Name: an ultrasonic tool for nerve conduction block in diabetic rat models
Uploaded: 2017-10-20T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 27 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models at JoVE.com

המחקר נתמך על ידי משרד המדע, הטכנולוגיה (פרוייקט ביותר 105-2221-E-400-001) את נבחרת הבריאות מכוני מחקר (פרוייקט בסון-105-PP-10), טייוואן.

טיפול בעלי חיים מוסדיים והוועדה שימוש ממכוני המחקר הבריאות הלאומי בטייוואן אושרו כל הפרוטוקולים בעלי חיים-
 1. אינדוקציה דגם סוכרתית ב ספראג למבוגרים זכר - חולדות Dawley (SD) <ol><li>להסיר עכברושים מזון כדורי מן הכלוב חולדות SD מהר זכר (300-350 גר') במשך 6 שעות לפני הגיוס STZ.</li>
	מאגר <li>הכן סודיום ציטרט (0.1 M, pH 4.5).
	<ol><li>1.05 להמיס g monohydrate חומצה ציטרית (C 6 H 8 O 7 · H 2 O; mol. wt. 210.14) ב- 50 מ ל מזוקקים מים כדי ליצור פתרון חומצה ציטרית 0.1 M.</li>
		<li>1.47 להמיס g ציטראט trisodium וגופרית והרכבו (ג 8 H 5 או 7 נה 3 · 2 H 2 O; mol. wt. 294.12) ב- 50 מ ל מזוקקים מים כדי ליצור פתרון סודיום ציטרט 0.1 M.</li>
		<li>להוסיף 25 מ ל חומצה ציטרית פתרון פתרון סודיום ציטרט 25 מ. לנטר את סודיום ציטרט מאגר רמת החומציות (pH 4.5) באמצעות מד pH. 
		הערה: המאגר נעשית מול על ידי תוספת של אמצעי אחסון המתאים של הפתרון סודיום ציטרט 0.1 M.</li>
	</ol></li> <li>לפזר STZ במאגר סודיום ציטרט 0.1 M להניב תשואה 50 מ"ג/מ"ל STZ פתרון. 
	הערה: הפתרון STZ הוא רגיש אור, לכן, לכסות את הפתרון STZ ברדיד אלומיניום ולהשתמש תוך 15-20 דק...</li>
	<li>לצייר את הפתרון STZ 50 מ"ג/ק"ג לתוך מזרק אינסולין או טוברקולין 1 מ"ל עם 26 - 28 מד המחט. נקיים ההזרקה עם רכיב pad אתנול, intraperitoneally להזריק את הפתרון STZ לתוך הרביע הימני. התחתון של הבטן כדי למנוע נזק אברי הבטן. </li> <li>לספק חולדות עם 10% סוכרוז מים כמו מקור המים הבלעדי המשמש 48 שעות לאחר ההזרקה STZ למניעת היפוגליקמיה.</li></ol>
 2. אישור של סוכרת בחולדות STZ-induced <ol><li>צג ריכוז הגלוקוז בצום הפלסמה של כל החולדות מוזרק על ידי רופא STZ פוסט 72 h עם מד הסוכר.
	<ol><li>מהר העכברושים סוכרת הנגרמת STZ עבור h 15 לפני מדידה צום דם רמת גלוקוז.</li>
		<li>לרסן את החולדות בשקית איפוק ולחשוף את הזנב לאיסוף דם במהלך המדידות גלוקוז בדם.</li>
		<li>השתמש אזמל מנתחים דם כדי לדקור את קצה הזנב כדי לקבל טיפה קטנה של דם. מניחים את טיפת דם על רצועה בדיקת גלוקוז. להקליט את רמות הגלוקוז בצום פלזמה. 
		הערה: מד הסוכר מזהה ומציגה רמת הסוכר בדם ביחידות של mg/dL. אל תכלול את החולדות עם רמות הגלוקוז בדם בצום מתחת 150 מ"ג/ד"ל לאחר 2 שבועות של STZ-אינדוקציה-</li>
	</ol></li></ol> 3. הערכה של נוירופתיה סוכרתית בחולדות סוכרתית <ol><li>להעריך allodynia מכני עם פריי פון אלקטרונית.
	<ol><li>Habituate STZ-induced סוכרתית חולדות בכלוב על רצפת מתכת רשת שינוי בקוטר 1 ס מ במשך 30 דקות לפני הערכת האחוריות כף של תגובת נסיגה.</li>
		<li>בדיקה אלקטרונית של פון פריי עם טיפ נוקשה (0.8 מ"מ קוטר) כדי להחיל באופן ידני לחץ פני plantar הכפה האחוריות של החולדות ושימוש בהדרגה להגביר את הלחץ עד לתגובה נסיגה כפת נתפסת.</li>
		<li>להקליט את הלחץ זה מראה על המערכת וחזור על המדידה 5 פעמים לכל עכברוש, עם מרווח s 30 בין כל אחת מהמידות.</li>
	</ol></li> <li>להעריך את hyperalgesia חום עם צלחת חמה.
	<ol><li>Habituate העכברושים סוכרתית STZ-induced בצלחת חמים (24 ± 0.5 מעלות צלזיוס) למשך 10 דקות לפני שמעריכים את התגובה לכאב.</li>
		<li>להסיר, מקם את החולדות בחזרה לתוך הכלובים אחרי habituation, מחממים את הכיריים ולתחזק את הכיריים &#39; s טמפרטורה ± 0.5 55 מעלות צלזיוס</li>
		<li>במקום העכברוש על פלטה מחוממת בעת הפעלת בו זמנית את הטיימר.</li>
		<li>כאשר העכברוש תערוכות התנהגויות שונות, כגון ליקוק כף האחוריות או באופן חריג יתנגש האחוריות כף, לעצור את שעון העצר ולהקליט ההשהיה גמילה. 
		הערה: אם עכברוש לא להביע התנהגויות ברורים לאחר 20 s (זמן ניתוק s 20), לסיים את המבחן פלטה ולהסיר את העכברוש הכיריים.</li>
	</ol></li></ol> 4. אין ויוו עצבים הולכה חסימה עם מתמר HIFU הערה: הניסוי ויוו מתחיל בשבוע 5 לאחר ההזרקה STZ 50 מ"ג/ק"ג.
<ol><li>לבצע הליכים בעלי חיים לפני חסימת CMAPs עם HIFU sonication.
	<ol><li>לחטא כלים כירורגיים (אזמל, מספריים, מלקחיים ו זכוכית הוק) ב החיטוי לפני הניתוח.</li>
		<li>עזים ומתנגד החולדות עם הזרקת בקרום הבטן של תערובת tiletamine/zolazepam (40 מ"ג/ק"ג), חריגות השירותים הווטרינריים (10 מ"ג/ק"ג) או באמצעות אינהלציה של 1.75% איזופלוריין ויה איזופלוריין מאדה. מניחים את החולדות על כרית החימום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף.</li>
		<li>למקם את החולדות לניתוח ב- recumbency הגחון. להחיל את המשחה בעין. להרחיב את הרגל של העכברוש וצבטתי השטח plantar של כף הרגל עם הציפורניים כדי לברר את עומק ההרדמה. אם החולדות הצגת התגובות גמילה, להחיל הרדמה נוספים-</li>
		<li>להסיר שיער מן הירך והורד האחורי של החולדות עם קוצץ חשמלי. החלת יוד נוזלי עם גזה נקייה באתר כירורגית ולעבור באופן מעגלי הגזה כלפי חוץ של האתר כירורגית. השתמש כרית אלכוהול לנגב יוד נוזלי באותה תנועה מעגלית. ניסוי זה מתבצע באתר כירורגי ישר ושמאלה. חזור על הפעולות באתר כירורגיים אחרים מתי לבצע את השלב הבא של הליך.</li>
		<li>השתמש מספריים כירורגיים סטרילי או אזמל לבצע חתך של העור הירך הגבי. שימוש בוטה מספריים כירורגיים בקפידה להפריד את רקמת מתחת לעור ולאבטח את העור עם ווים העור. עצם הירך ניתן לראות בתוך השרירים.</li>
		<li>להשתמש המספריים הפרד בזהירות את השרירים במקביל הירך עד הסיבים בעצב הירך אמצע המוטבעות השרירים גלויים. להשתמש בזהירות קרס זכוכית להפריד את אמצע הירך בעצב רקמות החיבור שמסביב ואת השרירים.</li>
	</ol></li> <li>למקם בעצב באזור מוקד HIFU באמצעות fixator של העצב בהזמנה אישית ( איור 1, איור 3). 
	הערה: fixator עצב בהזמנה אישית כולל 3 רכיבים ( איור 3). כל הרכיבים עשויים polymethylmethacrylate שקוף (PMMA). החוט החיצוני של המבנה העליון של רכיב אני נמצא בגובה 2.5 מ"מ ו- M10XP0.7 ( איור 4A). הבאר המרכזית היא 4.0 מ"מ-קוטר חור דרך הרכיב. הפתח התחתון של הבאר חתומה על ידי גיליון של נייר דבק. הקוטר של החריץ הוא 1.2 מ מ, מ מ 3.1. המרחק בין המטוס המרכזי של החריץ המשטח העליון של רכיב אני הוא הרכיב השני מורכב הגוף העיקרי, ארבע רגליים ו המבנה התחתון ( איור 4B). החוט הפנימי של המבנה התחתון הוא בגובה 2.5 מ"מ ו- M10XP0.7 כדי להתאים את החוט החיצוני של רכיב אני. קוטר החור המרכזי הוא זהה לבאר המרכזית של רכיב אני. ממדי הגוף העיקרי הם 32 מ מ קוטר ו- 5.4 מ מ עובי. ארבע רגליים נפרסות באופן סימטרי. שתי רגליים קצרות זהה מיועדים יישור ולעבוד שתי רגליים ארוכות זהים על זנות על הרכיב השלישי. הקוטר החיצוני והגובה של הרכיב השלישי הם 41 מ מ 9.2 mm. החוט הפנימי הוא M36XP1.0 והוא החור עד 27.5 מ מ קוטר (< מחלקה חזקה = "xfig"> 4C איור). קונוס הוא נר חלול עם הפתח העליון של 84 מ מ קוטר, הפתח התחתון של 27.5 מ מ קוטר. הגובה הוא 57.5 מ"מ ( איור 5A).
	<ol><li>לפני הניסוי, להשרות את fixator עצב אקריליק מחוייט אקונומיקה-פתרון עבור 30-60 דקות ולאחריו השריה במים סטריליים.</li>
		<li>בעזרת וו זכוכית, להרים את העצב בזהירות ושים אותו בחריץ של רכיב א</li>
		<li>בורג לרכיב השני רכיב אני מילוי המרכזי טוב של רכיב אני עם צלצול &#39; s פתרון לשימור הפצת ועצב אולטראסוניות.</li>
		<li>בורג לרכיב השלישי HIFU דיור קונוס. Dock הרכיב השלישי עם הרכיב השני דרך ארבע הרגליים של הרכיב השני. 
		הערה: המרכז גיאומטרי של שלושת הרכיבים ו המתמר מיושרים. המרחק בין העצב המתמר שווה לאורך המוקד, אשר מבטיח העצב בתוך אזור מוקד HIFU.</li>
	</ol></li> <li>להוסיף זוג אחד של דיקור מחטים לתוך המקור בעצב את הזוג השני לתוך שריר הסובך. להתחבר לכל זוג מחטים אלקטרופיזיולוגיה רכישת המערכת דרך כבל קואקסיאלי חשמל ( איור 1). 
	הערה: על קצה אחד של הכבל הם שני סרטונים אליגטור קליפ שתי מחטים בנפרד, בקצה השני של הכבל הוא מחבר BNC לקשר את המערכת. הזוגות של מחטי אקופונקטורה לעבוד וגם אלקטרודות מגרה-בעצב האלקטרודות הקלטה לשריר הסובך.
	<ol><li>להגדיר את קצב הדגימה ואת רוחב הפס של מערכת רכישה אלקטרופיזיולוגיה כדי 50 הרץ ו 70 הרץ - 3 קילו-הרץ, בהתאמה. חלות גירוי העל-מקסימלי עם רוחב הדופק של 0.1 ms האלקטרודות מגרה על המקור של עצב.</li>
		<li>להקליט את CMAPs בין האלקטרודות הקלטה ומגבירים את CMAPs עם המגבר המובנה במערכת רכישת אלקטרופיזיולוגיה- 
		הערה: השתמש המגבר המובנה במערכת רכישת אלקטרופיזיולוגיה כדי להגביר את המסרים העצביים ולהקליט את CMAPs בין האלקטרודות הקלטה עם מערכת רכישה אלקטרופיזיולוגיה-</li>
	</ol></li> <li>שימוש מסחרי 2.68 MHz HIFU מתמר לדכא את CMAPs בחולדות נוירופתי סוכרתי. 
	הערה: המפרט של המתמר מתוארים כדלקמן: רכיב בודד כדורית קערה עם קוטר הצמצם של 6 ס מ, אורך מוקד של 5 ס מ, ואת אזור מוקד אליפסואיד של 4 מ מ לעומק של 0.8 מ מ רוחב בשטח חינם.
	<ol><li>Immerse קונוס כדורית, מתמר HIFU והחרוט מכסה למיכל מלא במים degassed. מכניסים את מתמר HIFU קונוס כדורית ותקן השער חרוט אל הפתח העליון של קונוס כדורית על ידי 6 ברגים ראש ( איור 5B). לאחר בועות קונוס כדורית מגורשים באופן טבעי בשל צפיפות נמוכה של בועות לעומת מים, חותם הפתח החזיתי של קונוס על ידי קלטת מ מ 0.03 נקודות שקוף עבה. בורג הרכיב השלישי על גבי כדורית קונוס.</li>
		<li>להוציא את מתמר HIFU עם חרוט כדורית, הרכיב השלישי ממיכל המים degassed. 
		הערה: מים אוסמוזה הפוכה השתמשו במחקר זה המים מטוהרת על-ידי התהליך של אוסמוזה הפוכה. מים אוסמוזה הפוכה מורתח לגרש את הגז. לאחר קירור המים degassed מתקבל במיכל אטום בודד.</li>
	</ol></li> <li>את רכיב אני אל החלל בין העצב לשריר בקפידה, ומקם את העצב בהפער של רכיב א לבצע צעדים 4.2.3 4.2.4 על מנת להבטיח כי העצב בתוך אזור מוקד של HIFU ( איור 3A < / חזק >).</li>
	<li>קישור מחולל אותות, מגבר כוח גלי רדיו. לחבר מגבר כוח את המתמר HIFU לדור של קרן HIFU. באופן ידני להגדיר הפלט מתח של מחולל HIFU מתמר דרך המגבר כוח. לבטל באופן ידני את הגנרטור פונקציה ברגע נגמר הזמן HIFU-חשיפה. להתבונן זמן שימוש בשעון עצר. 
	הערה: עוצמת האנרגיה של קרן HIFU השתמשו במחקר זה הם W/cm 2,810 2 ו- 84 מ"מ/J 2, בהתאמה.</li>
	<li>בו זמנית, לספק את הגירוי דרך מערכת רכישה electrophysiology (שלב 4.3) ואת HIFU קרן דרך מערכת HIFU (שלב 4.6) בעצב בזמן הקלטת את CMAPs. הארך בהדרגה את החשיפה HIFU בעצב 3 s, 5 s כדי 8 s עד נצפית ירידה או עיכוב של משרעת של CMAPs.
	<ol><li>שיא CMAPs פעם אחת לשניה במהלך מסירת HIFU קרן. לאחר התבוננות בשינוי משרעת של CMAPs, כבה את מנגנון HIFU, באופן ידני, לחץ על סמל הרשומה על התוכנה רכישת אלקטרופיזיולוגיה לרשומה CMAPs כל 2 דקות תוך עשר דקות מוקדם, כל 5 דקות 30 דקות רצופות, ואני בכל 10 דקות ב- שלב אחרון עד זמן ההקלטה מגיע ה' 2</li>
	</ol></li> <li>רכיב נפרד II ו- III של העצבים fixator ( איור 3) להסיר את המתמר HIFU החתך. רכיב נפרד השני ואני לשחרר בעצב מאובטחת. תפר באתר כירורגית של העכברוש סוכרתיים על ידי תפרים כרום 4-0 לאחר הקלטת את CMAPs. חלות יוד נוזלי באתר כירורגית למניעת זיהום.
	<ol><li>מקום הכלובים על כרית החימום ולאפשר העכברושים לשחזר בכלובים שלהם לפני החזרתם למתקן בעלי חיים. לספק את החולדות איבופרופן במי השתייה למשך 3 ימים או הזרקה בקרום הבטן של הבופרנורפין (0.05 - 0.1 מ"ג/ק"ג).</li>
	</ol></li> <li>להוסיף אלקטרודות מגרה, הקלטה ב המקור בעצב את שרירי הסובך ומורדמת חולדות נוירופתי סוכרתי כפי שתואר בשלבים 4.1.2 ו- 4.3 בימים 7, 14, ו- 28 לאחר sonication HIFU הראשונית. חזור על שלבים 4.3.1 ל 4.3.2.
	<ol><li>מקום הכלובים על כרית החימום ולאפשר העכברושים לשחזר בכלובים שלהם לפני העברת הכלובים למתקן בעלי חיים-</li>
	</ol></li> <li>המתת חסד העכברושים לאחר הניסוי. מקם את החולדה בחדר פחמן דו-חמצני. המתן כ 5 דקות על החולדות. תפסיק להתנשם. להבטיח כי הלב הפסיק לפעום.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Abuaisha, B. B., Costanzi, J. B., Boulton, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acupuncture+for+the+treatment+of+chronic+painful+peripheral+diabetic+neuropathy:+A+long-term+study.">Acupuncture for the treatment of chronic painful peripheral diabetic neuropathy: A long-term study.</a> Diabetes Res Clin Pract. 39 (2), 115-121 (1998).</li><li>Hamza, M. A., 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=Percutaneous+electrical+nerve+stimulation:+A+novel+analgesic+therapy+for+diabetic+neuropathic+pain.">Percutaneous electrical nerve stimulation: A novel analgesic therapy for diabetic neuropathic pain.</a> Diabetes Care. 23 (3), 365-370 (2000).</li><li>Ballantine, H. T., Bell, E., Manlapaz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progress+and+problems+in+the+neurologic+applications+of+focused+ultrasound.">Progress and problems in the neurologic applications of focused ultrasound.</a> J Neurosurg. 17, 858-876 (1960).</li><li>Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+high-intensity+focused+ultrasound+for+conduction+block+of+peripheral+nerves.">Image-guided high-intensity focused ultrasound for conduction block of peripheral nerves.</a> Ann Biomed Eng. 35 (1), 109-119 (2007).</li><li>Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-intensity+focused+ultrasound+attenuates+neural+responses+of+sciatic+nerves+isolated+from+normal+or+neuropathic+rats.">High-intensity focused ultrasound attenuates neural responses of sciatic nerves isolated from normal or neuropathic rats.</a> Ultrasound Med Biol. 41 (1), 132-142 (2015).</li><li>Young, R. R., Henneman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+block+of+nerve+conduction+by+ultrasound.">Reversible block of nerve conduction by ultrasound.</a> Arch Neurol. 4, 83-89 (1961).</li><li>Lele, P. P. <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+focused+ultrasonic+radiation+on+peripheral+nerve,+with+observations+on+local+heating.">Effects of focused ultrasonic radiation on peripheral nerve, with observations on local heating.</a> Exp Neurol. 8 (1), 47-83 (1963).</li><li>Hong, C. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+nerve+conduction+block+in+patients+with+poly-+neuropathy+after+ultrasound+thermotherapy+at+therapeutic+dosage.">Reversible nerve conduction block in patients with poly- neuropathy after ultrasound thermotherapy at therapeutic dosage.</a> Arch Phys Med Rehabil. 72 (2), 132-137 (1991).</li><li>Okada, A., Morita, Y., Fukunishi, H., Takeichi, K., Murakami, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+magnetic+resonance-guided+focused+ultrasound+treatment+of+uterine+fibroids+in+a+large+Japanese+population:+impact+of+the+learning+curve+on+patient+outcome.">Non-invasive magnetic resonance-guided focused ultrasound treatment of uterine fibroids in a large Japanese population: impact of the learning curve on patient outcome.</a> Ultrasound Obstet Gynecol. 34 (5), 579-583 (2009).</li><li>Huisman, 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=International+consensus+on+use+of+focused+ultrasound+for+painful+bone+metastases:+current+status+and+future+directions.">International consensus on use of focused ultrasound for painful bone metastases: current status and future directions.</a> Int J Hyperthermia. 31 (3), 251-259 (2015).</li><li>Dickinson, L., 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=Medium-term+Outcomes+after+Whole-gland+High-intensity+Focused+Ultrasound+for+the+Treatment+of+Nonmetastatic+Prostate+Cancer+from+a+Multicentre+Registry+Cohort.">Medium-term Outcomes after Whole-gland High-intensity Focused Ultrasound for the Treatment of Nonmetastatic Prostate Cancer from a Multicentre Registry Cohort.</a> Eur Urol. 70 (4), 668-674 (2016).</li><li>Foley, J. L., Little, J. W., Vaezy, S. <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+high-intensity+focused+ultrasound+on+nerve+conduction.">Effects of high-intensity focused ultrasound on nerve conduction.</a> Muscle Nerve. 37 (2), 241-250 (2008).</li><li>Lee, Y. F., Lin, C. C., Cheng, J. S., Chen, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+conduction+block+in+diabetic+rats+using+high-intensity+focused+ultrasound+for+analgesic+applications.">Nerve conduction block in diabetic rats using high-intensity focused ultrasound for analgesic applications.</a> Br J Anaesth. 114 (5), 840-846 (2015).</li><li>Donoff, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+regeneration:+basic+and+applied+aspects.">Nerve regeneration: basic and applied aspects.</a> Crit Rev Oral Biol Med. 6 (1), 18-24 (1995).</li><li>Fawcett, J. W., Keynes, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+nerve+regeneration.">Peripheral nerve regeneration.</a> Annu Rev Neurosci. 13, 43-60 (1990).</li><li>Nightingale, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neuropathic+pain+market.">The neuropathic pain market.</a> Nat Rev Drug Discov. 11 (2), 101-102 (2012).</li><li>Lipton, R. B., 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=Single-pulse+transcranial+magnetic+stimulation+for+acute+treatment+of+migraine+with+aura:+a+randomised,+double-blind,+parallel-group,+sham-controlled+trial.">Single-pulse transcranial magnetic stimulation for acute treatment of migraine with aura: a randomised, double-blind, parallel-group, sham-controlled trial.</a> Lancet Neurol. 9 (4), 373-380 (2010).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

חלקית, זמנית דיכוי של action potentials של העצבים נוירופתי עכברים סוכרתיים ויוו , מופע מיידית של השפעת החסימה לאחר הטיפול HIFU שניהם נצפו. מחקר מעקב 28 יום על CMAPs הוכיח כי מצור בטוח של תסמונת גיאן יכול להתבצע בדלפק חשיפה HIFU המתאים. כתוצאה מכך, הפרוטוקול הנ של הטיפול HIFU יכול לספק פתרון חלופי עבור הב?...

תרופות דרך הפה, דיקור סיני1, גירוי עצבי חשמלי2 שימשו לטיפול של פולינוירופתיה של סוכרתית כואבת. עם זאת, תופעות לוואי של תרופות דרך הפה, פעולה פולשנית של דיקור סיני, גירוי עצבי חשמלי ה"בלתי את היעילות הטיפולית ואת הדבקות של המטופל. אולטרסאונד בלוק של העצבים ההיקפיים במודלים של בעלי חיים נחקר במשך עשרות שנים-3,-4,-5. הולכה של במבחנה ממוגלה עצבים של הצפרדע הירוקה גדול היה עכבות הפיכה לאחר הטיפול של 10-20 פולסים של אולטרסאונד חשיפה של 0.4 - 1.0 s6. גורם אחד כדי לחסום גיאן הוא עליית הטמפרטורה המושרה על ידי אולטרסאונד7. עבור חולי פולינוירופתיה של, הדיכוי של פוטנציאל פעולה השריר מורכבים (CMAPs) בוצעה ב שיתוק נחשפים אולטרה סאונד בעוצמה נמוכה 2 דקות8. הפעם החלמה מלאה הייתה בתוך 5 דקות.
לאחרונה, מינהל המזון והתרופות של ארצות הברית אישרה HIFU לטיפול פולשני גידולים שרירנים ברחם9, כאב palliations של עצם גרורות10וסרטן הערמונית11. מתמר HIFU פולט קרני אקוסטית מחוץ לגוף, ואת הקורות לשדר במדיומים שונים של רקמות מתכנסים הגידול היעד על המוקד. אזור מוקד נוצר באופן מיידי כדי ליצור אפקטים מותאמים לשפות אחרות על גידולים היעד מבלי לפגוע ברקמות שמסביב. HIFU הוחל גם לעכב את הובלת העצבים או לגרום עצב denervation ויוו ניסויים של חולדות רגילה ספראג-Dawley (SD)12. בנוסף, ההשפעות לטווח קצר ולטווח ארוך של HIFU על העצבים נוירופתי כבר ובדוקים13. התוצאות הקודמות הפגינו הבלוק הפיך או קבועה של הובלת העצבים החישה יכולה להיות מושגת על ידי HIFU עם פרמטרים מתאימים. מלבד יישומים להרגעה, HIFU עשויה לשמש ככלי לחקור את התרומה היחסית של רכיבים היקפיים ומרכזי העצבים המצור הולכה מחקר בסיסי לנוירולוגיה והתפתחות של משכחי כאבים. לכן, נדרשת HIFU חסימה טכנולוגית פלטפורמה ספציפיות עבור העצבים ההיקפיים במודלים של בעלי חיים. מטרת מאמר זה היא כדי להדגים את ההליכים לחסימת באופן חלקי או מלא של פוטנציאל פעולה של העצבים ההיקפיים בחולדות נוירופתי סוכרתי מאת HIFU. עכברים סוכרתיים מודלים והערכת סימפטומים נוירופתי היקפיים הוקמו. פלטפורמה HIFU ותהליכים ניסיוני ספציפי לטיפול בבעיות עצבים ממוגלה עכברוש מוצגים.

<table><tbody><tr><td>streptozotocin</td><td>Sigma</td><td>85882</td><td></td></tr><tr><td>citric acid monohydrate&amp;nbsp;</td><td>Sigma</td><td>C1909</td><td></td></tr><tr><td>trisodium citrate dihydrate</td><td>Sigma</td><td>W302600</td><td></td></tr><tr><td>glucose meters</td><td>Roche Accu-Check Active</td><td>GC</td><td></td></tr><tr><td>electronic von Frey device</td><td>IITC Life Science</td><td>2390</td><td></td></tr><tr><td>hot plate</td><td>IITC Life Science</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Biopac MP36 acquisition system</td><td>Biopac Systems, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HIFU transducer</td><td>Sonic Concepts</td><td>H108</td><td></td></tr><tr><td>function generator</td><td>Agilent</td><td>33250A</td><td></td></tr><tr><td>power amplifier</td><td>Electronics &amp;amp; Innovation</td><td>1040L</td><td></td></tr><tr><td>Rats&amp;nbsp;</td><td>Biolasco taiwan</td><td>Sprague-Dawley</td><td></td></tr><tr><td>Puralube vet ointment</td><td>Dechra</td><td></td><td></td></tr><tr><td>isoflurane vaporizer</td><td>Parkland Scientific</td><td>V3000PS</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurance</td><td>Attane</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Restraint bag (Decapicones)</td><td>Braintree Scientific</td><td>DC 200</td><td></td></tr></tbody></table>

an ultrasonic tool for nerve conduction block in diabetic rat models

עצב בלוק בהולכה עם מתמר אולטרסאונד ממוקד בעוצמה גבוהה (HIFU) בוצעה במודלים של בעלי חיים נורמליים, סוכרת לאחרונה. HIFU הפיכה לחסום את הולכה של העצבים ההיקפיים ללא פגיעה בעצבים תוך שימוש פרמטר אולטראסוניות המתאים. בלוק זמני וחלקי פוטנציאל פעולה של עצבים מראה כי HIFU יש פוטנציאל להיות טיפול קליני יעיל להקלה בכאבים. עבודה זו ממחישה את נהלי לדכא את פוטנציאל פעולה של עצבים נוירופתי עכברים סוכרתיים ויוו באמצעות מתמר HIFU. השלב הראשון הוא ליצור למבוגרים זכר חולדות נוירופתי סוכרתי בזריקה streptozotocin (STZ). השלב השני הוא להעריך את נוירופתיה סוכרתית בחולדות סוכרת הנגרמת STZ על ידי בדיקה אלקטרונית של פון פריי צלחת חמה. השלב הסופי הוא שיא ויוו חוץ-תאית פעולה פוטנציאל של עצב חשוף HIFU sonication. השיטה שהראתי כאן יכולים ליהנות המחקר של יישומים כאבים אולטרסאונד.

אין ויוו המחקר הראה כי, עם מנה HIFU של 3 s sonication בעוצמה W/cm 2,8102, CMAPs דוכאו על-ידי 20% של הבסיס, אבל הם היו התאושש לגמרי לאחר 30 דקות (איור 2 א, יהלומים) והיו כמעט קבוע בתקופה של 28 ימים (איור 2B, יהלומים). 5 s HIFU החשיפה מעוצמת אותה, CMAPs ירד ל- 65.4% (9.5%)...

Watch this Scientific Journal Video about An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models at JoVE.com

An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

עבודה זו מציגה את המתודולוגיה של החלת אולטרסאונד ממוקד בעוצמה גבוהה כדי לחסום את פוטנציאל פעולה של עצבים נוירופתי סוכרתי.

כלי אולטראסוניות גיאן לחסום במודלים עכברים סוכרתיים

Nerve conduction block with a high intensity-focused ultrasound (HIFU) transducer has been performed in normal and diabetic animal models recently. HIFU ...

an-ultrasonic-tool-for-nerve-conduction-block-in-diabetic-rat-models

Research

JoVE Journal

Bioengineering

7.3K Views.  National Health Research Institutes. עבודה זו מציגה את המתודולוגיה של החלת אולטרסאונד ממוקד בעוצמה גבוהה כדי לחסום את פוטנציאל פעולה של עצבים נוירופתי סוכרתי.

Video: An Ultrasonic Tool for Nerve Conduction Block in Diabetic Rat Models

Rapid Determination of the Thermal Nociceptive Threshold in Diabetic Rats

Painful diabetic neuropathy (PDN) is characterized by hyperalgesia i.e., increased sensitivity to noxious stimulus, and allodynia i.e., hypersensitivity to normally innocuous stimuli1. Hyperalgesia and allodynia have been studied in many different rodent models of diabetes mellitus2. However, as stated by B&ouml;lcskei et al, determination of "pain" in animal models is challenging due to its subjective nature3. Moreover, the traditional methods used to determine behavioral responses to noxious thermal stimuli usually lack reproducibility and pharmacological sensitivity3. For instance, by using the hot-plate method of Ankier4, flinch, withdrawal and/or licking of either hind- and/or fore-paws is quantified as reflex latencies at constant high thermal stimuli (52-55 &deg;C). However, animals that are hyperalgesic to thermal stimulus do not reproducibly show differences in reflex latencies using those supra-threshold temperatures3,5. As the recently described method of B&ouml;lcskei et al.6, the procedures described here allows for the rapid, sensitive and reproducible determination of thermal nociceptive thresholds (TNTs) in mice and rats. The method uses slowly increasing thermal stimulus applied mostly to the skin of mouse/rat plantar surface. The method is particularly sensitive to study anti-nociception during hyperalgesic states such as PDN. The procedures described bellow are based on the ones published in detail by Alm&aacute;si et al 5 and B&ouml;lcskei et al 3. The procedures described here have been approved the Laboratory Animal Care and Use Committee (LACUC), Wright State University.

Here, we describe a rapid reliable and simple procedure to determine the lowest temperature at which rats or mice show nocifensive behavior, i.e. the thermal nociceptive threshold (TNT). This method applies a slowly increasing thermal stimulus allowing precise and reproducible estimation of TNTs with minimum, if any, stress to the animals.

קביעה מהירה של סף nociceptive תרמי בעכברים סוכרתיים

Painful diabetic neuropathy (PDN) is characterized by hyperalgesia i.e., increased sensitivity to noxious stimulus, and allodynia i.e., hypersensitivity ...

Neuroscience

The Sciatic Nerve Cuffing Model of Neuropathic Pain in Mice

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in injured sensory neurons and along the entire nociceptive pathway within the central nervous system. It is usually chronic and challenging to treat. In order to study neuropathic pain and its treatments, different models have been developed in rodents. These models derive from known etiologies, thus reproducing peripheral nerve injuries, central injuries, and metabolic-, infectious- or chemotherapy-related neuropathies. Murine models of peripheral nerve injury often target the sciatic nerve which is easy to access and allows nociceptive tests on the hind paw. These models rely on a compression and/or a section. Here, the detailed surgery procedure for the &#34;cuff model&#34; of neuropathic pain in mice is described. In this model, a cuff of PE-20 polyethylene tubing of standardized length (2 mm) is unilaterally implanted around the main branch of the sciatic nerve. It induces a long-lasting mechanical allodynia, i.e., a nociceptive response to a normally non-nociceptive stimulus that can be evaluated by using von Frey filaments. Besides the detailed surgery and testing procedures, the interest of this model for the study of neuropathic pain mechanism, for the study of neuropathic pain sensory and anxiodepressive aspects, and for the study of neuropathic pain treatments are also discussed.

Neuropathic pain is a consequence of a lesion or disease affecting the somatosensory system. The &#8220;cuff model&#8221; of neuropathic pain in mice consists of the implantation of a polyethylene cuff around the main branch of the sciatic nerve. Mechanical allodynia is tested using von Frey filaments.

דגם השת עצב איזוק של כאב נוירופתי בעכברים

Neuropathic pain arises as a consequence of a lesion or a disease affecting the somatosensory system. This syndrome results from maladaptive changes in ...

Medicine

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 ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and latency detect chronic axon loss and demyelination, respectively. Axonal excitability techniques &#34;by threshold tracking&#34; expand upon these measures by providing information regarding the activity of ion channels, pumps and exchangers that relate to acute function and may precede degenerative events. As such, the use of axonal excitability in animal models of neurological disorders may provide a useful in vivo measure to assess novel therapeutic interventions. Here we describe an experimental setup for multiple measures of motor axonal excitability techniques in the rat ulnar nerve.
The animals are anesthetized with isoflurane and carefully monitored to ensure constant and adequate depth of anesthesia. Body temperature, respiration rate, heart rate and saturation of oxygen in the blood are continuously monitored. Axonal excitability studies are performed using percutaneous stimulation of the ulnar nerve and recording from the hypothenar muscles of the forelimb paw. With correct electrode placement, a clear compound muscle action potential that increases in amplitude with increasing stimulus intensity is recorded. An automated program is then utilized to deliver a series of electrical pulses which generate 5 specific excitability measures in the following sequence: stimulus response behavior, strength duration time constant, threshold electrotonus, current-threshold relationship and the recovery cycle.
Data presented here indicate that these measures are repeatable and show similarity between left and right ulnar nerves when assessed on the same day. A limitation of these techniques in this setting is the effect of dose and time under anesthesia. Careful monitoring and recording of these variables should be undertaken for consideration at the time of analysis.

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Axonal excitability techniques provide a powerful tool to examine pathophysiology and biophysical changes that precede irreversible degenerative events. This manuscript demonstrates the use of these techniques on the ulnar nerve of anesthetized rats.

אין ויוו מדידות אלקטרופיזיולוגיות של עצב הגומד עכברוש עם הבדיקות דעתנית עצב

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

Establishing a Mouse Model of a Pure Small Fiber Neuropathy with the Ultrapotent Agonist of Transient Receptor Potential Vanilloid Type 1

Patients with diabetes mellitus (DM) or those experiencing the neurotoxic effects of chemotherapeutic agents may develop sensation disorders due to degeneration and injury of small-diameter sensory neurons, referred to as small fiber neuropathy. Present animal models of small fiber neuropathy affect both large- and small-diameter sensory fibers and thus create a neuropathology too complex to properly assess the effects of injured small-diameter sensory fibers. Therefore, it is necessary to develop an experimental model of pure small fiber neuropathy to adequately examine these issues. This protocol describes an experimental model of small fiber neuropathy specifically affecting small-diameter sensory nerves with resiniferatoxin (RTX), an ultrapotent agonist of transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1), through a single dose of intraperitoneal injection, referred to as RTX neuropathy. This RTX neuropathy showed pathological manifestations and behavioral abnormalities that mimic the clinical characteristics of patients with small fiber neuropathy, including intraepidermal nerve fiber (IENF) degeneration, specifically injury in small-diameter neurons, and induction of thermal hypoalgesia and mechanical allodynia. This protocol tested three doses of RTX (200, 50, and 10 &#181;g/kg, respectively) and concluded that a critical dose of RTX (50 &#181;g/kg) is required for the development of typical small fiber neuropathy manifestations, and prepared a modified immunostaining procedure to investigate IENF degeneration and neuronal soma injury. The modified procedure is fast, systematic, and economic. Behavioral evaluation of neuropathic pain is critical to reveal the function of small-diameter sensory nerves. The evaluation of mechanical thresholds in experimental rodents is particularly challenging and this protocol describes a customized metal mesh that is suitable for this type of assessment in rodents. In summary, RTX neuropathy is a new and easily established experimental model to evaluate the molecular significance and intervention underlying neuropathic pain for the development of therapeutic agents.

This study establishes an experimental model of pure small fiber neuropathy with resiniferatoxin (RTX). A unique dose of RTX (50 &#181;g/kg) is optimal for developing a small fiber neuropathy model that mimics patient characteristics and could help investigate the nociceptive molecular significance underlying neuropathic pain.

הקמת מודל העכבר של נוירופתיה סיבים קטנים טהור עם אגוניסט Ultrapotent פוטנציאלי קולטן ארעי Vanilloid סוג 1

Patients with diabetes mellitus (DM) or those experiencing the neurotoxic effects of chemotherapeutic agents may develop sensation disorders due to ...

Use of In Vivo Single-fiber Recording and Intact Dorsal Root Ganglion with Attached Sciatic Nerve to Examine the Mechanism of Conduction Failure

Single-fiber recording has been a classical and effective electrophysiological technique over the last few decades because of its specific application for nerve fibers in the central and peripheral nervous systems. This method is particularly applicable to dorsal root ganglia (DRG), which are primary sensory neurons that exhibit a pseudo-unipolar structure of nervous processes. The patterns and features of the action potentials passed along axons are recordable in these neurons. The present study uses in vivo single-fiber recordings to observe the conduction failure of sciatic nerves in complete Freund&#8217;s adjuvant (CFA)-treated rats. As the underlying mechanism cannot be studied using in vivo single-fiber recordings, patch-clamp-recordings of DRG neurons are performed on preparations of intact DRG with the attached sciatic nerve. These recordings reveal a positive correlation between conduction failure and the rising slope of the after-hyperpolarization potential (AHP) of DRG neurons in CFA-treated animals. The protocol for in vivo single fiber-recordings allows the classification of nerve fibers via the measurement of conduction velocity and monitoring of abnormal conditions in nerve fibers in certain diseases. Intact DRG with attached peripheral nerve allows observation of the activity of DRG neurons in most physiological conditions. Conclusively, single-fiber recording combined with electrophysiological recording of intact DRGs is an effective method to examine the role of conduction failure during the analgesic process.

Single-fiber recording is an effective electrophysiological technique that is applicable to the central and peripheral nervous systems. Along with the preparation of intact DRG with the attached sciatic nerve, the mechanism of conduction failure is examined. Both protocols improve the understanding of the peripheral nervous system&#39;s relationship with pain.

השימוש ב Vivo הקלטה חד-סיבים ושורש השורש שלמות עם העצב מוצמד לבחון את המנגנון של כשל הולכה

Single-fiber recording has been a classical and effective electrophysiological technique over the last few decades because of its specific application for ...

Modified Spared Nerve Injury Surgery Model of Neuropathic Pain in Mice

Spared nerve injury (SNI) is an animal model that mimics the cardinal symptoms of peripheral nerve injury for studying the molecular and cellular mechanism of neuropathic pain in mice and rats. Currently, there are two types of SNI model, one to cut and ligate the common peroneal and the tibial nerves with intact sural nerve, which is defined as SNIs in this study, and another to cut and ligate the common peroneal and the sural nerves with intact tibial nerve, which is defined as SNIt in this study. Because the sural nerve is purely sensory whereas the tibial nerve contains both motor and sensory fibers, the SNIt model has much less motor deficit than the SNIs model. In the traditional SNIt mouse model, the common peroneal and the sural nerves are cut and ligated separately. Here a modified SNIt surgery method is described to damage both common peroneal and sural nerves with only one ligation and one cut with a shorter procedure time, which is easier to perform and reduces the potential risk of stretching the sciatic or tibial nerves, and produces similar mechanical hypersensitivity as the traditional SNIt model.

<meta charset="utf8"></head><body>מודל שונה של פגיעה עצבית ניצלת של כאב נוירופתי בעכברים

The modified surgery is a simplified method for mouse or rat spared nerve injury model that requires only one ligation and one cut to injure both common peroneal and sural nerves.

מודל שונה של פגיעה עצבית ניצלת של כאב נוירופתי בעכברים

Spared nerve injury (SNI) is an animal model that mimics the cardinal symptoms of peripheral nerve injury for studying the molecular and cellular ...

Preparation of Rat Sciatic Nerve for Ex Vivo Neurophysiology

Ex vivo preparations enable the study of many neurophysiological processes in isolation from the rest of the body while preserving local tissue structure. This work describes the preparation of rat sciatic nerves for ex vivo neurophysiology, including buffer preparation, animal procedures, equipment setup and neurophysiological recording. This work provides an overview of the different types of experiments possible with this method. The outlined method aims to provide 6 h of stimulation and recording on extracted peripheral nerve tissue in tightly controlled conditions for optimal consistency in results. Results obtained using this method are A-fibre compound action potentials (CAP) with peak-to-peak amplitudes in the millivolt range over the entire duration of the experiment. CAP amplitudes and shapes are consistent and reliable, making them useful to test and compare new electrodes to existing models, or the effects of interventions on the tissue, such as the use of chemicals, surgical alterations, or neuromodulatory stimulation techniques. Both conventional commercially available cuff electrodes with platinum-iridium contacts and custom-made conductive elastomer electrodes were tested and gave similar results in terms of nerve stimulus strength-duration response.

Preparation of Rat Sciatic Nerve for Ex Vivo Neurophysiology

This protocol describes the preparation of rat whole sciatic nerve tissue for ex vivo electrophysiological stimulation and recording in an environmentally-regulated, two-compartment, perfused saline bath.

הכנת עצב סיאטי חולדה לנוירופיזיולוגיה Ex Vivo

Ex vivo preparations enable the study of many neurophysiological processes in isolation from the rest of the body while preserving local tissue structure. ...

Open-Source Real-Time Closed-Loop Electrical Threshold Tracking for Translational Pain Research

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in acute and chronic pain conditions. This produces abnormal ongoing activity or reduced activation thresholds to noxious stimuli. Identifying the cause of this increased excitability is required for the development and validation of mechanism-based treatments. Single-neuron electrical threshold tracking can quantify nociceptor excitability. Therefore, we have developed an application to allow such measurements and demonstrate its use in humans and rodents. APTrack provides real-time data visualization and action potential identification using a temporal raster plot. Algorithms detect action potentials by threshold crossing and monitor their latency after electrical stimulation. The plugin then modulates the electrical stimulation amplitude using an up-down method to estimate the electrical threshold of the nociceptors. The software was built upon the Open Ephys system (V0.54) and coded in C++ using the JUCE framework. It runs on Windows, Linux, and Mac operating systems. The open-source code is available (<a data-saferedirecturl="https://www.google.com/url?q=https://github.com/Microneurography/APTrack&amp;source=gmail&amp;ust=1680789829274000&amp;usg=AOvVaw0nMk9J_EI2jUn8SlmC5JJm" href="https://github.com/Microneurography/APTrack" target="_blank">https://github.com/Microneurography/APTrack</a>). The electrophysiological recordings were taken from nociceptors in both a mouse skin-nerve preparation using the teased fiber method in the saphenous nerve and in healthy human volunteers using microneurography in the superficial peroneal nerve. Nociceptors were classified by their response to thermal and mechanical stimuli, as well as by monitoring the activity-dependent slowing of the conduction velocity. The software facilitated the experiment by simplifying the action potential identification through the temporal raster plot. We demonstrate real-time closed-loop electrical threshold tracking of single-neuron action potentials during&#160;in vivo&#160;human microneurography, for the first time, and during&#160;ex vivo&#160;mouse electrophysiological recordings of C-fibers and A&#948;-fibers. We establish proof of principle by showing that the electrical threshold of a human heat-sensitive C-fiber nociceptor is reduced by heating the receptive field. This plugin enables the electrical threshold tracking of single-neuron action potentials and allows the quantification of changes in nociceptor excitability.

APTrack is a software plugin developed for the Open Ephys platform that enables real-time data visualization and the closed-loop electrical threshold tracking of neuronal action potentials. We have successfully used this in microneurography for human C-fiber nociceptors and mouse C-fiber and A&#948;-fiber nociceptors.

מעקב סף חשמלי בלולאה סגורה בקוד פתוח בזמן אמת לחקר כאב תרגומי

Nociceptors are a class of primary afferent neurons that signal potentially harmful noxious stimuli. An increase in nociceptor excitability occurs in ...

כלי אולטראסוניות גיאן לחסום במודלים עכברים סוכרתיים

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

קביעה מהירה של סף nociceptive תרמי בעכברים סוכרתיים

דגם השת עצב איזוק של כאב נוירופתי בעכברים

במדידות Vivo אלקטרו על עצבים העכבר השת

אין ויוו מדידות אלקטרופיזיולוגיות של עצב הגומד עכברוש עם הבדיקות דעתנית עצב

הקמת מודל העכבר של נוירופתיה סיבים קטנים טהור עם אגוניסט Ultrapotent פוטנציאלי קולטן ארעי Vanilloid סוג 1

השימוש ב Vivo הקלטה חד-סיבים ושורש השורש שלמות עם העצב מוצמד לבחון את המנגנון של כשל הולכה

מודל שונה של פגיעה עצבית ניצלת של כאב נוירופתי בעכברים

מודל שונה של פגיעה עצבית ניצלת של כאב נוירופתי בעכברים

הכנת עצב סיאטי חולדה לנוירופיזיולוגיה Ex Vivo

מעקב סף חשמלי בלולאה סגורה בקוד פתוח בזמן אמת לחקר כאב תרגומי