עבודה זו מומנה על ידי קרן Wellcome.

לפני כל המחקרים יכולים להתנהל על אישור מוסרי &quot;תינוקות הודיע ​​הסכמה מההורים בכתב צריך להיות המבוקש. ב אישור מחקר זה האתי התקבל המכללה החולים האוניברסיטאי ועדת האתיקה והודיע ​​הסכמה מההורים בכתב הושג לפני כל הליך. מחקר זה תאמו את הסטנדרטים שנקבעו על ידי הצהרת הלסינקי טוב הנחיות הקלינית. 1. איסוף נתונים - התקנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקום מינימלי של 16 הפרט הפנויה Ag / AgCl אלקטרודות EEG כוס על ראשו של התינוק לאחר העור prepping פי מערכת 10-20 מיקום האלקטרודה (איור 1A). כיסוי מקיף יותר יכולה להיות מושגת באמצעות כובע EEG עם אלקטרודות מוטבע. השימוש כובע EEG עושה את התהליך מהר יותר פחות מפריעות, במיוחד אלקטרודות מוכנים עם ג&#39;ל אינדוקטיבי לפני הנחת כובע על הראש. היישום של אלקטרודות EEG הפנויה דורשיותר זמן ומיומנות, אבל בדרך כלל התוצאה היא הקלטה טובה יותר. שקול לצמצם את מספר אלקטרודות אם לגשת לתינוק הוא מוגבל, אבל תמיד להשתמש אלקטרודות קו האמצע (CZ, CPz ו FCz). השתמש FCz כמו האלקטרודה התייחסות ההקלטה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש להדביק מוליך EEG כדי לייעל אלקטרודה / צימוד עור חשמליים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המקום נקי אלסטי על אלקטרודות, כדי להחזיק אותם במקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עניבה האלקטרודה מוביל יחד כדי למזער הפרעה חשמלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים אלקטרודה הקרקע על החזה או הראש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים אלקטרודות EMG על femoris שרירי הרגליים הן לאחר prepping העור (איור 1B). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להקליט מקום א.ק.ג. פעילות להוביל 1 אלקטרודות א.ק.ג. על עור הגוף לאחר prepping (אחד אלקטרודה בצד שמאל של החזה, אחד בצד ימין ולהשתמש אלקטרודה הקרקע זהה עבור EEG). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים מתמר התנועה על הבטן כדי למדוד את הנשימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקום בדיקה oximeter הדופק ברגלכדי למדוד את רווית החמצן וקצב הלב. ודא כי בדיקה מאובטח במקום, וכי אות רציף נרשם ללא נשירה. החללית oximeter צריך להיות מונח על כף הרגל כי הוא הנגדי לכף הרגל אשר אתם מתכוונים לעורר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת מצלמת חצובה רכוב על מסגרת הפנים של התינוק, כך שינויים הבעת הפנים ניתן להקליט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים דיודה פולטת אור (LED) במסגרת המצלמה. נורית קשורה מעגל התזמון, כך יהבהב כאשר גירוי מוצג לסנכרן את ה-EEG, EMG והקלטת וידאו. </li></ol> 2. איסוף נתונים - הקלטה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל הקלטת וידאו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל oximetry הקלטה הדופק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל EEG / הקלטה EMG. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכי עד שהתינוק התיישבו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החזיקו את כף הרגל כאילו ביצוע רומח העקב באופן ידני לסמן במקרה הקלטות EEG ו EMG. עידן זה ישמש כדי לזהות קטע רקע השליטה EEGו EMG. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל גירוי המגע על ידי קלות הקשה על פקק גומי המחובר לזרוע של פטיש גיד כנגד פני השטח של העקב. לעורר את הרגל כי לא מחוברת oximeter את הדופק. כאשר התינוק מגורה EEG / EMG והקלטת וידאו חייב להיות אירוע מסומן על מנת לזהות את זמן ההקלטה כאשר גירוי התקיים. גירוי המגע יכול להיות אירוע מסומן על ידי הצמדת הראש עכבה את הפטיש גיד אשר אלקטרונית הקישורים ממריץ לציוד הקלטה. הקלטת וידאו היא אירוע בסימן פלאש ה-LED. נגיעות חוזרות ונשנות ניתן להחיל את הגירוי יכול להיות מיושם על אזורים שונים של הגוף, כלומר את הכתף </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלת גירוי בלתי מזיק השליטה על ידי סיבוב של 90 מעלות Lancet ומשחילה אותו ברגל, כך שכאשר את הלהב קפיץ משתחרר זה לא קשר את העור. אירוע זה יכול להיות זמן נעול באמצעות מד תאוצה המחובר המשטח העליון של tהוא רומח. תאוצה מזהה את הרטט הזה מתרחש כאשר הלהב הוא שוחרר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את לאנס עקב קלינית חיוניים בהתאם הקלינית ביחידת היילודים. המתן עד פעילות ה-EEG הוא התיישב לפני ביצוע רומח העקב. זמן נעילת כידון של העקב יכול להתבצע באותו אופן כמו גירוי הבקרה. בעקבות רומח העקב, לא לסחוט את הרגל לפחות 30 שניות כדי לוודא את התגובות שנרשמו הן אך ורק בשל רומח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא כי הכמות הנדרשת של הדם נאסף להכין את דגימות לבדיקה קלינית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור את הנתונים להפסיק את כל הקלטות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקלט מידע דמוגרפי של התינוק ואת הפרטים ניסיוניים קלט אותם לתוך מסד נתונים לאחסון בטוח לעיון בעתיד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על נוהל זה המדגם הנדרש של תינוקות. בדוגמה זו מספר תינוקות = 23. </li></ol> 3. ניתוח נתוני ה-EEG <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור תקופות EEG של 1.7 שניות שמתאימים גירוי, מגע מלאה רומח כל רקע ה-EEG. תקופות צריך להתחיל 0.6 שניות לפני כל אירוע. מספר תקופות המקביל לערוץ אחד צריך להיות זהה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Baseline לתקן את תקופות ידי הפחתת האות הבסיסית מתכוון גבוהה לעבור לסנן אותם 0.1 הרץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קחו למשל את תקופות נרשם CPz או CZ לניתוח נוסף לא לכלול תקופות שהיו מזוהמים artefact התנועה. Artefact התנועה מוגדר כשינוי משרעת גדולה יותר 50μV בתוך פחות מ 50ms. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את עקבות לתקן חביון להתעצבן בין 50 ל 300 ms גירוי לתגובה וניתוח התנהגות רכיבים עיקריים (PCA) במרווח הזמן הזה כדי לזהות את הפוטנציאל מישוש (פעילות ה-EEG כלומר קשורה לגירוי חוש המישוש). קחו למשל את תקופות להיות המשתנים והזמן נקודות התצפיות. PCA מפרקת את תקופות EEG לתוך בסיסי גל, כינה מרכיבים עיקריים (מחשבים) ומייצגים וריאציה שיטתית המשרעת של האות על פני נקודות זמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעלה חד סטרי ניתוח שונות (ANOVA) על המשקולות של כל אחד 2 מחשבים הראשון לקבוע איזה מחשב מייצג את הפוטנציאל מישוש. זה יהיה מחשב אשר היו משקולות גדול יותר באופן משמעותי בעקבות גירוי מישוש לעומת רקע ה-EEG. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את עקבות לתקן להתעצבן חביון בין גירוי ms 300 ו 700 לכתוב ולנהל PCA במרווח הזמן הזה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעלה בכיוון אחד ANOVA על המשקולות של כל אחד 2 מחשבים הראשון לקבוע איזה מחשב מייצג את הפוטנציאל nociceptive ספציפיים. זה יהיה מחשב אשר היו משקולות גדול יותר באופן משמעותי בעקבות גירוי מזיק לעומת גירוי מישוש ועל רקע ה-EEG. </li></ol> 4. EMG ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב שורש ממוצע רבוע (RMS) של אות EMG ב הגירוי הפוסט הראשון ms 1000 לשליטה וגירויים רומח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביצוע מבחן t עלRMS הערכים לקבוע את הנסיגה nociceptive ספציפי רפלקס השדרה. </li></ol> 5. נציג תוצאות <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig1.jpg" /> <strong&gt; איור 1 (א) (i) תרשים (ii) צילום של מיקומים אלקטרודה עבור הקלטות EEG (שונה הבינלאומי 10/20 מיקום מערכת אלקטרודה). (ב) תרשים של מיקומים אלקטרודה עבור הקלטות EMG על שרירי femoris . <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig2.jpg" /> . באיור 2 (א) דוגמאות הפוטנציאל החושי ב CZ עורר על ידי מגע 3 תינוקות: (ב) דוגמאות של פוטנציאל nociceptive ספציפי ב CZ עורר על ידי רומח רעילים ב 3 תינוקות. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig3.jpg" /> באיור 3. תלות של משקלות מחשב על שיטת התמריצים ב CZ (ממוצע ± SEM). מחשב שהושג בין 5-30 מילישניות לאחר הופעת הגירוי מהווה פוטנציאל משושי ואת המחשב שהושגו בין 300-700 מילישניות לאחר הופעת הגירוי מהווה פוטנציאל nociceptive ספציפיים. מחשבים (קווים נועזים) הם כיסו על ממוצעים גדוללהשיג בכל סוגי הגירוי (EEG רקע, לאנס מגע, רעילים) אחרי עקבות בודדים היו מיושרים מרווח הזמן האמור. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/3118/3118fig4.jpg" /> איור 4. (א) דוגמה של פעילות EMG אצל תינוק אחד אחרי (i) לאנס עקב רעילים (ii) מגע של העקב. (ב) ממוצע (± SE) EMG שורש ממוצע רבוע פעילות EMG בתינוקות לאחר העקב רעילים ולא רעילים גירויים מגע.

<ol>
	<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>

החוקרים מצהירים כי אין להם מה לחשוף.

סרט הווידאו הזה מראה איך התגובות אלקטרו, עורר על ידי גירוי חוש המישוש ואת רעילים, ניתן לאפיין אצל התינוק האנושי באמצעות הקלטות EEG ו EMG. מחקרים מסוג זה יעזור להבין את הפיתוח הפלסטיות של עיבוד הכאב האנושי, להוביל הערכה קלינית שיפור הטיפול בכאב תינוק 1, 2. הצלחת ניסויים אלה מחייב שיתוף פעולה הדוק של צוות רב תחומי. נדרשת מומחיות בתחום neonatology, לנוירופיזיולוגיה קלינית, bioengineering התפתחותית מדעי המוח. זה חיוני כי הטיפול של התינוק לקחת את העדיפות הגבוהה ביותר כאשר הניסויים האלה נעשים. האחות או הרופא מחקר אשר מבצע את לאנס העקב יש אחריות לשלומו של התינוק ועליו להבטיח כי הניסוי מתבצע על פי הפרקטיקה הקלינית. אישור מהוועדה החולים אתיים writteהסכמה n ההורים נדרשים לבצע את המחקרים הללו. לאנס עקב אירוע קליני חובה ולא ניתן לחזור לצורך המחקר. לכן חיוני כי ההקלטה נאסף באופן אמין ויציב שלא להפריע הקלינית 3, 4. בפרט, חשוב כי שיטת הנעילה בזמן גירוי הוא אמין ולא לעכב את איסוף דם קליניים. כל הצעדים של כאב התינוק הן בהכרח עקיפות, וככזה חשוב לוודא כי הפעילות המתועדת, הוא עורר במיוחד על ידי האירוע המזיק והיבטים אחרים של טיפול לא של התינוק 2. זו יכולה להיות מושגת באמצעות תכנון טכני קפדני שלאחר עיבוד של הנתונים.

electrophysiological measurements and analysis of nociception in human infants

כאב הוא חוויה חושית ורגשית לא נעימה. בגלל שתינוקות לא יכולים לדווח מילולית את חוויותיהם, השיטות הקיימות להערכת כאב מבוססים על התגובות הפיזיולוגיות בגוף התנהגותיות, כגון, תנועות הגוף בוכה או שינויים הבעת הפנים. למרות צעדים אלו מראים כי תינוקות הר תגובה בעקבות גירוי מזיק, הם מוגבלים: הם מבוססים על הפעלת סומטיים קורטיקליים מסלולים מנוע האוטונומית כי לא יכול להיות קשור באופן מהימן על עיבוד חושי המרכזית במוח. הידע של איך מערכת העצבים המרכזית מגיב לאירועים מזיק יכול לספק תובנה כיצד מידע כאב nociceptive והוא מעובד בתינוקות. ההליך עקב דוקר להשתמש כדי לחלץ דם תינוקות מאושפזים מציע הזדמנות ייחודית ללמוד כאב בינקות. בסרטון זה אנו מתארים כיצד electroencephalography (EEG) ו אלקטרומיוגרפיה (EMG) בזמן נעול הליך זה can לשמש כדי לחקור פעילות nociceptive במוח ובחוט השדרה. זו גישה אינטגרטיבית למדידת כאב לתינוק יש פוטנציאל לסלול את הדרך עבור כלי יעיל ורגיש מדידה קליניים.

Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants at JoVE.com

Electrophysiological Measurements and Analysis of Nociception in Human Infants

הערכה וטיפול של כאב אצל תינוקות קשה בגלל שתינוקות לא יכולים לדווח מילולית הניסיון שלהם. בסרט זה אנו מתארים שיטות אלקטרו כמותיים וטכניקות ניתוח זה יכול לשמש כדי למדוד את התגובה לאירועים הרעילים ממערכת העצבים התינוק.

מדידות אלקטרו וניתוח Nociception אצל תינוקות אדם

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 Views.  University College London. הערכה וטיפול של כאב אצל תינוקות קשה בגלל שתינוקות לא יכולים לדווח מילולית הניסיון שלהם. בסרט זה אנו מתארים שיטות אלקטרו כמותיים וטכניקות ניתוח זה יכול לשמש כדי למדוד את התגובה לאירועים הרעילים ממערכת העצבים התינוק.

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.

מדידות אלקטרו ממערכת עש חוש הריח

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

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.

זמן לשגות הדמיה חיה של Related Clonally ובתאים עצבית של פיתוח דג הזברה forebrain

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.

חקירת קוגניציה חברתית תינוקות ומבוגרים שימוש Electroencephalography מערך דחוס ( ד 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.

שיטות מקומיים וכלל עולמיים של הערכת Nociception תרמי ב<em&gt; תסיסנית</em&gt; רימה

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.

קלטות אלקטרו כפולות של תגובות Astroglial ועצביות עוררו-synaptically בפרוסות ביפוקמפוס חריפות

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.

הזרקת Stereotaxic של וקטור ויראלי למניפולציה גנטית מותנית בחוט השדרה המאוס

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.

במדידות Vivo אלקטרו על עצבים העכבר השת

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.

Assay רומן עבור הקרה Nociception ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; זחלים

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.

3D ניתוח קימטי עבור הערכה פונקציונלית במודל חולדה של פציעה העצבים הגיד מעיכה

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.

הכנת פרוסות היפוקמפוס אנושיות חריפות להקלטות אלקטרופיזיולוגיות

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 ...