranial oscillatory stimulation to research on neural networks: an emphasis on hippocampo-neocortical rhythms.</a> Frontiers in human neuroscience. 7, 614 (2013).</li><li>Reato, D., Rahman, A., Bikson, M., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+weak+transcranial+alternating+current+stimulation+on+brain+activity-a+review+of+known+mechanisms+from+animal+studies.">Effects of weak transcranial alternating current stimulation on brain activity-a review of known mechanisms from animal studies.</a> Frontiers in human neuroscience. 7, 687 (2013).</li><li>Thut, G., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insights+into+rhythmic+brain+activity+from+TMS-EEG+studies.">New insights into rhythmic brain activity from TMS-EEG studies.</a> Trends in cognitive sciences. 13 (4), 182-189 (2009).</li><li>Gage, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+implantation+of+chronic+neural+electrodes+for+recording+single+unit+activity+and+electrocorticographic+signals.">Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (60), (2012).</li><li>Vandecasteele, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents.">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (61), e3568 (2012).</li><li>Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+Continuous+EEG+Monitoring+in+Small+Rodent+Models+of+Human+Disease+Using+the+Epoch+Wireless+Transmitter+System.">Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (101), e52554 (2015).</li><li>Ung, K., Arenkiel, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber-optic+implantation+for+chronic+optogenetic+stimulation+of+brain+tissue.">Fiber-optic implantation for chronic optogenetic stimulation of brain tissue.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (68), e50004 (2012).</li><li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+craniotomy+surgery+procedure+for+chronic+brain+imaging.">A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (12), (2008).</li></ol>

Antal Gesellschafterversammlung ist der Inhaber und Gründer der Amplipex Ltd, ein Unternehmen für die Herstellung von großflächigen multiplexing Biosignal-Verstärker. Gábor Kozák und Tamás Földi haben nichts preisgeben.

Der wichtigste Schritt dieses Protokolls ist das Verkleben von der Elektrode-Paket auf der Knochenoberfläche. Bei unsachgemäßer Abdichtung, entsteht eine Lücke zwischen den Elektroden und den Knochen, und sekundäre Narbengewebe kann wachsen in diese Lücke, die die Qualität der Stimulation verringert. Die Knochenoberfläche muss komplett trocken sein, während der Schritte auf das Paket kleben und bei Instabilität der Elektroden zu erleben, muss es entfernt und ersetzt mit einem neuen Paket um die besten Ergebniss...

Transkraniellen Elektrostimulation (TES) ist eine wertvolle methodische Aktivität des Gehirns in eine zeitlich beschränkte Weise beeinflussen. Je nach Größe und Platzierung der Elektroden Stimulation, TES beeinträchtigen großes Gehirn Volumen und mitzureißen neuronale Populationen diffus1,2,3. Transkranielle Gleichstrom Stimulation ist für die Behandlung von schweren depressiven Störungen4,5, und viele Studien zu konzentrieren auf die kognitive Effekte der transkraniellen Stimulation in Menschen6 zeigen bereits medizinisch anerkannt. , 7. Darüber hinaus viel versprechende Ergebnisse wurden bei der Kontrolle der epileptische Anfälle8,9der Potenziale der TES gemeldet.
Trotz intensiver Forschung gibt es noch viele offene Fragen hinsichtlich der genaue Mechanismus der Action, mögliche Nebenwirkungen und das langfristige Resultat der Anwendung dieser Methode10,11,12. Daher ist es von entscheidender Bedeutung für eine stabile und reproduzierbare Protokoll, die Auswirkungen des TES in Tiermodellen zu untersuchen haben. Angesichts der Tatsache, dass viele Erkrankungen (z.B.Depressionen, Epilepsie und Schizophrenie) nur ausgiebig werden wach Tiere untersucht können und die Natur von diesen Erkrankungen erfordern in der Regel langfristige Behandlung, bieten wir ein Protokoll für chronische Implantation von Elektroden Transkranielle bei Ratten. Die hier vorgestellte Methode eignet sich für Verhaltensstudien oder kombinierbar mit Implantation von Elektroden Aufnahme (d.h., Kabel, Silikon-Sonden, Juxtacellular Elektroden) oder chronische kranialen Windows für elektrophysiologische Experimente und bildgebenden Verfahren, beziehungsweise. Abhängig von den experimentellen Design kann das Timing der Stimuli zufällige oder ereignisgesteuerte spezifischen Verhaltens Hinweise oder die elektrophysiologischen Markenzeichen von bestimmten Gehirn Staaten (Anfälle, Theta-Schwingungen)8, 11 , 13.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass im Gegensatz zu den derzeit verwendeten menschlichen Ansatz, der Verkörperung der Elektroden auf der Haut verwendet werden, hier eine Methode zeigen wir, die subkutane Implantation rechts über die Oberfläche des Schläfenbeins, da Ratten kaum beschäftigt tolerieren Sie nichts auf ihrer Haut, die leicht zu erreichen mit ihren Pfoten gelegt.
Nach den Grundsätzen der Ersatz, Reduktion und Raffinesse, aufgrund der chronischen Natur der Implantation hilft diese Methode zur Reduzierung der Anzahl der Tiere, da jedes Tier in verschiedenen experimentellen Bedingungen monatelang, erlaubt die Verwendung eingestellt werden kann weniger Tiere zu verschiedenen Hypothesen zu testen.
In der vorliegenden Studie wir bieten eine ausführliche, schrittweise Protokoll Transkranielle Stimulation Elektrode Herstellung (Abbildung 1A-B) und zeigen die chronische Implantation diese Elektroden über die zeitliche Knochen ein sechs-Monat-alten männliche Long-Evans-Ratte.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate liquid</td>
			<td>Henkel</td>
			<td>Loctite 401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate gel</td>
			<td>Henkel</td>
			<td>Loctite 454</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire for stimulation electrodes</td>
			<td>Phoenix Wire Inc.</td>
			<td>36744MHW - PTFE Microminiature Hook-Up Wire</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Board spacer</td>
			<td>E-tec Interconnect</td>
			<td>SP1-020-S378/01-55</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Connector</td>
			<td>E-tec Interconnect</td>
			<td>P2510I-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tape packaging for stimulation electrodes</td>
			<td>Nexperia</td>
			<td>74HC1G00GW</td>
			<td>Tape packaging of any integrated circuit with SOT-353 case can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grip Cement Industrial Grade</td>
			<td>Caulk Dentsply</td>
			<td>675571 (powder) 675572 (solvent)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electroconductive gel</td>
			<td>Rextra</td>
			<td>ECG Gel</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recording electrode wire</td>
			<td>California Fine Wire Co.</td>
			<td>.002 (50 micron) Tungsten 99.95% (CFW Material #: 100-211), HMl-Natural, cut to 3.0 inch pieces, Round, Cut length piece wire</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrafine scissors</td>
			<td>Hammacher Instrumente</td>
			<td>Stainless HSB 544-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel tube</td>
			<td>Vita Needle Company</td>
			<td>29 RW, 304SS Tubing, T.I.G. Welded and Plug</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High speed rotary saw</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Model # 395</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary saw holder</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Model # 220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary saw cut-off wheel</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Model # 409</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ocular sticks</td>
			<td>Lohmann-Rauscher</td>
			<td>Pro-ophta Ocular Sticks</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wet disinfectant</td>
			<td>Egis</td>
			<td>Betadine</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry disinfectant</td>
			<td>Wagner Pharma</td>
			<td>Reseptyl-urea</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drilling machine</td>
			<td>NSK-Nakanishi United Kingdom</td>
			<td>Vmax35RV Pack</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anchoring screws</td>
			<td>Antrin Miniature Specialties, Inc.</td>
			<td>000-120x1/16 SL BIND MS SS</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

chronic transcranial electrical stimulation and intracortical recording in rats

Transkraniellen Elektrostimulation (VES) ist ein kraftvoll und relativ einfache Ansatz, diffus Aktivität des Gehirns nach dem Zufallsprinzip oder in einer geschlossenen ereignisgesteuerte Weise beeinflussen. Obwohl viele Studien über mögliche nutzen und Nebenwirkungen von TES in gesunden und pathologischen Gehirn konzentriert sind, gibt es noch viele grundlegende Fragen bezüglich der Wirkmechanismus der Stimulation. Deshalb gibt es ein klares muss für eine stabile und reproduzierbare Methode zu testen, die akute und chronische Effekte des TES bei Nagetieren. TES kombinierbar mit regelmäßigen Verhaltensstörungen, elektrophysiologische und bildgebende Techniken, neuronale Netze in Vivozu untersuchen. Die Implantation von Elektroden Transkranielle Stimulation erlegt nicht zusätzliche Beschränkungen für das experimentelle Design auf und eine vielseitige, flexible Tool bietet, um Aktivität des Gehirns zu manipulieren. Hier bieten wir Ihnen eine ausführliche, schrittweise Protokoll zu fabrizieren und Implantat Transkranielle Stimulation Elektroden Hirnaktivität monatelang in einer zeitlich beschränkten Weise zu beeinflussen.

Die Implantation von Elektroden chronische Stimulation (Abbildung 1 b) kombinierbar mit zusätzlicher Implantation von Elektroden (Abbildung 1-D) aufnehmen. Diese Einstellungen eignen sich zur Anforderungs-Aufnahme und Stimulation Systeme mit spezifischen Hirnaktivitäten stören bilden. Hier präsentieren wir repräsentative Ergebnisse einer geschlossenen Epilepsie-Erkennung und Interventionssystem, angewendet a...

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Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Dieses ausführliche Protokoll beschreibt Transkranielle Stimulation Elektrode Platzierung auf dem Felsenbein um die kurz- und langfristigen Auswirkungen der transkraniellen Elektrostimulation im frei beweglichen Ratten zu untersuchen.

Chronische Transkraniellen Elektrostimulation und Intracortical Aufnahme bei Ratten

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

chronic-transcranial-electrical-stimulation-intracortical-recording

Research

JoVE Journal

Neuroscience

8.6K Aufrufe.  University of Szeged. Dieses ausführliche Protokoll beschreibt Transkranielle Stimulation Elektrode Platzierung auf dem Felsenbein um die kurz- und langfristigen Auswirkungen der transkraniellen Elektrostimulation im frei beweglichen Ratten zu untersuchen.

Serie: Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful rest."1,2,3 It is thought the default mode network corresponds to self-referential or "internal mentation".2,3
It has been hypothesized that, in humans, activity within the default mode network is correlated with certain pathologies (for instance, hyper-activation has been linked to schizophrenia 4,5,6 and autism spectrum disorders 7 whilst hypo-activation of the network has been linked to Alzheimer's and other neurodegenerative diseases 8). As such, noninvasive modulation of this network may represent a potential therapeutic intervention for a number of neurological and psychiatric pathologies linked to abnormal network activation. One possible tool to effect this modulation is Transcranial Magnetic Stimulation: a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability (either increasing or decreasing it) via the application of localized magnetic field pulses.9
In order to explore the default mode network's propensity towards and tolerance of modulation, we will be combining TMS (to the left inferior parietal lobe) with functional magnetic resonance imaging (fMRI). Through this article, we will examine the protocol and considerations necessary to successfully combine these two neuroscientific tools.

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the combination of TMS and fMRI to examine the effects of brain stimulation on the default network.

Die Kombination TMS und fMRT dem Standard-Modus Netzwerk Untersuchen

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Forschung

Neurowissenschaften

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a non-invasive and safe alternative to change cortical excitability2. The effects of one session of tDCS can last for several minutes, and its effects depend on polarity of stimulation, such as that cathodal stimulation induces a decrease in cortical excitability, and anodal stimulation induces an increase in cortical excitability that may last beyond the duration of stimulation6. These effects have been explored in cognitive neuroscience and also clinically in a variety of neuropsychiatric disorders &#x2013; especially when applied over several consecutive sessions4. One area that has been attracting attention of neuroscientists and clinicians is the use of tDCS for modulation of pain-related neural networks3,5. Modulation of two main cortical areas in pain research has been explored: primary motor cortex and dorsolateral prefrontal cortex7. Due to the critical role of electrode montage, in this article, we show different alternatives for electrode placement for tDCS clinical trials on pain; discussing advantages and disadvantages of each method of stimulation.

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is an established technique to modulate cortical excitability1,2. It has been used as an investigative tool in neuroscience due to its effects on cortical plasticity, easy operation, and safe profile. One area that tDCS has been showing encouraging results is pain alleviation 3-5.

Electrode Positionierung und Montage in Transkranielle Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a ...

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels). The present protocol describes how this method can be used to stimulate the posterior tibial nerve that activates plantar flexor muscles. Percutaneous electrical nerve stimulation consists of inducing an electrical stimulus to a motor nerve to evoke a muscular response. Direct (M-wave) and/or indirect (H-reflex) electrophysiological responses can be recorded at rest using surface electromyography. Mechanical (twitch torque) responses can be quantified with a force/torque ergometer. M-wave and twitch torque reflect neuromuscular transmission and excitation-contraction coupling, whereas H-reflex provides an index of spinal excitability. EMG activity and mechanical (superimposed twitch) responses can also be recorded during maximal voluntary contractions to evaluate voluntary activation level. Percutaneous nerve stimulation provides an assessment of neuromuscular function in humans, and is highly beneficial especially for studies evaluating neuromuscular plasticity following acute (fatigue) or chronic (training/detraining) exercise.

We present a protocol to assess changes in neuromuscular function. Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method that evokes muscular responses. Electrophysiological and mechanical properties of these responses permit the evaluation of neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, spinal and peripheral levels).

Beurteilung der neuromuskulären Funktion Mit Perkutane elektrische Nervenstimulation

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the electrical responses of the retina to light stimulation, while the VEP measures the corresponding functional integrity of the visual pathways from the retina to the primary visual cortex following the same light event. The ERG waveform can be broken down into components that reflect responses from different retinal neuronal and glial cell classes. The early components of the VEP waveform represent the integrity of the optic nerve and higher cortical centers. These recordings can be conducted in isolation or together, depending on the application. The methodology described in this paper allows simultaneous assessment of retinal and cortical visual evoked electrophysiology from both eyes and both hemispheres. This is a useful way to more comprehensively assess retinal function and the upstream effects that changes in retinal function can have on visual evoked cortical function.

This protocol describes simultaneous measurement of electroretinogram and visual evoked potentials in anesthetized rats.

Gleichzeitige Aufnahme von Elektroretinographie und visuell evozierten Potentialen in narkotisierten Ratten

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific frequency and in turn modulate ongoing cortical oscillatory activity. This neurotool allows the establishment of a causal link between endogenous oscillatory activity and behavior. Most of the tACS studies have shown online effects of tACS. However, little is known about the underlying action mechanisms of this technique because of the AC-induced artifacts on Electroencephalography (EEG) signals. Here we show a unique approach to investigate online physiological frequency-specific effects of tACS of the primary motor cortex (M1) by using single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) to probe cortical excitability changes. In our setup, the TMS coil is placed over the tACS electrode while Motor Evoked Potentials (MEPs) are collected to test the effects of the ongoing M1-tACS. So far, this approach has mainly been used to study the visual and motor systems. However, the current tACS-TMS setup can pave the way for future investigations of cognitive functions. Therefore, we provide a step-by-step manual and video guidelines for the procedure.

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) allows the modulation of cortical excitability in a frequency-specific fashion. Here we show a unique approach which combines online tACS with single pulse Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) in order to "probe" cortical excitability by means of Motor Evoked Potentials.

Effekte der transkraniellen Wechselstrom Stimulation auf Primärbewegungsrinde durch Online-kombinierter Ansatz mit Transcranial magnetische Anregung

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Transcranial electrical brain stimulation can modulate cortical excitability and plasticity in humans and rodents. The most common form of stimulation in humans is transcranial direct current stimulation (tDCS). Less frequently, transcranial alternating current stimulation (tACS) or transcranial random noise stimulation (tRNS), a specific form of tACS using an electrical current applied randomly within a pre-defined frequency range, is used. The increase of noninvasive electrical brain stimulation research in humans, both for experimental and clinical purposes, has yielded an increased need for basic, mechanistic, safety studies in animals. This article describes a model for transcranial electrical brain stimulation (tES) through the intact skull targeting the motor system in alert rodents. The protocol provides step-by-step instructions for the surgical set-up of a permanent epicranial electrode socket combined with an implanted counter electrode on the chest. By placing a stimulation electrode into the epicranial socket, different electrical stimulation types, comparable to tDCS, tACS, and tRNS in humans, can be delivered. Moreover, the practical steps for tES in alert rodents are introduced. The applied current density, stimulation duration, and stimulation type may be chosen depending on the experimental needs. The caveats, advantages, and disadvantages of this set-up are discussed, as well as safety and tolerability aspects.

This protocol describes a surgical set-up for a permanent epicranial electrode socket and an implanted chest electrode in rodents. By placing a second electrode into the socket, different types of transcranial electrical brain stimulation can be delivered to the motor system in alert animals through the intact skull.

Transkranielle elektrische Hirnstimulation in Alert Nagetiere

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

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for several neuropsychiatric diseases. The biological effects of tDCS are not fully understood, which is in part explained due to the difficulty in obtaining human brain tissue. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode allowing the study of the long-lasting biological effects of tDCS. In this experimental model, tDCS changes the cortical gene expression and offers a prominent contribution to the understanding of the rationale for its therapeutic use.

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a therapeutic technique proposed to treat psychiatric diseases. An animal model is essential for understanding the specific biological alterations evoked by tDCS. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode.

Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) bei Mäusen

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for ...

Establishment of Acute Pontine Infarction in Rats by Electrical Stimulation

Pontine infarction is the most common stroke subtype in the posterior circulation, while there lacks a rodent model mimicking pontine infarction. Provided here is a protocol for successfully establishing a rat model of acute pontine infarction. Rats weighing about 250 g are used, and a probe with an insulated sheath is injected into the pons using a stereotaxic apparatus. A lesion is produced by the electrical stimulation with a single pulse. The Longa score, Berderson score, and beam balance test are used to assess neurological deficits. Additionally, the adhesive-removal somatosensory test is used to determine sensorimotor function, and the limb placement test is used to evaluate proprioception. MRI scans are then used to assess the infarction in vivo, and TTC staining is used to confirm the infarction in vitro. Here, a successful infarction is identified that is located in the anterolateral basis of the rostral pons. In conclusion, a new method is described to establish an acute pontine infarction rat model.

Presented here is a protocol for establishing acute pontine infarction in a rat model via electrical stimulation with a single pulse.

Einrichtung eines akuten Pontininfarkts bei Ratten durch elektrische Stimulation

Pontine infarction is the most common stroke subtype in the posterior circulation, while there lacks a rodent model mimicking pontine infarction. Provided ...

Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats

Peripheral nerve cuff electrodes have long been used in the neurosciences and related fields for stimulation of, for example, vagus or sciatic nerves. Several recent studies have demonstrated the effectiveness of chronic VNS in enhancing central nervous system plasticity to improve motor rehabilitation, extinction learning, and sensory discrimination. Construction of chronically implantable devices for use in such studies is challenging due to rats&#8217; small size, and typical protocols require extensive training of personnel and time-consuming microfabrication methods. Alternatively, commercially available implantable cuff electrodes can be purchased at a significantly higher cost. In this protocol, we present a simple, low-cost method for construction of small, chronically implantable peripheral nerve cuff electrodes for use in rats. We validate the short and long-term reliability of our cuff electrodes by demonstrating that VNS in ketamine/xylazine anesthetized rats produces decreases in breathing rate consistent with activation of the Hering-Breuer reflex, both at the time of implantation and up to 10 weeks after device implantation. We further demonstrate the suitability of the cuff electrodes for use in chronic stimulation studies by pairing VNS with skilled lever press performance to induce motor cortical map plasticity.

Existing approaches for constructing chronically implantable peripheral nerve cuff electrodes for use in small rodents often require specialized equipment and/or highly trained personnel. In this protocol we demonstrate a simple, low-cost approach for fabricating chronically implantable cuff electrodes, and demonstrate their effectiveness for vagus nerve stimulation (VNS) in rats.

Vorbereitung von peripheren Nervenstimulationselektroden für die chronische Implantation bei Ratten

Peripheral nerve cuff electrodes have long been used in the neurosciences and related fields for stimulation of, for example, vagus or sciatic nerves. ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) for Memory Enhancement

Memory enhancement is one of the great challenges in cognitive neuroscience and neurorehabilitation. Among various techniques used for memory enhancement, transcranial direct current stimulation (tDCS) is emerging as an especially promising tool for improvement of memory functions in a non-invasive manner. Here, we present a tDCS protocol that can be applied for memory enhancement in healthy-participant studies as well as in aging and dementia research. The protocol uses weak constant anodal current to stimulate cortical targets within cortico-hippocampal functional network engaged in memory processes. The target electrode is placed either on the posterior parietal cortex (PPC) or the dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC), while the return electrode is placed extracranially (i.e., on the contralateral cheek). In addition, we outline a more advanced method of oscillatory tDCS, mimicking a natural brain rhythm to promote hippocampus-dependent memory functions, which can be applied in a personalized and non-personalized manner. We present illustrative results of associative and working memory improvement following single tDCS sessions (20 minutes) in which the described electrode montages were used with current intensities between 1.5 mA and 1.8 mA. Finally, we discuss crucial steps in the protocol and methodological decisions that must be made when designing a tDCS study on memory.

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS for Memory Enhancement

A protocol for memory enhancement by using transcranial direct current stimulation (tDCS) targeting dorsolateral prefrontal and posterior parietal cortices, as core cortical nodes within hippocampo-cortical network, is presented. The protocol has been well evaluated in healthy-participant studies and is applicable to aging and dementia research as well.

Transkranielle Gleichstromstimulation (tDCS) zur Gedächtnisverbesserung

Memory enhancement is one of the great challenges in cognitive neuroscience and neurorehabilitation. Among various techniques used for memory enhancement, ...