Este trabajo fue financiado por el Wellcome Trust.

Antes de que los estudios pueden llevar a cabo la aprobación de los bebés y ética informado por escrito consentimiento de los padres debe ser buscada. En este estudio la aprobación ética se obtuvo de la University College Hospital Comité de Ética e informado consentimiento por escrito de los padres se obtuvo antes de cada procedimiento. Este estudio se ajustaba a las normas establecidas por la Declaración de Helsinki y las directrices de Buena Práctica Clínica. 1. La recolección de datos - Configuración <ol><li> Realizar un mínimo de 16 individuales desechables EEG Ag / AgCl taza en la cabeza del bebé después de la piel preparando de acuerdo con el sistema de electrodos 10-20 de colocación (fig. 1A). Cobertura más amplia se puede lograr usando una tapa de EEG con electrodos incorporados. El uso de una tapa de EEG hace el proceso más rápido y menos perjudicial, especialmente en lo que se preparan con electrodos inductivos gel antes de colocar la tapa en la cabeza. La aplicación de electrodos desechables EEG requieremás tiempo y habilidad, pero generalmente resulta en una mejor grabación. Considere la posibilidad de reducir el número de electrodos si el acceso a los lactantes es limitada, pero siempre se usan electrodos línea media (Cz, CPZ y FCZ). Use FCz como el electrodo de referencia para la grabación. </li><li> Utilice pasta conductora EEG para optimizar el electrodo / piel de acoplamiento eléctrico. </li><li> Colocar una red elástica sobre los electrodos para mantenerlos en su lugar. </li><li> Ate los cables-electrodos para disminuir al mínimo las interferencias eléctricas. </li><li> Coloque un electrodo de masa en el pecho o la cabeza. </li><li> Colocar los electrodos EMG en el bíceps femoral de ambas piernas después de la piel preparando (fig. 1B). </li><li> Para grabar la actividad de ECG llevar a cabo una electrodos de ECG en el cuerpo después de la piel preparando (un electrodo en el lado izquierdo del pecho, uno en la derecha y usar el electrodo de masa igual que para el EEG). </li><li> Coloque un transductor de movimiento en el abdomen para medir la respiración. </li><li> Colocar una sonda de oxímetro de pulso en el piepara medir la saturación de oxígeno y frecuencia cardiaca. Asegúrese de que la sonda se fija en su lugar y que una señal continua se registra sin interrupciones. La sonda de oxímetro tiene que ser colocado en el pie que es contralateral al pie que tiene la intención de estimular. </li><li> Establecer una cámara de vídeo montada en un trípode para enmarcar la cara del niño para que los cambios en la expresión facial se puede grabar. </li><li> Colocar un diodo emisor de luz (LED) en el marco de la cámara. El LED está relacionada con el circuito de tiempo para que parpadea cuando la estimulación se presenta para sincronizar el EEG, EMG y grabación de vídeo. </li></ol> 2. La recolección de datos - registro <ol><li> Iniciar la grabación de vídeo. </li><li> Iniciar la grabación de la oximetría de pulso. </li><li> Inicio EEG / EMG grabación. </li><li> Espere hasta que el niño está resuelto. </li><li> Mantenga el pie como si se realiza una punción del talón y marcar manualmente caso de que el EEG y EMG. Esta época va a ser utilizado para identificar una parte del fondo de control de EEGy EMG. </li><li> Aplicar la estimulación táctil con ligeros golpes en un tapón de goma que se une al brazo de un martillo contra la superficie del tendón del talón. Estimular el pie que no está conectado a la oxímetro de pulso. Cuando el bebé se estimula el EEG / EMG y grabación de video debe ser marcada por eventos con el fin de identificar el momento en la grabación cuando la estimulación se llevó a cabo. La estimulación táctil puede evento marcado por la conexión de un jefe de impedancia para el martillo del tendón que une el estimulador electrónico al equipo de grabación. La grabación de vídeo es un evento marcado por el flash LED. Toques repetidos pueden ser aplicadas y que el estímulo puede ser aplicado a diferentes regiones del cuerpo, es decir, el hombro </li><li> Aplicar un control de la estimulación no nocivos al girar la lanceta de 90 grados y ponerlo contra el pie de modo que cuando la hoja de resorte se libera, no entra en contacto con la piel. Este evento puede llevar mucho tiempo encerrado con un acelerómetro conectado a la superficie superior de la tse lanza. El acelerómetro detecta la vibración que se produce cuando la hoja está en libertad. </li><li> Realizar la punción del talón clínicamente esenciales de conformidad con la práctica clínica en la unidad neonatal. Espere hasta que la actividad EEG se resuelva antes de realizar la punción del talón. El tiempo de bloqueo de la punción del talón se puede realizar en la misma forma que para el control de la estimulación. Después de la punción del talón, no apriete el pie durante al menos 30 segundos para asegurar que las respuestas se registran únicamente por la lanza. </li><li> Asegúrese de que la cantidad necesaria de sangre se recoge y se preparan las muestras para análisis clínicos. </li><li> Guardar los datos y dejar todas las grabaciones. </li><li> Registrar la información demográfica del niño y los detalles experimentales y los de entrada en una base de datos para un almacenamiento seguro y de referencia en el futuro. </li><li> Repita este procedimiento en la muestra necesaria de los niños. En este ejemplo el número de niños = 23. </li></ol> 3. Análisis de datos de EEG <ol><li> Crear épocas de EEG 1,7 segundos que corresponden a cada estimulación táctil, control y la lanza y el fondo del EEG. Las épocas deben comenzar 0,6 segundos antes de cada evento. El número de épocas que corresponden a cada modalidad debe ser el mismo. </li><li> Línea de base correcta las épocas restando la señal de línea de base media y alta filtro de paso que en el 0,1 Hz. </li><li> Considere las épocas registradas en CPZ o Cz para su posterior análisis y excluir a las épocas que fueron contaminados por artefactos de movimiento. Artefacto movimiento se define como un cambio en la amplitud mayor que 50μV en menos de 50 ms. </li><li> Alinear las huellas de corregir la latencia fluctuación entre 50 y 300 ms post estímulo y Análisis de la conducta de Componentes Principales (PCA) en este intervalo de tiempo para identificar el potencial táctil (es decir, la actividad EEG en relación con la estimulación táctil). Considere la posibilidad de las épocas que las variables y el tiempo de los puntos de las observaciones. PCA descompone las épocas de EEG en formas de onda básicas, llamadas componentes principales (PC) y representan la variación sistemática en la amplitud de la señal a través de los puntos de tiempo. </li><li> Ejecutar un análisis de varianza (ANOVA) en los pesos de cada uno de los primeros 2 PCs para determinar qué PC representa el potencial táctil. Esta será la PC cuyos pesos fueron significativamente mayores tras la estimulación táctil en comparación con el fondo del EEG. </li><li> Alinear las huellas para corregir fluctuaciones de latencia entre 300 y 700 ms post estímulo y la conducta de PCA en este intervalo de tiempo. </li><li> Ejecutar un modelo lineal de los pesos de cada uno de los primeros 2 PCs para determinar qué PC representa el potencial nociceptivo-específicas. Esta será la PC cuyos pesos fueron significativamente mayores estímulos nocivos siguientes en comparación con la estimulación táctil y el fondo del EEG. </li></ol> 4. EMG de análisis de datos <ol><li> Calcular la raíz cuadrada media (RMS) de la señal de EMG en la estimulación primer post 1000 ms para el control y estímulos lanza. </li><li> Realizar una prueba de la t delos valores RMS para determinar la nociceptivas específicas de retirada reflejo espinal. </li></ol> 5. Resultados representante <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig1.jpg" /> <stRong&gt; Figura 1 (A) (i) Diagrama y (ii) la foto de la colocación de electrodos de EEG (modificado internacional 10/20 sistema de colocación de los electrodos). (B) Esquema de la colocación de electrodos para las grabaciones de EMG en el bíceps femoral . <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig2.jpg" /> . Figura 2 (A) Entre los ejemplos de las posibilidades sensoriales en Cz evocado por el tacto de 3 niños; (B) ejemplos del potencial nociceptivo-específicas en Cz evocado por la lanza nocivas en tres niños. <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig3.jpg" /> Figura 3. La dependencia de los pesos de PC en modalidad de estímulo en Cz (media ± SEM). El PC obtuvo entre 50 a 300 ms después del inicio del estímulo representa un potencial táctil y el PC obtiene entre 300-700 ms después del inicio del estímulo nociceptivo representa un potencial específico. El PC (líneas gruesas) se superponen en los promedios de colaobtenida a través de todos los tipos de estimulación (EEG de fondo, lanza el tacto, nocivo) después de las huellas individuales fueron alineados en el intervalo de tiempo indicado. <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig4.jpg" /> Figura 4. (A) Ejemplo de la actividad EMG en un niño después de (i) la punción del talón nocivas y (ii) contacto del talón. (B) La media (± SE) EMG raíz cuadrada media de la actividad EMG en los bebés después de que el talón nocivos y no nocivos estímulos táctil.

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	<li>Fitzgerald, M., Walker, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infant+pain+management:+a+developmental+neurobiological+approach.">Infant pain management: a developmental neurobiological approach.</a> Nat. Clin. Pract. Neurol. 5 (1), 35-35 (2009).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oral+sucrose+as+an+analgesic+drug+for+procedural+pain+in+newborn+infants:+a+randomised+controlled+trial.">Oral sucrose as an analgesic drug for procedural pain in newborn infants: a randomised controlled trial.</a> Lancet. 376 (9748), 1225-1225 (2010).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evoked+potentials+generated+by+noxious+stimulation+in+the+human+infant+brain.">Evoked potentials generated by noxious stimulation in the human infant brain.</a> Eur. J. Pain. 14 (3), 321-321 (2010).</li><li>Slater, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Premature+infants+display+increased+noxious-evoked+neuronal+activity+in+the+brain+compared+to+healthy+age-matched+term-born+infants.">Premature infants display increased noxious-evoked neuronal activity in the brain compared to healthy age-matched term-born infants.</a> Neuroimage. 52 (2), 583-583 (2010).</li></ol>

Los autores declaran que no tienen nada que revelar.

Este vídeo muestra cómo las respuestas electrofisiológicas, evocada por la estimulación táctil y nocivas, puede ser caracterizado en el bebé humano a partir de grabaciones EEG y EMG. Los estudios de este tipo ayudará a entender el desarrollo y la plasticidad de procesamiento del dolor humano, y conducir a una mejor evaluación clínica y tratamiento del dolor infantil 1, 2. El éxito de estos experimentos requiere la estrecha colaboración de un equipo multidisciplinario. Se requiere experiencia en el campo de la neonatología, neurofisiología clínica, la bioingeniería y la neurociencia del desarrollo. Es esencial que el cuidado del niño tiene prioridad mayor cuando estos experimentos se llevan a cabo. La enfermera de la investigación o el médico que realiza la punción del talón tiene la responsabilidad para el bienestar del niño y debe asegurarse de que el experimento se lleva a cabo de acuerdo con la práctica clínica. La aprobación del comité ético del hospital y ESCRITOn consentimiento parental son necesarias para llevar a cabo estos estudios. La punción del talón es un evento clínicamente necesario y no se puede repetir con el propósito del estudio. Por tanto, es esencial que la grabación se recoge de una manera fiable y robusta que no interfiera con la práctica clínica 3, 4. En particular, es crucial que el método utilizado para el tiempo de bloqueo de la estimulación es confiable y no impide la extracción de sangre clínicos. Todas las medidas del dolor infantil son necesariamente indirectas, como tal, es importante cerciorarse de que la actividad registrada es específicamente el caso evocado por nocivas y los aspectos no otras de la atención del recién nacido 2. Esto se puede lograr a través de un cuidadoso diseño técnico y post-procesamiento de los datos.

electrophysiological measurements and analysis of nociception in human infants

El dolor es una experiencia sensorial y emocional desagradable. Como los bebés no verbal pueden informar de sus experiencias, los métodos actuales de evaluación del dolor se basan en las reacciones corporales fisiológicas y de comportamiento, como llorar los movimientos del cuerpo, o cambios en la expresión facial. Si bien estas medidas demuestran que los bebés una respuesta después de la estimulación nociva, que son limitados: se basan en la activación subcortical de somáticas y vías autonómicas de motor que no puede ser confiable vinculada a centrales de procesamiento sensorial en el cerebro. El conocimiento de cómo funciona el sistema nervioso central responde a los eventos nocivos podrían dar una idea de cómo la información y el dolor nociceptivo es procesada en los recién nacidos. El procedimiento de punción del talón para extraer sangre de los niños hospitalizados ofrece una oportunidad única para estudiar el dolor en la infancia. En este video se describe como la electroencefalografía (EEG) y la electromiografía (EMG) de tiempo cerrado a este procedimiento de can ser utilizados para investigar la actividad nociceptiva en el cerebro y la médula espinal. Este enfoque integrador para la medición del dolor infantil tiene el potencial de allanar el camino para una herramienta de medición eficaz y sensible clínica.

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Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

La evaluación y el tratamiento del dolor en los niños es difícil porque los niños no verbales pueden informar de sus experiencias. En este vídeo se describen los métodos cuantitativos de electrofisiología y técnicas de análisis que se pueden utilizar para medir la respuesta a eventos nocivos en el sistema nervioso infantil.

Las mediciones electrofisiológicas y Análisis de la nocicepción en los bebés humanos

Pain is an unpleasant sensory and emotional experience. Since infants cannot verbally report their experiences, current methods of pain assessment are ...

electrophysiological-measurements-analysis-nociception-human

Research

JoVE Journal

Neuroscience

17.1K vistas.  University College London. La evaluación y el tratamiento del dolor en los niños es difícil porque los niños no verbales pueden informar de sus experiencias. En este vídeo se describen los métodos cuantitativos de electrofisiología y técnicas de análisis que se pueden utilizar para medir la respuesta a eventos nocivos en el sistema nervioso infantil.

Video: Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

Electrophysiological Measurements from a Moth Olfactory System

Insect olfactory systems provide unique opportunities for recording odorant-induced responses in the forms of electroantennograms (EAG) and single sensillum recordings (SSR), which are summed responses from all odorant receptor neurons (ORNs) located on the antenna and from those housed in individual sensilla, respectively. These approaches have been exploited for getting a better understanding of insect chemical communication. The identified stimuli can then be used as either attractants or repellents in management strategies for insect pests.

Insect olfactory systems provide unique opportunities for recording odorant-induced responses in the forms of electroantennograms (EAG) and single sensillum recordings (SSR), which are summed responses from all odorant receptor neurons (ORNs) located on the antenna and from those housed in individual sensilla, respectively.

Las mediciones electrofisiológicas de un sistema olfativo Polilla

Insect olfactory systems provide unique opportunities for recording odorant-induced responses in the forms of electroantennograms (EAG) and single ...

Investigación

Neurociencias

Time-lapse Live Imaging of Clonally Related Neural Progenitor Cells in the Developing Zebrafish Forebrain

Precise patterns of division, migration and differentiation of neural progenitor cells are crucial for proper brain development and function1,2. To understand the behavior of neural progenitor cells in the complex in vivo environment, time-lapse live imaging of neural progenitor cells in an intact brain is critically required. In this video, we exploit the unique features of zebrafish embryos to visualize the development of forebrain neural progenitor cells in vivo. We use electroporation to genetically and sparsely label individual neural progenitor cells. Briefly, DNA constructs coding for fluorescent markers were injected into the forebrain ventricle of 22 hours post fertilization (hpf) zebrafish embryos and electric pulses were delivered immediately. Six hours later, the electroporated zebrafish embryos were mounted with low melting point agarose in glass bottom culture dishes. Fluorescently labeled neural progenitor cells were then imaged for 36hours with fixed intervals under a confocal microscope using water dipping objective lens. The present method provides a way to gain insights into the in vivo development of forebrain neural progenitor cells and can be applied to other parts of the central nervous system of the zebrafish embryo.

The present video demonstrates a method which takes advantage of the combination of electroporation and confocal microscopy to perform live imaging on individual neural progenitor cells in the developing zebrafish forebrain. In vivo analysis of the development of forebrain neural progenitor cells at a clonal level can be achieved in this way.

Time-lapse de imágenes en vivo de la relación clonal con células progenitoras neurales en el cerebro anterior El desarrollo de pez cebra

Precise patterns of division, migration and differentiation of neural progenitor cells are crucial for proper brain development and function1,2. To ...

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography (dEEG)

Dense array electroencephalography (dEEG), which provides a non-invasive window for measuring brain activity and a temporal resolution unsurpassed by any other current brain imaging technology1,2, is being used increasingly in the study of social cognitive functioning in infants and adults. While dEEG is enabling researchers to examine brain activity patterns with unprecedented levels of sensitivity, conventional EEG recording systems continue to face certain limitations, including 1) poor spatial resolution and source localization3,4,2) the physical discomfort for test subjects of enduring the individual application of numerous electrodes to the surface of the scalp, and 3) the complexity for researchers of learning to use multiple software packages to collect and process data. Here we present an overview of an established methodology that represents a significant improvement on conventional methodologies for studying EEG in infants and adults. Although several analytical software techniques can be used to establish indirect indices of source localization to improve the spatial resolution of dEEG, the HydroCel Geodesic Sensor Net (HCGSN) by Electrical Geodesics, Inc. (EGI), a dense sensory array that maintains equal distances among adjacent recording electrodes on all surfaces of the scalp, further enhances spatial resolution4,5,6 compared to standard dEEG systems. The sponge-based HCGSN can be applied rapidly and without scalp abrasion, making it ideal for use with adults7,8, children9,10,11, and infants12, in both research and clinical4,5,6,13,14,15 settings. This feature allows for considerable cost and time savings by decreasing the average net application time compared to other dEEG systems. Moreover, the HCGSN includes unified, seamless software applications for all phases of data, greatly simplifying the collection, processing, and analysis of dEEG data.
The HCGSN features a low-profile electrode pedestal, which, when filled with electrolyte solution, creates a sealed microenvironment and an electrode-scalp interface. In all Geodesic dEEG systems, EEG sensors detect changes in voltage originating from the participant's scalp, along with a small amount of electrical noise originating from the room environment. Electrical signals from all sensors of the Geodesic sensor net are received simultaneously by the amplifier, where they are automatically processed, packaged, and sent to the data-acquisition computer (DAC). Once received by the DAC, scalp electrical activity can be isolated from artifacts for analysis using the filtering and artifact detection tools included in the EGI software. Typically, the HCGSN can be used continuously for only up to two hours because the electrolyte solution dries out over time, gradually decreasing the quality of the scalp-electrode interface.
In the Parent-Infant Research Lab at the University of Toronto, we are using dEEG to study social cognitive processes including memory, emotion, goals, intentionality, anticipation, and executive functioning in both adult and infant participants.

Investigating Social Cognition in Infants and Adults Using Dense Array Electroencephalography dEEG

Dense array electroencephalography is being used increasingly to study social cognitive functions in infants and adults. Here we present an established methodology that represents a significant improvement on conventional methodologies for studying EEG in infants and adults.

La investigación de la cognición social en niños y adultos usando electroencefalografía denso conjunto ( D EEG)

Dense array electroencephalography (dEEG), which provides a non-invasive window for measuring brain activity and a temporal resolution unsurpassed by any ...

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of thermal nociceptors1,2 while the second involves a wholesale (global) activation of most or all such neurons3. Together, these techniques allow visualization and quantification of the behavioral functions of Drosophila nociceptive sensory neurons.
The Drosophila larva is an established model system to study thermal nociception, a sensory response to potentially harmful temperatures that is evolutionarily conserved across species1,2. The advantages of Drosophila for such studies are the relative simplicity of its nervous system and the sophistication of the genetic techniques that can be used to dissect the molecular basis of the underlying biology4-6 In Drosophila, as in all metazoans, the response to noxious thermal stimuli generally involves a "nocifensive" aversive withdrawal to the presented stimulus7. Such stimuli are detected through free nerve endings or nociceptors and the amplitude of the organismal response depends on the number of nociceptors receiving the noxious stimulus8. In Drosophila, it is the class IV dendritic arborization sensory neurons that detect noxious thermal and mechanical stimuli9 in addition to their recently discovered role as photoreceptors10. These neurons, which have been very well studied at the developmental level, arborize over the barrier epidermal sheet and make contacts with nearly all epidermal cells11,12. The single axon of each class IV neuron projects into the ventral nerve cord of the central nervous system11 where they may connect to second-order neurons that project to the brain.
Under baseline conditions, nociceptive sensory neurons will not fire until a relatively high threshold is reached. The assays described here allow the investigator to quantify baseline behavioral responses or, presumably, the sensitization that ensues following tissue damage. Each assay provokes distinct but related locomotory behavioral responses to noxious thermal stimuli and permits the researcher to visualize and quantify various aspects of thermal nociception in Drosophila larvae. The assays can be applied to larvae of desired genotypes or to larvae raised under different environmental conditions that might impact nociception. Since thermal nociception is conserved across species, the findings gleaned from genetic dissection in Drosophila will likely inform our understanding of thermal nociception in other species, including vertebrates.

Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of thermal nociceptors1,2 while the second involves a wholesale (global) activation of most or all such neurons3. Together, these techniques allow visualization and quantification of the behavioral functions of Drosophila nociceptive sensory neurons.

Métodos locales y globales de evaluación de nocicepción térmica en<em&gt; Drosophila</em&gt; Las larvas

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs through activation of their ion channels and neurotransmitter receptors, and process information in part through activity-dependent release of gliotransmitters. Furthermore, astrocytes constitute the main uptake system for glutamate, contribute to potassium spatial buffering, as well as to GABA clearance. These cells therefore constantly monitor synaptic activity, and are thereby sensitive indicators for alterations in synaptically-released glutamate, GABA and extracellular potassium levels. Additionally, alterations in astroglial uptake activity or buffering capacity can have severe effects on neuronal functions, and might be overlooked when characterizing physiopathological situations or knockout mice. Dual recording of neuronal and astroglial activities is therefore an important method to study alterations in synaptic strength associated to concomitant changes in astroglial uptake and buffering capacities. Here we describe how to prepare hippocampal slices, how to identify stratum radiatum astrocytes, and how to record simultaneously neuronal and astroglial electrophysiological responses. Furthermore, we describe how to isolate pharmacologically the synaptically-evoked astroglial currents.

The preparation of acute brain slices from isolated hippocampi, as well as the simultaneous electrophysiological recordings of astrocytes and neurons in stratum radiatum during stimulation of schaffer collaterals is described. The pharmacological isolation of astroglial potassium and glutamate transporter currents is demonstrated.

Dos registros electrofisiológicos de sinápticamente respuestas evocadas neuronal y astroglial en agudas rodajas de hipocampo

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Stereotaxic Injection of a Viral Vector for Conditional Gene Manipulation in the Mouse Spinal Cord

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central nervous system. We demonstrate a stereotaxic injection technique that allows targeted gene expression or silencing in the dorsal horn of the mouse spinal cord. The surgical procedure is brief. It requires laminectomy of a single vertebra, providing for quick recovery of the animal and unimpaired motility of the spine. Controlled injection of a small vector suspension volume at low speed and use of a microsyringe with beveled glass cannula minimize the tissue lesion. The local immune response to the vector depends on the intrinsic properties of the virus employed; in our experience, it is minor and short-lived when a recombinant adeno-associated virus is used. A reporter gene such as enhanced green fluorescent protein facilitates monitoring spatial distribution of the vector, and the efficacy and cellular specificity of the transfection.

Viral vectors allow for targeted gene manipulation. We demonstrate a method for conditional gene expression or ablation in the mouse spinal cord, using stereotaxic injection of a viral vector into the dorsal horn, a prominent site of synaptic contact between primary somatosensory afferents and neurons of the central nervous system.

Inyección estereotáxica de un vector viral para la manipulación genética condicional en la médula espinal de ratón

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central ...

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological techniques, in the understanding of the underlying pathophysiology1. Here we describe a method to perform electrophysiological studies on mouse sciatic nerves in vivo.
The animals are anesthetized with isoflurane in order to ensure analgesia for the tested mice and undisturbed working environment during the measurements that take about 30 min/animal. A constant body temperature of 37 &#176;C is maintained by a heating plate and continuously measured by a rectal thermo probe2. Additionally, an electrocardiogram (ECG) is routinely recorded during the measurements in order to continuously monitor the physiological state of the investigated animals.
Electrophysiological recordings are performed on the sciatic nerve, the largest nerve of the peripheral nervous system (PNS), supplying the mouse hind limb with both motoric and sensory fiber tracts. In our protocol, sciatic nerves remain in situ and therefore do not have to be extracted or exposed, allowing measurements without any adverse nerve irritations along with actual recordings. Using appropriate needle electrodes3 we perform both proximal and distal nerve stimulations, registering the transmitted potentials with sensing electrodes at gastrocnemius muscles. After data processing, reliable and highly consistent values for the nerve conduction velocity (NCV) and the compound motor action potential (CMAP), the key parameters for quantification of gross peripheral nerve functioning, can be achieved.

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Measurements of nerve conduction properties in vivo exemplify a powerful tool to characterize various animal models of neuromuscular diseases. Here, we present an easy and reliable protocol by which electrophysiological analysis on sciatic nerves of anesthetized mice can be performed.

En Vivo electrofisiológicos mediciones sobre los nervios ciáticos de ratones

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory machinery, such as in patients experiencing peripheral neuropathy or injury-induced sensitization, are not well characterized. The genetically tractable Drosophila model has been used to study the cells and genes required for noxious heat detection, which has yielded multiple conserved genes of interest. Little is known however about the cells and receptors important for noxious cold sensing. Although, Drosophila does not survive prolonged exposure to cold temperatures (&#8804;10 &#186;C), and will avoid cool, preferring warmer temperatures in behavioral preference assays, how they sense and possibly avoid noxious cold stimuli has only recently been investigated.
Here we describe and characterize the first noxious cold (&#8804;10 &#186;C) behavioral assay in Drosophila. Using this tool and assay, we show an investigator how to qualitatively and quantitatively assess cold nociceptive behaviors. This can be done under normal/healthy culture conditions, or presumably in the context of disease, injury or sensitization. Further, this assay can be applied to larvae selected for desired genotypes, which might impact thermosensation, pain, or nociceptive sensitization. Given that pain is a highly conserved process, using this assay to further study&#160;thermal nociception will likely glean important understanding of pain processes in other species, including vertebrates.

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Here we demonstrate a novel assay to study cold nociception in Drosophila larvae. This assay utilizes a custom-built Peltier probe capable of applying a focal noxious cold stimulus and results in quantifiable cold-specific behaviors. This technique will allow further cellular and molecular dissection of cold nociception.

Ensayo novedoso para la nocicepción en frío<em&gt; Drosophila</em&gt; Las larvas

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of sciatic nerve injury rodent models. In this protocol, we describe a novel kinematic analysis method that uses a three-dimensional (3D) motion capture apparatus for functional evaluations using a rat sciatic nerve crush injury model. First, the rat is familiarized with treadmill walking. Markers are then attached to the designated bone landmarks and the rat is made to walk on the treadmill at the desired speed. Meanwhile, the posterior limb movements of the rat are recorded using four cameras. Depending on the software used, marker tracings are created using both automatic and manual modes and the desired data are produced after subtle adjustments. This method of kinematic analysis, which uses a 3D motion capture apparatus, offers numerous advantages, including superior precision and accuracy. Many more parameters can be investigated during the comprehensive functional evaluations. This method has several shortcomings that require consideration: The system is expensive, can be complicated to operate, and may produce data deviations due to skin shifting. Nevertheless, kinematic analysis using a 3D motion capture apparatus is useful for performing functional anterior and posterior limb evaluations. In the future, this method may become increasingly useful for generating accurate assessments of various traumas and diseases.

We introduce a kinematic analysis method that uses a three-dimensional motion capture apparatus containing four cameras and data processing software for performing functional evaluations during fundamental research involving rodent models.

Análisis cinemático 3D para la evaluación funcional en el modelo de rata de lesión de aplastamiento de nervios ciáticos

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Preparation of Acute Human Hippocampal Slices for Electrophysiological Recordings

Epilepsy affects about 1% of the world population and leads to a severe decrease in quality of life due to ongoing seizures as well as high risk for sudden death. Despite an abundance of available treatment options, about 30% of patients are drug-resistant. Several novel therapeutics have been developed using animal models, though the rate of drug-resistant patients remains unaltered. One of probable reasons is the lack of translation between rodent models and humans, such as a weak representation of human pharmacoresistance in animal models. Resected human brain tissue as a preclinical evaluation tool has the advantage to bridge this translational gap. Described here is a method for high quality preparation of human hippocampal brain slices and subsequent stable induction of epileptiform activity. The protocol describes the induction of burst activity during application of 8 mM KCl and 4-aminopyridin. This activity is sensitive to established AED lacosamide or novel antiepileptic candidates, such as dimethylethanolamine (DMEA). In addition, the method describes induction of seizure-like events in CA1 of human hippocampal brain slices by reduction of extracellular Mg2+ and application of bicuculline, a GABAA receptor blocker. The experimental set-up can be used to screen potential antiepileptic substances for their effects on epileptiform activity. Furthermore, mechanisms of action postulated for specific compounds can be validated using this approach in human tissue (e.g., using patch-clamp recordings). To conclude, investigation of vital human brain tissue ex vivo (here, resected hippocampus from patients suffering from temporal lobe epilepsy) will improve the current knowledge of physiological and pathological mechanisms in the human brain.

The presented protocol describes the transport and preparation of resected human hippocampal tissue with the ultimate goal to use vital brain slices as a preclinical evaluation tool for potential antiepileptic substances.

Preparación de rebanadas agudas de hipocampo humano para grabaciones electrofisiológicas

Epilepsy affects about 1% of the world population and leads to a severe decrease in quality of life due to ongoing seizures as well as high risk for ...