この方法は、健康の研究オックスフォードバイオメディカルリサーチセンター、Rosetreesトラスト研究所、ウェルカムトラスト、医学研究評議会からの資金を使用して開発されました。機能脳神経外科UCLユニットは、英国パーキンソン魅力とモニュメントトラストがサポートされています。

1。同意し、バイオマーカーの同定 オックスフォードA. -このプロトコルは、国立研究倫理サービス委員サウスセントラルによって審査され、承認されました <ol><li>研究のための適切な対象を同定：被験者は、臨床的に脳深部刺激（医学的に難治性パーキンソン病）に適していると識別された人々である。注：配線が外部化されながら、電極埋め込み後の実験（1日目）とバッテリ/刺激装置の配置の前に（7日目）を行います。 </li><li>刺激性試験、一晩パーキンソン薬の撤退のために患者を同意するものとします。 </li><li>パーキンソン薬の12時間の撤退に続いて、適切なアンプに外部化DBS電極を接続（アンプは安全、ヒトで頭蓋内の神経生理学的使用のためのテスト·検証、設計する必要があります）16。 </li><li>すべての連絡億から安静時の記録局所電場電位（LFP）aterally（L＆R 0-3 0-3。） </li><li>隣接するコンタクトからの記録を減算することによってバイポーラモンタージュ（0,2と1,3）を作成します。 </li><li>刺激試験のための最高のベータ振幅で患者固有のベータピーク周波数および双極接点対を同定するために、パワースペクトル解析を行う。注：薬物オフPD患者の大部分がベータ2ピークを有する。まだベータピークが識別可能なオフ投薬されていない場合、患者はこの合併症を標的とDBSを表すことができるように、さらなる分析から除外すべきである。 </li><li>最高のベータ振幅で双極接点対（0,2または1,3）により架橋されている単極刺激のための連絡先を選択します。 </li></ol> ADBSセットアップへの患者の2。接続<ol><li>アナログアンプとフィルタにDBS電極を接続します。注：3の間のバンドパスフィルタ - X 9100のゲイン、37ヘルツ。 </li><li>患者への参照を接続します。注：参照が5センチメートル規格により接続さ×5センチメートル神経刺激ゲル電極パッドであるべきであるDARD 2ミリメートル単極電極ワイヤ。左鎖骨上には、電極を配置します。 </li><li> A / Dコンバータおよびポータブルコンピュータを実行している信号解析ソフトウェアにアナログアンプを接続します。第二段階は、デジタル4 Hzの通過帯域を用いて患者の特定のベータピーク付近の信号をフィルタリングする。ベータ振幅を監視し、あらかじめ設定した閾値の刺激を制御するために、これを使用しています。スムージングウィンドウでスムーズベータ振幅（400ミリ秒は、このセットアップでは発見的に有効であった。） </li><li> D / A刺激装置へのトリガーを接続します。 </li><li>アンプを介して患者へ刺激装置を接続します。注意：安全のため、電荷密度が&lt;30μQ/ cm 2であり、刺激装置は、リニア入力がありますに限定されていることを確認-出力機能。光学的に患者へのすべての接続を分離します。刺激装置は、基準としてEN60601-1医療安全規格に設計され、テストする必要があります。 </li></ol>従来の連続刺激の3。テスト<ol><li>従来の高周波刺激に対するオンにしますたTiONが、最初にゼロ電圧で（100ミリ秒、130 Hzで、0 V）。最も高いベータ振幅の双極接点対によってブリッジ接触で単極刺激を与える。期待通りに納入刺激があることを確認するため、実験を通して継続的に刺激装置の読み出しを監視します。 </li><li>ゆっくりと臨床効果のしきい値を探して、0.5 V刻み数分ごとによる刺激電圧を増加させる。このような感覚異常などの最小限または全く副作用を伴う臨床的に有用な刺激電圧（一般的には1.5〜3.0 V）を確立します。 </li></ol> 4。オン/オフおよびトリガによるしきい値のテストは、設定<ol><li>臨床的に有効な電圧での刺激と、250ミリ秒のランプダウンで、刺激のスイッチを切る。 </li><li>臨床的に有効な電圧での刺激と、ランプアップ250ミリ秒と上の刺激装置を切り替える。 </li><li>感覚異常についてお尋ねし、他の可能性のある副作用はオンとオフの刺激を切り替える際に経験しました。&lt;/李&gt; <li>副作用が存在する場合は、0.25 Vで電圧を低下させ、リピートのオン/オフの切り替えしきい値の際、感覚異常、下記まで4.3に4.1を繰り返します。 </li><li>滴定によりオン/オフ、再び切り替えると感覚異常のしきい値を見つけて、すぐ下さらなるテストのために、このしきい値を（0.1 V）を電圧に設定してください。これは臨床的に効果がない場合は、他の連絡先を（連絡先1または2を選択）してみてください。注意：スイッチングに刺激装置とオフも一部の患者では、おそらく組織電極界面での充電容量に関連し、スパイクアーティファクトが発生することがあります。信号が通過帯域ベータ帯で濾過し、トリガレベルを設定する前にあったように、このアーティファクトが大幅に減衰した。それにもかかわらず、いくつかの例において、このアーチファクトは、自己トリガを引き起こすのに十分であった。これらの場合にこの問題に対処するために、我々は刺激の電圧が低下し、自己トリガをエスケープするためにトリガしきい値を増加させた。必要であれば、これは将来的に取り組むことができたもう一つの方法は、の取り込みを介して行われ自己トリガを避けるために各トリガー発症後のロックアウト期間。 </li><li>ただ、上で決定ON / OFFの切り替え感覚異常のしきい値の下で電圧で刺激をオンにします。 </li><li>臨床効果を維持しながら刺激に対する最小時間になるレベルにベータ振幅トリガしきい値を大きくします。刺激に対する時間の少なくとも50％削減を目指します。 </li><li> 10分、刺激効果をウォッシュアウトするための刺激をオフにして、刺激がなく、患者を残して（以下の設定とテストブロックの間）。 </li></ol>異なる刺激条件にわたって患者の5。テスト<ol><li>条件（適応DBS、従来＆オフ）をテストするために、患者の目詰まりを確実にする。 </li><li>臨床試験の開始前に実行している状態で5分間の安定化期間の最小値のため、各試験条件を適用する。被験者間でカウンターバランステスト条件の順番。電圧、パルス幅、刺激周波数を固定identi唯一の違いは、ベータ振幅に関して刺激のタイミングに関係するような試験条件を横断的に。 </li><li> （最小300秒などなど ）刺激の開始後、所定の固定時点で、UPDRS評価尺度を通じて効果を臨床的に患者を評価する。 </li><li>ビデオ記録の評価と独立した専門家をオフラインによるブラインド率（剛性を除く。） </li><li>客観的測定（加速度計やアクティグラフィー）を用いた臨床評価を行う。 </li></ol>

<ol>
	<li>Schrag, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dyskinesias+and+motor+fluctuations+in+Parkinson's+disease:+A+community-based+study.">Dyskinesias and motor fluctuations in Parkinson's disease: A community-based study.</a> Brain. 123 (11), 2297-2305 (2000).</li><li>Little, S., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+brain+signals+are+suitable+for+feedback+control+of+deep+brain+stimulation+in+Parkinson's+disease.">What brain signals are suitable for feedback control of deep brain stimulation in Parkinson's disease.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1265 (1), 9-24 (2012).</li><li>Chen, C. C., Br&#252;cke, C., 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=Deep+brain+stimulation+of+the+subthalamic+nucleus:+a+two-edged+sword.">Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus: a two-edged sword.</a> Current biology. 16 (22), 952-953 (2006).</li><li>Modolo, J., Legros, A., Thomas, A. W., Beuter, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Model-driven+therapeutic+treatment+of+neurological+disorders:+reshaping+brain+rhythms+with+neuromodulation.">Model-driven therapeutic treatment of neurological disorders: reshaping brain rhythms with neuromodulation.</a> Interface Focus. (1), 61-74 (2011).</li><li>Priori, A., Foffani, G., Rossi, L., Marceglia, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+deep+brain+stimulation+(aDBS)+controlled+by+local+field+potential+oscillations.">Adaptive deep brain stimulation (aDBS) controlled by local field potential oscillations.</a> Experimental neurology. 245, 77-86 (2012).</li><li>K&#252;hn, A. A., Kupsch, A., Schneider, G., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduction+in+subthalamic+8-35+Hz+oscillatory+activity+correlates+with+clinical+improvement+in+Parkinson's+disease.">Reduction in subthalamic 8-35 Hz oscillatory activity correlates with clinical improvement in Parkinson's disease.</a> The European journal of neuroscience. 23 (7), 1956-1960 (2006).</li><li>Eusebio, A., Cagnan, H., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Does+suppression+of+oscillatory+synchronisation+mediate+some+of+the+therapeutic+effects+of+DBS+in+patients+with+Parkinson's+disease.">Does suppression of oscillatory synchronisation mediate some of the therapeutic effects of DBS in patients with Parkinson's disease.</a> Frontiers in integrative neuroscience. 6, (2012).</li><li>Giannicola, G., Rosa, 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=Subthalamic+local+field+potentials+after+seven-year+deep+brain+stimulation+in+Parkinson's+disease.">Subthalamic local field potentials after seven-year deep brain stimulation in Parkinson's disease.</a> Experimental neurology. 237 (2), 312-317 (2012).</li><li>L&#243;pez-Azc&#225;rate, J., Tainta, 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=Coupling+between+beta+and+high-frequency+activity+in+the+human+subthalamic+nucleus+may+be+a+pathophysiological+mechanism+in+Parkinson's+disease.">Coupling between beta and high-frequency activity in the human subthalamic nucleus may be a pathophysiological mechanism in Parkinson's disease.</a> The Journal of Neuroscience. 30 (19), 6667-6677 (2010).</li><li>Ozkurt, T. E., Butz, 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=High+frequency+oscillations+in+the+subthalamic+nucleus:+A+neurophysiological+marker+of+the+motor+state+in+Parkinson's+disease.">High frequency oscillations in the subthalamic nucleus: A neurophysiological marker of the motor state in Parkinson's disease.</a> Experimental neurology. 229 (2), 324-331 (2011).</li><li>Pogosyan, A., Yoshida, F., 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=Parkinsonian+impairment+correlates+with+spatially+extensive+subthalamic+oscillatory+synchronization.">Parkinsonian impairment correlates with spatially extensive subthalamic oscillatory synchronization.</a> Neuroscience. 171 (1), 245-257 (2010).</li><li>Chen, C. C., Hsu, Y. T., 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=Complexity+of+subthalamic+13-35+Hz+oscillatory+activity+directly+correlates+with+clinical+impairment+in+patients+with+Parkinson's+disease.">Complexity of subthalamic 13-35 Hz oscillatory activity directly correlates with clinical impairment in patients with Parkinson's disease.</a> Experimental neurology. 224 (1), 234-240 (2010).</li><li>Rosin, B., Slovik, 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=Closed-loop+deep+brain+stimulation+is+superior+in+ameliorating+parkinsonism.">Closed-loop deep brain stimulation is superior in ameliorating parkinsonism.</a> Neuron. 72 (2), 370-384 (2011).</li><li>Little, S., Pogosyan, 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=Adaptive+Deep+Brain+Stimulation+in+Advanced+Parkinson+Disease.">Adaptive Deep Brain Stimulation in Advanced Parkinson Disease.</a> Annals of neurology. 74 (3), 449-457 (2013).</li><li>Afshar, P., Khambhati, 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=A+translational+platform+for+prototyping+closed-loop+neuromodulation+systems.+Frontiers+in+neural+circuits.">A translational platform for prototyping closed-loop neuromodulation systems. Frontiers in neural circuits.</a> 6, (2012).</li><li>Eusebio, A., Thevathasan, W., 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=Deep+brain+stimulation+can+suppress+pathological+synchronisation+in+parkinsonian+patients.">Deep brain stimulation can suppress pathological synchronisation in parkinsonian patients.</a> Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry. 82 (5), 569-573 (2011).</li><li>Little, S., Pogosyan, A., Kuhn, A. A., Brown, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta+band+stability+over+time+correlates+with+Parkinsonian+rigidity+and+bradykinesia.">Beta band stability over time correlates with Parkinsonian rigidity and bradykinesia.</a> Experimental neurology. 236 (2), 383-388 (2012).</li></ol>

LZ、MH：コンサルタント、走行支援に言えば手数料、メドトロニック、セントジュード。 TF：コンサルタント、AbbVie医薬品、セントジュード、メドトロニック; PL：コンサルタント、スピーキング手数料、メドトロニック、セントジュード。 PB：コンサルタント、メドトロニック、サピエンス。

この記事では、術後の患者の適応性脳深部刺激の研究と検証のための新たな方法を概説する。 DBS治療は、PDのための標準的な治療、本態性振戦とジストニアの一部であり、導入され、群発性頭痛、てんかん、ジル·ド·ラ·トゥレット症候群、強迫性障害やうつ病など、他の条件の範囲でテストされています。現時点では、すべての臨床刺激パラダイムは、連続、開ループ刺激を採用し、これらの簡単な刺激パラダイムは、多くの場合、効果的であるが、それは彼らが大幅に病気の適切なバイオマーカーへの応答性を作り、それによって知らされ、患者に刺激を最適化することによって改善することができることが期待されている特定の方法。ここに概説された方法では、前の電池と刺激装置の内部移行および移植のために、彼らの最初の手術（電極移植）後に外部化された患者においてのADBのテストを行うことができます。この方法を使用して、それがそこに期待されている研究者は、DBSが使用されている疾患のスペクトルにわたってバイオマーカーの範囲を使用してのADBの有効性を調べることができること前後。そして、これは、慢性的に移植され、臨床現場での臨床試験につながる可能性があります。 我々が成功するために使用され、発見したプロトコルは、上記に概説されている。我々は成功したのADBを達成するためにプロセスを微調整するための重要なステップ数を見分ける。この単純なADBS設定で制御することができるパラメータは、電圧、トリガしきい値、刺激接触やランピング期間が含まれています。これらはすべて（感覚異常）のオンとオフを切り替える刺激の副作用とのバランスを考慮する必要があり、技術的な問題（再発 &#39;自己&#39;トリガ）と臨床効果。オンとオフの刺激を切り替えると、フィルタリングにもかかわらず、潜在的に関心のある周波数範囲に漏れることができる、というLFPの電圧依存関係のある成果をもたらす。これが深刻な場合、それもの非存在下で自己トリガにシステムを引き起こす可能性がバイオマーカー信号の上昇、 - ここでは局所場電位のベータ活性。それが効果的にADBSがすべての時間にいるので、安全であることが知られているCDBSを模倣になるので、これは安全上の問題を示すものではありません。ただし、ベータ振幅に対する反応性の欠如とCDBS以上のADBの潜在的な利点、したがって損失につながるん。我々は、必要に応じて、自己トリガは、刺激電圧を低下させるしきい値を上げるか、刺激接触を変更することによって回避することができることを見出した。刺激のオンとオフの250ミリ秒の傾斜はADBSの応答性を維持しながら、感覚異常を防止することに関して良好な妥協であることが判明した。現在、パラメータは、個々の患者に最適な応答プロファイルを達成するために、発見的に調整しなければならないと我々はまだ確実にこれを実現するために、グループレベルで適用可能な一貫性のあるルールを確認されていません。それにもかかわらず、これまで研究されたすべての患者では、我々は発見した電圧トリガー閾値と刺激接触のヒューリスティック調整が有効なのADBを有効にし、最適なパラメータが30分未満で同定された。これは、副作用（スイッチオン/オフの感覚異常）と人工物の汚染（おそらく組織電極容量に関連する）の​​管理がさらに調査し、より自分の最小化に関するより一般化されたルールを導き出すために理解することができることが期待されている。 探査のための潜在的なパラメータ空間も大きく、成長するバイオマーカーと刺激アルゴリズムの複雑さなど、より複雑になります。例えば、高周波電力比、位相振幅カップリングおよびβの変動は、すべてのパーキンソン9,10,12,17状態に関連することが示されている。このホワイトペーパーに記載された方法は、そのようなパラメータとその副作用プロファイルに加えて、刺激の臨床的有効性への影響を系統的に調査を有効にする必要があります。しかし、Thorough将来的にはすべてのパラメータの最適化は、むしろ臨床効果よりもバイオマーカーの応答に焦点を当てるのDBSのモデルとアルゴリズム最適化ルーチンは、パラメータの制限が経験的に検索することができるように範囲を一度促進される可能性が高い。 この方法は、従来のDBSと比較した場合に改善された電力消費および臨床的有効性を実証し、さらに、バイオマーカーおよび刺激パターニングに関する我々の理解における進歩とPDで改善される可能性を有している。 DBSは、使用されるはるかに少ないが、基礎となる病態生理学に関してよく知られており、したがって、対応するバイオマーカーが完全に決定されるべきであるまだ他の条件である。かなりの更なる研究が十分にパーキンソンでのADBの可能性を活用し、重症度および減損が時間とともに変動している他の潜在的な神経学的および神経精神状態の数は、その実現可能性を探るために必要とされている。

パーキンソン病は、長期療養が1不十分であるために共通厳しく無効変性運動障害である。 DBSは、高度な医学的に難治性PDために有効であるが、有効性、副作用の点で制限され、2費用れる。従来の刺激は、運動障害の専門家によって発見的に設定し、次の来院まで変更することなく、継続的に実行されたままです。典型的な刺激パラメータは、60ミリ秒パルス幅、3 V強度、および130 Hzの繰返しである。しかし、この連続的な高電圧刺激は、通常のモータ3機能を妨害する可能性がある。アダプティブDBS（のADB）4 -心臓ペーシング限りは正常に結果における関連した改善と、それは、DBSは、同様に、基礎となる脳のリズムにそれが応答することによって改善することができることが期待され、複雑な応答性の閉ループ·システムに簡単な開ループシステムから移行した、5。 ORD中ADBSを実現するための小胞体、それは、疾患の信頼性のあるバイオマーカーを同定するために、まず重要である。パーキンソン病は大脳基底核回路2を通じて記録顕著ベータ（13-33 Hz）の振動によって特徴付けられる。これらのベータ振動は、臨床状態6,7の改善に比例してレボドパとDBSによって抑制されています。それらは、長期的に安定であり、堅牢で、それらのバイオマーカー8の魅力的な標的を作製する臨床DBSに使用されるのと同じ電極から記録することができる。ベータ振動に加えて、他の、より複雑な、潜在的なバイオマーカーの範囲は2,9-12症状の重症度に関連することが示されていることが確認されている。 PD 13のヒト霊長類モデル-のADBの原理の証明は現在、非で実証されている。これは一定の遅延の後に、DBS刺激をトリガするニューロンの発火の刺激を制御するために、単一の皮質運動ニューロンを使用していました。研究では、それが適応すると報告IVE刺激は、従来のDBSよりも有効であった。最近の研究はそれ以来成功し、ヒトへのこのJoveの記事14で提示された方法のADBを拡張しました。この研究は、先立って電線の内部化とそのバッテリーパック/刺激装置への接続に、手術直後の期間にPDの患者を調査した。ベータ振動は、オンラインリアルタイムで監視し、高頻度刺激のタイミングを制御するために使用した。これは、標準刺激と比較して消費電力を&gt; 50％の減少および運動障害が25％改善した。これらの結果は、しきい値と効果的な刺激パラメータが変化するだけでなく、薬剤レベルができる慢性的に注入された状態で複製する必要があります。このように、バイオマーカーおよび制御アルゴリズムを調整し、それに応じて適合させる必要があるかもしれないし、実際にも、この異なるパラメータの風景に適応するためにさらなる複雑さを必要とし得る。長期的にSTのために装備されているデバイスimulation記録が現在開発され、15を設定し 、研究に試験的にされています。一方、その性能を支えるの適応DBSとアルゴリズムの可能な利点をさらに評価し、洗練することを可能にするプラットフォームが必要とされている。システムは、慢性的使用のために内在化されるとエラーと次善のアプローチは逆にすることがより困難であるため、これは重要なステップである。また、急性の研究では、慢性の内在化、適応DBSシステムを開発する上での暗黙の課題を克服する努力をやる気にさせる必要があります。 この方法は報告の目的は、DBS患者において異なるバイオマーカーおよび刺激パラダイムの範囲を探索すると有効性を最大化し、副作用/電力消費を最小にするようにパラメータを最適化する研究者を可能にすることである。これは、パーキンソン症候群の患者に有効であることが、その種の最初の方法であり、しかも比較的簡単で、適用が容易である。方法は、tは設計されている誰のためにも知らLFPバイオマーカーであり、術後（電極配線前バッテリー/刺激器挿入による頭蓋外と実験のために利用可能な、最大1週間の期間）を外部化の周期を持っている人Oの任意のDBSの患者を調査。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">StimRecord Amplifier (3-37 Hz)</td>
			<td style="width:71px;">In house</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td style="width:167px;">Common mode rejection, 3-37Hz (bandpass), x9500 amplifier. See - Eusebio, A et al. Deep brain stimulation can suppress pathological synchronisation in parkinsonian patients. JNNP (5), 569&#8211;573 (2011)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">1401 Digital acquisition unit</td>
			<td style="width:71px;">CED</td>
			<td style="width:119px;">Micro 1401-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Spike 2 software</td>
			<td style="width:71px;">CED</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Stimulator</td>
			<td style="width:71px;">In house</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td>Biphase, variable, ramped stimulator. See - Little et al. Adaptive deep brain stimulation in advanced Parkinson&#39;s disease. Annals of Neurology 2013.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Gel electrode reference pad</td>
			<td style="width:71px;">Axelgaard</td>
			<td style="width:119px;">895220</td>
			<td>5x5 cm PALS platinum gel electrode pad</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

controlling parkinson's disease with adaptive deep brain stimulation

適応深部脳刺激（のADB）は、疾患および薬物状態の変動に応じて、即座に刺激を最適化することにより、パーキンソン病の治療を改善する可能性を有する。アダプティブDBSの現在の実現では、記録し、早期の術後期間中のパーキンソン病患者の視床下核に移植DBS電極から刺激する。局所電場電位は、それらがデジタルで、患者固有のベータピーク付近再度濾過し、整流およびβ振幅のオンライン読取りを与えるように平滑化されたデータ取得ユニットに渡される前に3〜47 Hzの間に濾過類似体である。ベータ振幅の閾値は、交差した場合、刺激器にトリガ信号を通過させる、ヒューリスティックに設定されている。刺激装置はそれから250ミリ秒かけて事前に決定臨床的に有効な電圧に刺激をランプアップし、ベータ振幅が再びしきい値以下に倒れるまで刺激し続けています。刺激を高めるベータ電力の期間中に傾斜DBSの簡単なエピソードと、このように続けています。 臨床的有効性は、統一パーキンソン病評価尺度（UPDRS）のスコアの選択を使用して運動機能の非盲検と盲目ビデオ評価を通じて安定化の最小時間（5分）後に評価されている。最近の研究では、従来のDBSに比べADBSと消費電力の低減だけでなく、臨床スコアの改善を示しました。慢性のADBは現在、パーキンソンで試験的にすることができた。

この方法を用いた結果は、最近ベータ振幅（ 図1）14は、このプロトコルを使用して公開されている。この研究は、臨床的に有効な刺激は、刺激の時刻における&gt; 50％の減少（p &lt;0.001）にもかかわらず、達成することができることを示した。また、刺激に対する時間が徐々に一定のトリガしきい値（2尾、1標本t検定 、T 7 = 3.2、P = 0.01）にもかかわらず、ドロップする傾向があったことが指摘された。運動スコアは、それぞれ、非盲検および盲検条件でのADB中に66％及び50％改善した。総刺激量の減少にもかかわらず-臨床転帰は29％であった（p = 0.03）と従来DBS基（非盲検それぞれ盲検、 図2）と比較ADBS群における27％（p = 0.005）より良い。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51403/51403fig1highres.jpg"SRC = &quot;/ files/ftp_upload/51403/51403fig1.jpg&quot; /&gt; 図1。実験装置。外部化された被験者では、適応型脳深部刺激のための実験のセットアップ。双極性局所電場電位（LFP）は（3-37 Hz）をフィルタリングし、増幅し（X9、100）特注StimRecordアンプを通過する。類似体（A）の出力はポータブルコンピュータ上に表示されるデジタル（D）信号に変換するデータ取得部に渡される。信号は、デジタル的に、即座にベータピーク付近濾過し、整流·平滑化することによりβ振幅に変換される。閾値は、ベータ電力が閾値を横切る2バイポーラ記録電極間に単極モンタージュに刺激をトリガするように設定されている。ベータ電力が閾値以下に再び低下すると刺激が終了します。（神経学の史料から許可を得て転載。） <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51403/51403fig1highres.jpg" target="_blank">LARを表示するには、こちらをクリックしてください。</a>この図のGERバージョン。 <img alt="図2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51403/51403fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51403/51403fig2.jpg" /> 盲目の専門家（B）での実験セッション（A）中またはビデオ記録から非盲検評価されたように、図2。臨床改善が異なる刺激条件付き半身UPDRSスコア（項目20、22、および23）での±SEMの％の変化を意味している。 Asterixesは、偽発見率法によって多重比較のための補正後の有意差を示す。すべての変更は、ランダムな刺激のための盲目のスコアを除いて、刺激されていない状態から、有意であった（神経学の史料から許可を得て転載）。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51403/51403fig2highres.jpg" target="_blank">拡大バージョンを表示するには、こちらをクリックしてください</a>この図の。

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Controlling Parkinson&#039;s Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

適応深部脳刺激（のADB）は、症状の改善、パーキンソン病に対して有効であり、従来の深部脳刺激（CDBS）と比較して消費電力を低減する。 ADBSでは、リアルタイムで局所電場潜在バイオマーカー（ベータ振動振幅）を追跡し、刺激のタイミングを制御するために、これを使用しています。

アダプティブ脳深部刺激とパーキンソン病の防除

Adaptive deep brain stimulation (aDBS) has the potential to improve the treatment of Parkinson&#39;s disease by optimizing stimulation in real time ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

Controlling Parkinson's Disease With Adaptive Deep Brain Stimulation

22.0K ビュー.  University of Oxford. 適応深部脳刺激（のADB）は、症状の改善、パーキンソン病に対して有効であり、従来の深部脳刺激（CDBS）と比較して消費電力を低減する。 ADBSでは、リアルタイムで局所電場潜在バイオマーカー（ベータ振動振幅）を追跡し、刺激のタイミングを制御するために、これを使用しています。 

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Intra-Operative Behavioral Tasks in Awake Humans Undergoing Deep Brain Stimulation Surgery

Deep brain stimulation (DBS) is a surgical procedure that directs chronic, high frequency electrical stimulation to specific targets in the brain through implanted electrodes. Deep brain stimulation was first implemented as a therapeutic modality by Benabid et al. in the late 1980s, when he used this technique to stimulate the ventral intermediate nucleus of the thalamus for the treatment of tremor 1. Currently, the procedure is used to treat patients who fail to respond adequately to medical management for diseases such as Parkinson's, dystonia, and essential tremor. The efficacy of this procedure for the treatment of Parkinson's disease has been demonstrated in well-powered, randomized controlled trials 2. Presently, the U.S. Food and Drug Administration has approved DBS as a treatment for patients with medically refractory essential tremor, Parkinson's disease, and dystonia. Additionally, DBS is currently being evaluated for the treatment of other psychiatric and neurological disorders, such as obsessive compulsive disorder, major depressive disorder, and epilepsy. 
DBS has not only been shown to help people by improving their quality of life, it also provides researchers with the unique opportunity to study and understand the human brain. Microelectrode recordings are routinely performed during DBS surgery in order to enhance the precision of anatomical targeting. Firing patterns of individual neurons can therefore be recorded while the subject performs a behavioral task. Early studies using these data focused on descriptive aspects, including firing and burst rates, and frequency modulation 3. More recent studies have focused on cognitive aspects of behavior in relation to neuronal activity 4,5. This article will provide a description of the intra-operative methods used to perform behavioral tasks and record neuronal data with awake patients during DBS cases. Our exposition of the process of acquiring electrophysiological data will illuminate the current scope and limitations of intra-operative human experiments.

Deep brain stimulation surgery offers a unique opportunity to examine information encoding in the awake human brain. This article will describe intra-operative methods used to perform cognitive and behavioral tasks while simultaneously acquiring physiological data such as EMG, single-unit neuronal activity and/or local field potentials.

脳深部刺激術を受けた覚醒ヒトにおける術中行動作業

Deep brain stimulation (DBS) is a surgical procedure that directs chronic, high frequency electrical stimulation to specific targets in the brain through ...

医学

Development of a Unilaterally-lesioned 6-OHDA Mouse Model of Parkinson's Disease

The unilaterally lesioned 6-hyroxydopamine (6-OHDA)-lesioned rat model of Parkinson's disease (PD) has proved to be invaluable in advancing our understanding of the mechanisms underlying parkinsonian symptoms, since it recapitulates the changes in basal ganglia circuitry and pharmacology observed in parkinsonian patients1-4. However, the precise cellular and molecular changes occurring at cortico-striatal synapses of the output pathways within the striatum, which is the major input region of the basal ganglia remain elusive, and this is believed to be site where pathological abnormalities underlying parkinsonian symptoms arise3,5.
In PD, understanding the mechanisms underlying changes in basal ganglia circuitry following degeneration of the nigro-striatal pathway has been greatly advanced by the development of bacterial artificial chromosome (BAC) mice over-expressing green fluorescent proteins driven by promoters specific for the two striatal output pathways (direct pathway: eGFP-D1; indirect pathway: eGFP-D2 and eGFP-A2a)8, allowing them to be studied in isolation. For example, recent studies have suggested that there are pathological changes in synaptic plasticity in parkinsonian mice9,10. However, these studies utilised juvenile mice and acute models of parkinsonism. It is unclear whether the changes described in adult rats with stable 6-OHDA lesions also occur in these models. Other groups have attempted to generate a stable unilaterally-lesioned 6-OHDA adult mouse model of PD by lesioning the medial forebrain bundle (MFB), unfortunately, the mortality rate in this study was extremely high, with only 14% surviving the surgery for 21 days or longer11. More recent studies have generated intra-nigral lesions with both a low mortality rate &gt;80% loss of dopaminergic neurons, however expression of L-DOPA induced dyskinesia11,12,13,14 was variable in these studies. Another well established mouse model of PD is the MPTP-lesioned mouse15. Whilst this model has proven useful in the assessment of potential neuroprotective agents16, it is less suitable for understanding mechanisms underlying symptoms of PD, as this model often fails to induce motor deficits, and shows a wide variability in the extent of lesion17, 18.
Here we have developed a stable unilateral 6-OHDA-lesioned mouse model of PD by direct administration of 6-OHDA into the MFB, which consistently causes &gt;95% loss of striatal dopamine (as measured by HPLC), as well as producing the behavioural imbalances observed in the well characterised unilateral 6-OHDA-lesioned rat model of PD. This newly developed mouse model of PD will prove a valuable tool in understanding the mechanisms underlying generation of parkinsonian symptoms.

Development of a Unilaterally-lesioned 6-OHDA Mouse Model of Parkinson&#039;s Disease

A protocol for performing unilateral 6-OHDA lesions of the medial forebrain bundle in mice is described. This method has a low mortality rate (13.3 %) with 89% of the surviving animals showing &#62;95% loss of striatal dopamine and 90.63&#177;-4.02 % ipsiversive rotational bias towards the side of the lesion.

パーキンソン病の単方向、病変6-OHDAモデルマウスの開発

The unilaterally lesioned 6-hyroxydopamine (6-OHDA)-lesioned rat model of Parkinson's disease (PD) has proved to be invaluable in advancing our ...

MALDI Imaging Mass Spectrometry of Neuropeptides in Parkinson's Disease

MALDI imaging mass spectrometry (IMS) is a powerful approach that facilitates the spatial analysis of molecular species in biological tissue samples2 (Fig.1). A 12 &mu;m thin tissue section is covered with a MALDI matrix, which facilitates desorption and ionization of intact peptides and proteins that can be detected with a mass analyzer, typically using a MALDI TOF/TOF mass spectrometer. Generally hundreds of peaks can be assessed in a single rat brain tissue section. In contrast to commonly used imaging techniques, this approach does not require prior knowledge of the molecules of interest and allows for unsupervised and comprehensive analysis of multiple molecular species while maintaining high molecular specificity and sensitivity2. Here we describe a MALDI IMS based approach for elucidating region-specific distribution profiles of neuropeptides in the rat brain of an animal model Parkinson's disease (PD). 
PD is a common neurodegenerative disease with a prevalence of 1% for people over 65 of age3,4. The most common symptomatic treatment is based on dopamine replacement using L-DOPA5. However this is accompanied by severe side effects including involuntary abnormal movements, termed L-DOPA-induced dyskinesias (LID)1,3,6. One of the most prominent molecular change in LID is an upregulation of the opioid precursor prodynorphin mRNA7. The dynorphin peptides modulate neurotransmission in brain areas that are essentially involved in movement control7,8. However, to date the exact opioid peptides that originate from processing of the neuropeptide precursor have not been characterized. Therefore, we utilized MALDI IMS in an animal model of experimental Parkinson's disease and L-DOPA induced dyskinesia. 
MALDI imaging mass spectrometry proved to be particularly advantageous with respect to neuropeptide characterization, since commonly used antibody based approaches targets known peptide sequences and previously observed post-translational modifications. By contrast MALDI IMS can unravel novel peptide processing products and thus reveal new molecular mechanisms of neuropeptide modulation of neuronal transmission. While the absolute amount of neuropeptides cannot be determined by MALDI IMS, the relative abundance of peptide ions can be delineated from the mass spectra, giving insights about changing levels in health and disease. In the examples presented here, the peak intensities of dynorphin B, alpha-neoendorphin and substance P were found to be significantly increased in the dorsolateral, but not the dorsomedial, striatum of animals with severe dyskinesia involving facial, trunk and orolingual muscles (Fig. 5). Furthermore, MALDI IMS revealed a correlation between dyskinesia severity and levels of des-tyrosine alpha-neoendorphin, representing a previously unknown mechanism of functional inactivation of dynorphins in the striatum as the removal of N-terminal tyrosine reduces the dynorphin's opioid-receptor binding capacity9. This is the first study on neuropeptide characterization in LID using MALDI IMS and the results highlight the potential of the technique for application in all fields of biomedical research.

MALDI Imaging Mass Spectrometry of Neuropeptides in Parkinson&#039;s Disease

Dopamine replacement pharmacotherapy using L-DOPA is the most commonly used symptomatic treatment of Parkinson&#x2019;s disease, but is accompanied by side effects including involuntary abnormal movements, termed dyskinesia 1. Here, a protocol for MALDI imaging mass spectrometry is presented that detects changes in rat brain neuropeptide levels related to dyskinesia.

パーキンソン病における神経ペプチドのMALDIイメージングマススペクトロメトリー

MALDI imaging mass spectrometry (IMS) is a powerful approach that facilitates the spatial analysis of molecular species in biological tissue samples2 ...

Skin Punch Biopsy Explant Culture for Derivation of Primary Human Fibroblasts

Tissues and cell lines derived from an individual with disease are ideal sources to study disease-related cellular phenotypes. Patient-derived fibroblasts in this protocol have been successfully used in the derivation of induced pluripotent stem cells to model disease1. Early passages of these fibroblasts can also be used for cell-based functional assays to study specific disease pathways, mechanisms2 and subsequent drug screening approaches. The advantage of the presented protocol over enzymatic procedures are 1) the reproducibility of the technique from small amounts of tissue derived from older patients, e.g. patients affected with Parkinson's disease, 2) the technically simple approach over more challenging methodologies using enzymatic treatments, and 3) the time consideration: this protocol takes 15-20 min and can be performed immediately after biopsy arrival. Enzymatic treatments can take up to 4 hr and have the problems of overdigestion, reduction of cell viability and subsequent attachment of cells when not handled properly. This protocol describes the dissection and preparation of a 4-mm human skin biopsy for derivation of a fibroblast culture and has a very high success rate which is important when dealing with patient-derived tissue samples. In this culture, keratinocytes migrate out of the biopsy tissue within the first week after preparation. Fibroblasts appear 7-10 days after the first outgrowth of keratinocytes. DMEM high glucose media supplemented with 20% FBS favors the growth of fibroblasts over keratinocytes and fibroblasts will overgrow the keratinocytes. After 2 passages keratinocytes have been diluted out resulting in relatively homogenous fibroblast cultures which expresses the fibroblast marker SERPINH1 (HSP-47). Using this approach, 15-20 million fibroblasts can be derived in 4-8 weeks for cell banking. The skin dissection takes about 15-20 min, cells are then monitored once a day under the microscope, and media is changed every 2-3 days after attachment and outgrowth of cells.

The fibroblast explant culture protocol from human skin punch biopsies is a technically robust and simple way to derive skin cells within 4-8 weeks for banking of about 15-20 million cells at a low passage number.

プライマリーヒト線維芽細胞の導出のために皮膚パンチ生検植文化

Tissues and cell lines derived from an individual with disease are ideal sources to study disease-related cellular phenotypes. Patient-derived fibroblasts ...

Isolation of Soluble and Insoluble PrP Oligomers in the Normal Human Brain

The central event in the pathogenesis of prion diseases involves a conversion of the host-encoded cellular prion protein PrPC into its pathogenic isoform PrPSc 1. PrPC is detergent-soluble and sensitive to proteinase K (PK)-digestion, whereas PrPSc forms detergent-insoluble aggregates and is partially resistant to PK2-6. The conversion of PrPC to PrPSc is known to involve a conformational transition of &alpha;-helical to &beta;-sheet structures of the protein. However, the in vivo pathway is still poorly understood. A tentative endogenous PrPSc, intermediate PrP* or "silent prion", has yet to be identified in the uninfected brain7.
Using a combination of biophysical and biochemical approaches, we identified insoluble PrPC aggregates (designated iPrPC) from uninfected mammalian brains and cultured neuronal cells8, 9. Here, we describe detailed procedures of these methods, including ultracentrifugation in detergent buffer, sucrose step gradient sedimentation, size exclusion chromatography, iPrP enrichment by gene 5 protein (g5p) that specifically bind to structurally altered PrP forms10, and PK-treatment. The combination of these approaches isolates not only insoluble PrPSc and PrPC aggregates but also soluble PrPC oligomers from the normal human brain. Since the protocols described here have been used to isolate both PrPSc from infected brains and iPrPC from uninfected brains, they provide us with an opportunity to compare differences in physicochemical features, neurotoxicity, and infectivity between the two isoforms. Such a study will greatly improve our understanding of the infectious proteinaceous pathogens. The physiology and pathophysiology of iPrPC are unclear at present. Notably, in a newly-identified human prion disease termed variably protease-sensitive prionopathy, we found a new PrPSc that shares the immunoreactive behavior and fragmentation with iPrPC 11, 12. Moreover, we recently demonstrated that iPrPC is the main species that interacts with amyloid-&beta; protein in Alzheimer disease13. In the same study, these methods were used to isolate Abeta aggregates and oligomers in Alzheimer's disease13, suggesting their application to non-prion protein aggregates involved in other neurodegenerative disorders.

A new species of cellular prion protein (PrPC) has recently been identified in uninfected human brains using the methods described here. These methods can be used to isolate various PrP species, while some of them are also useful in isolating other misfolded protein aggregates from human brains.

正常なヒト脳内の可溶性および不溶性のPrPオリゴマーの分離

The central event in the pathogenesis of prion diseases involves a conversion of the host-encoded cellular prion protein PrPC into its pathogenic isoform ...

The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson's Disease

Parkinson's disease (PD) is the second most common movement disorder and affects 1% of people over the age of 60 1. Because ageing is the most important risk factor, cases of PD will increase during the next decades 2. Next to pathological protein folding and impaired protein degradation pathways, alterations of mitochondrial function and morphology were pointed out as further hallmark of neurodegeneration in PD 3-11.
After years of research in murine and human cancer cells as in vitro models to dissect molecular pathways of Parkinsonism, the use of human fibroblasts from patients and appropriate controls as ex vivo models has become a valuable research tool, if potential caveats are considered. Other than immortalized, rather artificial cell models, primary fibroblasts from patients carrying disease-associated mutations apparently reflect important pathological features of the human disease.
Here we delineate the procedure of taking skin biopsies, culturing human fibroblasts and using detailed protocols for essential microscopic techniques to define mitochondrial phenotypes. These were used to investigate different features associated with PD that are relevant to mitochondrial function and dynamics. Ex vivo, mitochondria can be analyzed in terms of their function, morphology, colocalization with lysosomes (the organelles degrading dysfunctional mitochondria) and degradation via the lysosomal pathway. These phenotypes are highly relevant for the identification of early signs of PD and may precede clinical motor symptoms in human disease-gene carriers. Hence, the assays presented here can be utilized as valuable tools to identify pathological features of neurodegeneration and help to define new therapeutic strategies in PD.

The Use of Primary Human Fibroblasts for Monitoring Mitochondrial Phenotypes in the Field of Parkinson&#039;s Disease

Fibroblasts from patients carrying mutations in Parkinson's disease-causing genes represent an easily accessible ex vivo model to study disease-associated phenotypes. Live cell imaging gives the opportunity to study morphological and functional parameters in living cells. Here we describe the preparation of human fibroblasts and subsequent monitoring of mitochondrial phenotypes.

パーキンソン病の分野におけるミトコンドリアの表現型を監視するための主要ヒト線維芽細胞の使用

Parkinson's disease (PD) is the second most  common movement disorder and affects 1% of people over the age of 60 1. Because ageing is  the most important ...

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson's Disease

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease (PD) pathogenesis are less understood. Gene-environment interaction models have utility in unmasking the impact of specific cellular pathways in toxicity that may not be observed using a solely genetic or toxicant disease model alone.&#160;To evaluate if distinct LOX isozymes selectively contribute to PD-related neurodegeneration, transgenic (i.e. 5-LOX and 12/15-LOX deficient) mice can be challenged with a toxin that mimics cell injury and death in the disorder.&#160;Here we describe the use of a neurotoxin, 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), which produces a nigrostriatal lesion to elucidate the distinct contributions of LOX isozymes to neurodegeneration related to PD. The use of MPTP in mouse, and nonhuman primate, is well-established to recapitulate the nigrostriatal damage in PD.&#160;The extent of MPTP-induced lesioning is measured by HPLC analysis of dopamine and its metabolites and semi-quantitative Western blot analysis of striatum for tyrosine hydroxylase (TH), the rate-limiting enzyme for the synthesis of dopamine. To assess inflammatory markers, which may demonstrate LOX isozyme-selective sensitivity, glial fibrillary acidic protein (GFAP) and Iba-1 immunohistochemistry are performed on brain sections containing substantia nigra, and GFAP Western blot analysis is performed on striatal homogenates.&#160;This experimental approach can provide novel insights into gene-environment interactions underlying nigrostriatal degeneration and PD.

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson&#039;s Disease

Lipoxygenase (LOX) isozymes can generate products that may increase or decrease neuroinflammation and neurodegeneration.&#160;A gene-environment interaction study could identify LOX isozyme-specific effects. Using the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) model of nigrostriatal damage in two LOX isozyme-deficient transgenic lines allows for comparison of the contribution of LOX isozymes on dopaminergic integrity and inflammation.

パーキンソン病における感受性メカニズムのマスク解除を行う遺伝子環境相互作用モデル

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease ...

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As such, primary or &#39;neuronal-like&#39; cell culture systems are commonly utilized. While&#160;these systems are relatively easy to work with, and are useful model systems in which various functional outcomes (such as cell death) can be readily quantified, the examined outcomes and pathways in cultured immature neurons (such as excitotoxicity-mediated cell death pathways) are not necessarily the same as those observed in mature brain, or in intact tissue. Therefore, there is the need to develop models in which cellular mechanisms in mature neural tissue can be examined. We have developed an in vitro technique that can be used to investigate a variety of molecular pathways in intact nervous tissue. The technique described herein utilizes rat cortical tissue, but this technique can be adapted to use tissue from a variety of species (such as mouse, rabbit, guinea pig, and chicken) or brain regions (for example, hippocampus, striatum, etc.). Additionally, a variety of stimulations/treatments can be used (for example, excitotoxic, administration of inhibitors, etc.). In conclusion, the brain slice model described herein can be used to examine a variety of molecular mechanisms involved in excitotoxicity-mediated brain injury.

Excitotoxic Stimulation of Brain Microslices as an In vitro Model of Stroke

We have developed a brain slice model which can be used to examine molecular mechanisms involved in excitotoxicity-mediated brain injury.&#160;This technique generates viable mature brain tissue and reduces animal numbers required for experimentation, whilst keeping the neuronal circuitry, cellular interactions, and postsynaptic compartments partly intact.

脳Microslicesの興奮毒性刺激<em&gt;インビトロ</em&gt;脳卒中のモデル

Examining molecular mechanisms involved in neuropathological conditions, such as ischemic stroke, can be difficult when using whole animal systems. As ...

Using Saccadometry with Deep Brain Stimulation to Study Normal and Pathological Brain Function

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including Parkinson's and Huntington's can disrupt it. People with Parkinson's disease, for example, tend to have increased saccadic latencies. Consequently, the quantitative measurement of saccadic eye movements has received considerable attention as a potential biomarker for neurodegenerative conditions. A lot more can be learned about the brain in both health and disease by observing what happens to eye movements when the function of specific brain areas is perturbed. Deep brain stimulation is a surgical intervention used for the management of a range of neurological conditions including Parkinson's disease, in which stimulating electrodes are placed in specific brain areas including several sites in the basal ganglia. Eye movement measurements can then be made with the stimulator systems both off and on and the results compared. With suitable experimental design, this approach can be used to study the pathophysiology of the disease being treated, the mechanism by which DBS exerts it beneficial effects, and even aspects of normal neurophysiology.

This paper describes the use of quantitative measurement of eye movements in conjunction with stimulation of focal areas of the deep brain in order to study physiology, pathophysiology, and the mechanisms of deep brain stimulation.

正常および病的脳機能を研究するために脳深部刺激でSaccadometryを使用します

The oculomotor system involves a large number of brain areas including parts of the basal ganglia, and various neurodegenerative diseases including ...

Development of an Alpha-synuclein Based Rat Model for Parkinson's Disease via Stereotactic Injection of a Recombinant Adeno-associated Viral Vector

In order to study the molecular pathways of Parkinson&#39;s disease (PD) and to develop novel therapeutic strategies, scientific investigators rely on animal models. The identification of PD-associated genes has led to the development of genetic PD models. Most transgenic &#945;-SYN mouse models develop gradual &#945;-SYN pathology but fail to display clear dopaminergic cell loss and dopamine-dependent behavioral deficits. This hurdle was overcome by direct targeting of the substantia nigra with viral vectors overexpressing PD-associated genes. Local gene delivery using viral vectors provides an attractive way to express transgenes in the central nervous system. Specific brain regions can be targeted (e.g. the substantia nigra), expression can be induced in the adult setting and high expression levels can be achieved. Further, different vector systems based on various viruses can be used. The protocol outlines all crucial steps to perform a viral vector injection in the substantia nigra of the rat to develop a viral vector-based alpha-synuclein animal model for Parkinson&#39;s disease.

Development of an Alpha-synuclein Based Rat Model for Parkinson&#039;s Disease via Stereotactic Injection of a Recombinant Adeno-associated Viral Vector

This manuscript describes how viral vector-mediated local gene delivery provides an attractive way to express transgenes in the central nervous system. The protocol outlines all crucial steps to perform a viral vector injection in the substantia nigra of the rat to develop a viral vector-based animal model for Parkinson's disease.

組換えアデノ随伴ウイルスベクターの定位注射を介して、パーキンソン病のα-シヌクレインベースのラットモデルの開発

In order to study the molecular pathways of Parkinson&#39;s disease (PD) and to develop novel therapeutic strategies, scientific investigators rely on ...