Name: in vivo electrophysiological measurement of the rat ulnar nerve with axonal excitability testing
Uploaded: 2018-02-06T12:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing at JoVE.com

프로젝트는 Lundbeck 재단, Novo Nordisk 기초, 덴마크 의학 연구 위원회는 루트비히와 사라 Elsass 재단, 신경과 및 Jytte 연구 재단 및 Kaj Dahlboms 재단에 의해 지원 되었다. R.A 국가 건강과 의료 연구 위원회의 호주 (#1091006)의 초기 경력 장래가 친교에 의해 지원 됩니다.

여기 설명 하는 모든 실험 절차 동물 관리 및 윤리 위원회의 UNSW 시드니를 준수 하 고 국민 건강 및 의료 연구 위원회 (NHMRC) 동물 실험에 대 한 호주 규정의 수행 했다.
1. 실험 설정
참고: 12 주 오래 된, 여성 롱-에반스 쥐가이 절차에서 사용 되었다.
<ol><li>분 O2 흐름 율 당 4 %isoflurane 및 1 L를 사용 하 여 유도 실에서 쥐 anesthetize 충분 한 마 취 righting 반사에 대 한 테스트 하 여 확인 하 고 유도 챔버에서 동물을 제거 하기 전에 그것의 부재를 보장. 참고 다양 한 마 취 에이전트 신경 흥분10대 차동 효력이 있다.</li>
	<li>안전 하 게 동물의 주 둥이 원뿔 첨부 파일에 놓고 분 O2 흐름 율 당 2.5% isoflurane 1 L의 유지 보수 복용량을 제공 합니다.</li>
	<li>동물의 발가락을 꼬 집 고 그것의 눈을 만지고 부드럽게 페달 철수 및 각 막 반사 검사 하 여 적절 한 마 취를 확인 합니다. 참고: 마 취에서 건조를 방지 하기 위해 눈, 수 의사 연 고의 응용 프로그램은 권장 하지만 절차는 일반적으로 동물 마다 30 분 걸립니다 중요 하지.</li>
	<li>피드백 제어 난방 매트와 직장 온도계 프로브를 사용 하 여 37 ° C에서 쥐의 체온을 유지 한다. 높은 온도 함께 발생 하는 모든 피부 손상을 방지 하기 위해 40 ° C에 난방 매트 및 통합된 몸 온도 센서를 설정 합니다. 참고:이 좋습니다 모니터 및 기록 생리 적 조치 (심장 박동, 산소 포화, 체온, 호흡 속도)는 동물 생리 적 모니터링 시스템의 사용과 모든 초. 최적의 녹음 절차 주변 온도 코어 온도11 (그림 1) 보다 추운 수 로컬 사지 온도 측정을 포함 해야 합니다.</li>
	<li>살 균 장갑을 착용 하 고 항상 절차에 걸쳐 병원 체 자유로운 환경을 유지 하 70% 에탄올, 청소 된 악기를 사용 합니다.</li>
</ol>2. electrophysiological 설정
<ol><li>이 절차에 대 한 낮은 임피던스 플래티넘 뇌 파 (EEG) 바늘 전극을 사용 합니다.</li>
	<li>Hypothenar 근육과 등 부분의 4 자리를 통해 참조 전극을 통해 녹음 바늘 전극 (그림 1에 표시 된 보라색);를 삽입 하 여 기록 바늘 전극을 준비 (그림 1에 표시 된; 오렌지) 복합 근육 활동 전위 (Cmap) 기록.</li>
	<li>피부를 통해 접지 전극을 사이의 자극 및 기록 전극 (그림 1에 표시 된 녹색); 팔 뚝의 우수한 측면에 놓습니다. 근육 조직을 피하기 위해 전극을 삽입 하는 때 주의 합니다.</li>
	<li>경 피 적인 자극 바늘 전극을 음극 (그림 1,에 이라는 파란색)을 삽입 하 여 준비 약 4 m m는 cubital에 원심 팔꿈치 터널. (그림 1,에 이라는 빨간색) 양극 삽입 proximally axillar 지역의의 피부를 통해 약 1 cm.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56102/56102fig1.jpg"> 그림 1: 쥐 forelimb에 바늘 전극 배치의 회로도. 음극 (청색)이 약 4 m m 팔꿈치 cubital 갱도에 말 초 삽입 되 고 양극 (적색) 삽입 proximally axillar 지역의의 피부를 통해 약 1 cm. (녹색) 지상 바늘 전극 자극 및 기록 전극 사이 팔 뚝의 우수한 측면에서 피부를 통해 삽입 됩니다. 4번째 손가락의 등 쪽 부분 및 hypothenar 근육 통해 녹음 (보라색) 및 참조 (오렌지) 바늘 전극 삽입 됩니다. 온도 프로브 (회색)는 thenar 근육의 우수한 측면에 배치 됩니다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56102/56102fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
3. axonal 흥분 절차
<ol><li>설치류 모터 신경 반 자동화를 사용 하 여 TRONDNF 프로토콜을 수행, 컴퓨터 제어 axonal 흥분 프로그램 일정 전류 자극 기 및 증폭기에 연결 (재료의 표 참조). 50/60 Hz 노이즈 제거 기를 사용 하 여 초과 50 Hz 전기 노이즈를 제거 합니다.<ol>
<li>동시에 CMAP 형태를 시각화 하는 1을 적용 하 여 hypothenar 근육에서 CMAP 기록 ms 구형 파 펄스 음극 바늘 전극과 척 골 신경.<ol>
<li>최적의 녹음을 달성,까지 일정 한 진폭으로 최적의 복 형 응답 곡선 각도 및 음극의 위치를 신중 하 게 조정 (그림 2A) 달성. 최적의 위치를 결정 하는 일단 안정 repositionable 전극 홀더를 가진 음극 선. 참고: 자동으로 사용 하는 소프트웨어, 아래에 설명 된 테스트 자극을 제공 하 고 늘리거나 줄입니다 전류 임계값을 달성 하는 데 필요한.</li>
		</ol>
</li>
		<li>1의 자극 강도 점차적으로 증가 하 여 자극-반응 곡선을 기록 1 ms 전류 mA 최대 응답을 얻을 때까지. 참고: 그림 2B와 2c에 보라색과 녹색 라인은 각각 자극 강도 및 자동화 시스템의 증분 증가 나타냅니다. 임계값 추적 대상 진폭 자극-응답 곡선에 가파른 슬로프의 영역에 해당 하는 최대 진폭의 40%로 자동으로 설정 됩니다. '문 턱'에서 변화 (40%를 유도 하는 데 필요한 자극 즉 CMAP) 각종에 의해 유도 된 테스트 자극은의 변수는 프로토콜의 나머지를 통해 얻은.</li>
		<li>임계값 electrotonus (테)를 포함 하 여 여러 axonal 흥분 매개 변수 기록 전류 임계값 (I / V) 관계 및 복구 주기 (RC) 참조에 설명 된 대로12. 참고: 컴퓨터 제어 axonal 흥분 프로그램 임계값 (테) 100 ms subthreshold depolarizing 및 전류를 hyperpolarizing으로 설정 된 제어 임계값의 ±40 %와 ± 20% 현재를 평가 합니다. 변화 후에 depolarizing 및 hyperpolarizing 전류 임계값에 자동으로 기록 됩니다 14 시간 지점에서 12 점과 현재 편광 100 ms 동안 현재 편광 후. 간접적으로 임계값 electrotonus internodal conductances 평가 하 고 막 잠재력의 표식입니다. I / V 관계에서 + 50 강도 대체 200 ms subthreshold 컨디셔닝 전류와 평가-100 %10% 단위로 제어 임계값의 %. I / V 관계 기간에는 전류는 더 이상 테에 달리, 분극의 강도 점진적으로 50에서 변경-100% %와 임계값 변경 각 강도로 1 평가 ms 정지는 현재 편광 후. I / V 관계1축 삭 조정 속성에 대 한 통찰력을 제공 합니다. RC는 짝된 펄스 패러다임, 초기 supramaximal 컨디셔닝 자극 적용 됩니다 다음 테스트 자극의 시리즈 특정 간격 2.5 ms에서이 매개 변수는 꾸벅꾸벅 졸 기에 잘 정의 된 일련의 이벤트가 발생 하는 테스트 200 양 평가 supramaximal 자극에 따라 축 삭의 지역입니다. 이러한 이벤트를 포함, 더 어렵게 이후 응답을 유도 하 고 하 중 및 상대적인 내 화물 기간 1계량은 전압 개폐 나+ 채널의 비활성화. 이 위치인 및 높게 한 흥분 빠른 칼륨 채널, superexcitability에 의해 계량에 의해 중재의 기간 충전 옵니다. 마지막으로, 천천히 활성화 칼륨 채널 중재 subexcitability로 정량 감소 흥분의 늦은 기간.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56102/56102fig2.jpg"> 그림 2: axonal 흥분 테스트에서 원시 데이터 패널 A 척 골 신경 자극의 증분 증가 후 abiphasic CMAP 응답 곡선을 보여 줍니다. 패널 B와 C 각각 자극 강도 (mA) 및 CMAP (mV)의 진폭을 나타냅니다. B와 C의 녹색 구성 요소는 자극 강도 자동된 증분 감소 및 CMAP 임계값 추적에 필요한 관련된 sigmoid 모양의 감소 묘사.
4. 게시물 전기 생리학 절차
<ol><li>Sternal recumbency를 유지 하기 위해 충분 한 의식 회복 될 때까지 별도 케이지를 쥐를 전송 합니다. 두지 마십시오 동물 무인 및 다른 동물의 회사에는 마 취에서 완전히 복구 되었습니다 때까지. 일단 쥐는 완전히 마 취에서 회복 하 고, 그것의 원래 감 금으로 다시 전송.</li>
	<li>연구의 완성에서 쥐 바르 (예: lethabarb)의 동물, 예를 들어 치명적인 복 주사에 대 한 고통 없이 안락사.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Krishnan, A. V., Lin, C. S. -. Y., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+ion+channels+from+bench+to+bedside:+a+translational+neuroscience+perspective.">Axonal ion channels from bench to bedside: a translational neuroscience perspective.</a> Prog neurobiol. 89 (3), 288-313 (2009).</li><li>Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulatory+effects+on+axonal+function+after+intravenous+immunoglobulin+therapy+in+chronic+inflammatory+demyelinating+polyneuropathy.">Modulatory effects on axonal function after intravenous immunoglobulin therapy in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy.</a> Arch neurol. 68 (7), 862-869 (2011).</li><li>Park, S. B., Goldstein, D., Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Friedlander, M. L., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+abnormalities+of+sensory+nerve+function+associated+with+oxaliplatin-induced+neurotoxicity.">Acute abnormalities of sensory nerve function associated with oxaliplatin-induced neurotoxicity.</a> J. Clin. Oncol. 27 (8), 1243-1249 (2009).</li><li>Arnold, R., Pussell, B. A., Pianta, T. J., Lin, C. S. -. Y., Kiernan, M. C., Krishnan, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+calcineurin+inhibitor+treatment+and+peripheral+nerve+dysfunction+in+renal+transplant+recipients.">Association between calcineurin inhibitor treatment and peripheral nerve dysfunction in renal transplant recipients.</a> Am. J. Transplant. 13 (9), 2426-2432 (2013).</li><li>Bo&#235;rio, D., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+properties+of+motor+axons+in+the+maturing+mouse.">Excitability properties of motor axons in the maturing mouse.</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 14 (1), 45-53 (2009).</li><li>Bo&#235;rio, D., Kalmar, B., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+properties+of+mouse+motor+axons+in+the+mutant+SOD1(G93A)+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Excitability properties of mouse motor axons in the mutant SOD1(G93A) model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Muscle &amp; Nerve. 41 (6), 774-784 (2010).</li><li>Alvarez, S., Calin, A., Graffmo, K. S., Moldovan, M., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+motor+axons+of+SOD1(G127X)+mutant+mice+are+susceptible+to+activity-dependent+degeneration.">Peripheral motor axons of SOD1(G127X) mutant mice are susceptible to activity-dependent degeneration.</a> Neurosci. 241, 239-249 (2013).</li><li>Fledrich, R., 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=Soluble+neuregulin-1+modulates+disease+pathogenesis+in+rodent+models+of+Charcot-Marie-Tooth+disease+1A.">Soluble neuregulin-1 modulates disease pathogenesis in rodent models of Charcot-Marie-Tooth disease 1A.</a> Nat. Med. 20 (9), 1055-1061 (2014).</li><li>Vianello, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+doses+of+arginine+butyrate+derivatives+improve+dystrophic+phenotype+and+restore+membrane+integrity+in+DMD+models.">Low doses of arginine butyrate derivatives improve dystrophic phenotype and restore membrane integrity in DMD models.</a> FASEB J. 28 (6), 2603-2619 (2014).</li><li>Osaki, Y., 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=Effects+of+anesthetic+agents+on+in+vivo+axonal+HCN+current+in+normal+mice.">Effects of anesthetic agents on in vivo axonal HCN current in normal mice.</a> Clin Neurophysiol. 126 (10), 2033-2039 (2015).</li><li>Biessels, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotyping+animal+models+of+diabetic+neuropathy:+a+consensus+statement+of+the+diabetic+neuropathy+study+group+of+the+EASD+(Neurodiab).">Phenotyping animal models of diabetic neuropathy: a consensus statement of the diabetic neuropathy study group of the EASD (Neurodiab).</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 19 (2), 77-87 (2014).</li><li>Bo&#235;rio, D., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+mouse+motor+nerve+excitability+and+the+effects+of+polarizing+currents.">A model of mouse motor nerve excitability and the effects of polarizing currents.</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 16 (4), 322-333 (2011).</li><li>Arnold, R., Moldovan, M., Rosberg, M. R., Krishnan, A. V., Morris, R., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+excitability+in+the+rat+forelimb:+a+technique+to+improve+translational+utility.">Nerve excitability in the rat forelimb: a technique to improve translational utility.</a> J. Neurosci. Methods. 275, 19-24 (2017).</li><li>Moldovan, M., Alvarez, S., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+axon+excitability+during+Wallerian+degeneration.">Motor axon excitability during Wallerian degeneration.</a> Brain. 132 (Pt 2), 511-523 (2009).</li><li>Madison, R. D., Robinson, G. A., Krarup, C., Moldovan, M., Li, Q., Wilson, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+electrophoresis+and+in+vivo+electrophysiology+of+peripheral+nerve+using+DC+field+stimulation.">In vitro electrophoresis and in vivo electrophysiology of peripheral nerve using DC field stimulation.</a> J. Neurosci. Methods. 225, 90-96 (2014).</li><li>Moldovan, M., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Na+/K++pump+function+following+repetitive+activity+in+mouse+peripheral+nerve.">Evaluation of Na+/K+ pump function following repetitive activity in mouse peripheral nerve.</a> J. Neurosci. Methods. 155 (2), 161-171 (2006).</li></ol>

저자는 공개 없다.

설명된 절차 설명 간단 하 고 신뢰할 수 있는, 최소한-침략 적 기법을 수 수 생물 속성의 평가 및 축 삭의 막 잠재력 시간의 짧은 기간에. 신경의 노출을 요구 하는 다른 더 침략 적 기법에 비해 axonal 흥분 테스트의 현재 방법 유도 최소한의 조직 손상의 생리 조건을 유지 비보에 평가 활성화는 관심의 신경 반복된 측정에 대 한 수 있습니다.
되도록 일관 된 결과 몇 가지 ?...

Electrophysiological 기술의 사용 신경 질환에서 말 초 신경 기능 vivo에서 조사를 위한 필수적인 도구입니다. 기존의 신경 전도 방법 supramaximal 자극 모터 활동 전위의 진폭 및 대기 시간을 기록 하는 데 사용 합니다. 이러한 기술은 빠른 섬유의 전도 속도 및 섬유의 수에 따라서 유용한 정보를 제공 합니다. 보완 하는 유용한 도구가 axonal 흥분 테스트입니다. 이 기술은 정교한 electrophysiological 자극 패턴을 사용 하 여 주변 신경, 이온 채널, 에너지 종속 펌프, 이온 교환 프로세스 및 막 잠재적인 활동의 생물 속성을 직접 평가 하기 위해 1.
Axonal 흥분 테스트는 pathophysiological 프로세스와 다양 한 신경 질환에 치료 내정간섭의 효과 조사 하는 임상 설정에서 일반적으로 이용 된다. 중요 한 것은, axonal 흥분 조치는 정 맥 면역 글로불린 (IVIg) 치료2, 등 말 초 신경 기능에 영향을 주는 치료 내정간섭에 민감한 화학 요법3 및 calcineurin 억제제 (CNI) 치료 4. 비록 이러한 연구는 중요 한 통찰력을 제공 하 고, 임상 연구는 종종 초기 질병 특성 및 새로운 치료 옵션5의 조사 배제. 따라서, 신경 성 질환의 동물 모델에서 이러한 메서드를 사용 하 여 최근 견인6,7,,89를 얻고 있다. 사실, 이러한 메서드는 따라서 변환 연구 전진이 질환과 관련 된 특정 신경 흥분 성 변화를 이해 하는 기회를 제공 합니다.
여기에 설명 된 절차는 그대로 쥐의 척 골 신경에 기록 axonal 흥분 조치 간단 하 고 신뢰할 수 있는 방법입니다.

<table><tbody><tr><td>QTracS Program</td><td>Digitimer Ltd.</td><td></td><td>Axonal excitability program</td></tr><tr><td>AM-Systems 2200, Analog Stimulus Isolator, 2200V/50Hz</td><td>SDR Scientific</td><td>850005</td><td>Stimulator</td></tr><tr><td>High Performance AC Amplifier Model LP511</td><td>Grass Technologies</td><td></td><td>Amplifier</td></tr><tr><td>Humbug 50/60Hz Noise eliminator</td><td>Quest Scientific Instruments</td><td>726310</td><td>Noise eliminator</td></tr><tr><td>Low Impedance Platinum Monopolar Subdermal Needle Electrodes</td><td>Grass Technologies</td><td>F-E2-24</td><td>Recording electrodes, 10 mm length, 30 gauge</td></tr><tr><td>Low Impedance Platinum Electroencephalography Needle Electrodes</td><td>Cephalon</td><td>9013L0702</td><td>Stimulating electrodes, 10 mm length, 30 gauge</td></tr><tr><td>Multifunction I/O Device Model USB-6341</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Multifunction input/output device</td></tr><tr><td>Iron Base Plate IP</td><td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td><td></td><td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td></tr><tr><td>Rotating X-block X-4</td><td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td><td></td><td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td></tr><tr><td>Magnetic Stand GJ-8</td><td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td><td></td><td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td></tr><tr><td>Micromanipulator M-3333</td><td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td><td></td><td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td></tr></tbody></table>

in vivo electrophysiological measurement of the rat ulnar nerve with axonal excitability testing

전기 생리학 주변 신경 기능 비보의 객관적인 평가 수 있습니다. 전통적인 신경 전도 같은 진폭 및 대기 만성 축 삭 손실 및 검출 demyelination, 각각 측정 한다. "임계값 추적"으로 axonal 흥분 기술 이온 채널, 펌프 및 급성 기능 관련 고 퇴행 성 이벤트 앞에 있습니다 교환기의 활동에 관한 정보를 제공 하 여 이러한 조치에 따라 확장 합니다. 따라서, axonal 흥분 성 신경 질환의 동물 모델에서의 사용 새로운 치료 적 중재를 평가 하기 위해 유용한 vivo에서 측정을 제공할 수 있습니다. 여기는 쥐 척 골 신경에 모터 axonal 흥분 기술의 여러 측정값에 대 한 실험 설정에 설명합니다.
동물은 isoflurane와 취 고 신중 하 게 보장 하기 위해 모니터링 지속적이 고 적절 한 마 취의 깊이. 체온, 호흡 속도, 심장 박동과 혈액에 산소의 채도 지속적으로 모니터링 된다. Axonal 흥분 연구는 척 골 신경 및 녹음의 forelimb 발 hypothenar 근육에서의 경 피 적인 자극을 사용 하 여 수행 됩니다. 올바른 전극 위치와 진폭 자극 강도 증가 함께 증가 분명 복합 근육 활동 전위 기록 됩니다. 다음 순서로 5 특정 흥분 측정값을 생성 하는 전기 펄스의 시리즈를 제공 하는 자동화 된 프로그램 활용 다음: 전류 임계값, 임계값 electrotonus, 강도 기간 시간 상수, 자극 응답 동작 관계 그리고 복구 주기입니다.
여기에 제시 된 데이터 이러한 반복은 같은 날 부과 때 왼쪽과 오른쪽 척 골 신경 사이의 유사성을 보여 나타냅니다. 이 설정에서 이러한 기술의 제한 시간과 복용량 마 취의 효과입니다. 신중 모니터링 하 고 이러한 변수의 기록 분석 시 고려 사항을 위해 이루어져야 한다.

쥐 척 골 신경의 electrophysiological 조치는 현재 프로토콜을 획득 했다. 그림 3 에서는 12 주 된 여성 긴 에반스 쥐의 왼쪽된 척 골 신경에서 기록 하는 대표를 보여 줍니다. 복합 근육 활동 전위는 동시에 활성화는 섬유의 수를 관련이 있습니다. Supramaximal 피크 응답 (mV) (그림 3A)는 거기에에서는 변화가 없습니다 (그?...

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

Vivo에서 Axonal 흥분 테스트 쥐 척 골 신경의 electrophysiological 측정

Axonal 흥분 기법 이상 및 퇴행 성 돌이킬 수 없는 이벤트를 앞 생물 변화를 검사 하는 강력한 도구를 제공 합니다. 이 원고는 마 취 쥐의 척 골 신경에 이러한 기술의 사용을 보여줍니다.

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

in-vivo-electrophysiological-measurement-rat-ulnar-nerve-with-axonal

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

9.1K 조회수.  University of New South Wales. Axonal 흥분 기법 이상 및 퇴행 성 돌이킬 수 없는 이벤트를 앞 생물 변화를 검사 하는 강력한 도구를 제공 합니다. 이 원고는 마 취 쥐의 척 골 신경에 이러한 기술의 사용을 보여줍니다.

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Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. Chemotherapy-induced peripheral neuropathy produces symptoms of numbness and paraesthesia in the limbs and may progress to difficulties with fine motor skills and walking, leading to functional impairment. In addition to producing troubling symptoms, chemotherapy-induced neuropathy may limit treatment success leading to dose reduction or early cessation of treatment. Neuropathic symptoms may persist long-term, leaving permanent nerve damage in patients with an otherwise good prognosis3. As chemotherapy is utilised more often as a preventative measure, and survival rates increase, the importance of long-lasting and significant neurotoxicity will increase.
There are no established neuroprotective or treatment options and a lack of sensitive assessment methods. Appropriate assessment of neurotoxicity will be critical as a prognostic factor and as suitable endpoints for future trials of neuroprotective agents. Current methods to assess the severity of chemotherapy-induced neuropathy utilise clinician-based grading scales which have been demonstrated to lack sensitivity to change and inter-observer objectivity4. Conventional nerve conduction studies provide information about compound action potential amplitude and conduction velocity, which are relatively non-specific measures and do not provide insight into ion channel function or resting membrane potential. Accordingly, prior studies have demonstrated that conventional nerve conduction studies are not sensitive to early change in chemotherapy-induced neurotoxicity4-6. In comparison, nerve excitability studies utilize threshold tracking techniques which have been developed to enable assessment of ion channels, pumps and exchangers in vivo in large myelinated human axons7-9.
Nerve excitability techniques have been established as a tool to examine the development and severity of chemotherapy-induced neurotoxicity10-13. Comprising a number of excitability parameters, nerve excitability studies can be used to assess acute neurotoxicity arising immediately following infusion and the development of chronic, cumulative neurotoxicity. Nerve excitability techniques are feasible in the clinical setting, with each test requiring only 5 -10 minutes to complete. Nerve excitability equipment is readily commercially available, and a portable system has been devised so that patients can be tested in situ in the infusion centre setting. In addition, these techniques can be adapted for use in multiple chemotherapies.
In patients treated with the chemotherapy oxaliplatin, primarily utilised for colorectal cancer, nerve excitability techniques provide a method to identify patients at-risk for neurotoxicity prior to the onset of chronic neuropathy. Nerve excitability studies have revealed the development of an acute Na+ channelopathy in motor and sensory axons10-13. Importantly, patients who demonstrated changes in excitability in early treatment were subsequently more likely to develop moderate to severe neurotoxicity11. However, across treatment, striking longitudinal changes were identified only in sensory axons which were able to predict clinical neurological outcome in 80% of patients10. These changes demonstrated a different pattern to those seen acutely following oxaliplatin infusion, and most likely reflect the development of significant axonal damage and membrane potential change in sensory nerves which develops longitudinally during oxaliplatin treatment10. Significant abnormalities developed during early treatment, prior to any reduction in conventional measures of nerve function, suggesting that excitability parameters may provide a sensitive biomarker.

This abstract describes a novel method to assess the development of neurotoxicity in patients receiving chemotherapy treatment. While conventional assessment methods are limited in their ability to detect early changes in nerve function, nerve excitability techniques provide early identification of patients at risk of severe neurotoxicity and insight into pathophysiology.

화학 요법 - 유도 Neurotoxicity의 신경 흥분 평가

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

연구

신경과학

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.

마우스 좌골 신경에 생체 전기 생리 측정에서

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

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is impaired, such as aging and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Here we describe an experimental protocol that can be used to measure NMJ functionality by combining two types of electrical stimulation: direct muscle membrane stimulation and the stimulation through the nerve. The comparison of the muscle response to these two different stimulations can help to define, at the functional level, potential alterations in the NMJ that lead to functional decline in muscle.
Ex vivo preparations are suited to well-controlled studies. Here we describe an intensive protocol to measure several parameters of muscle and NMJ functionality for the soleus-sciatic nerve preparation and for the diaphragm-phrenic nerve preparation. The protocol lasts approximately 60 min and is conducted uninterruptedly by means of a custom-made software that measures the twitch kinetics properties, the force-frequency relationship for both muscle and nerve stimulations, and two parameters specific to NMJ functionality, i.e. neurotransmission failure and intratetanic fatigue. This methodology was used to detect damages in soleus and diaphragm muscle-nerve preparations by using SOD1G93A transgenic mouse, an experimental model of ALS that ubiquitously overexpresses the mutant antioxidant enzyme superoxide dismutase 1 (SOD1).

A functional assessment of the neuromuscular junction (NMJ) can provide essential information on the communication between muscle and nerve. Here we describe a protocol to comprehensively evaluate both the NMJ and muscle functionality using two different muscle-nerve preparations, i.e. soleus-sciatic and diaphragm-phrenic.

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is ...

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.

일시적인 수용 체 잠재력 Vanilloid 타입-1의 Ultrapotent 주 작동 근의 순수한 작은 섬유 신경 병 마우스 모델 수립

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

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings provide a sensitive approach to measure nerve conduction in humans and rodent models. To broaden the technical possibilities for electromyography in mice, the measurement of compound muscle action potentials (CMAPs) from the brachial plexus nerve in the forelimb using needle electrodes is described here. CMAP recordings after stimulating the sciatic nerve in hindlimbs have been previously described. The newly introduced method here allows for the evaluation of the nerve conductivity at an additional site, and thus provides a more profound overview of the neuromuscular functionality. The technique provides information on both the relative number of functional axons and the myelination level. Thereby, this method can be applied to assess both axonal diseases as well as demyelinating conditions. This minimally invasive method does not require extraction of the nerve and therefore it is suitable for repeated measurements for longitudinal follow-up in the same animal. Similar recordings are performed in clinical setups to emphasize the translational relevance of the method.

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

The measurement of nerve conduction is a useful tool to assess mouse models of neurodegeneration but it is frequently only applied to stimulate the sciatic nerve in hindlimbs. Here, we describe a technique to measure compound muscle action potential (CMAP) in vivo in the mouse forelimb muscles innervated by the brachial plexus.

Vivo에서 모터 신경 퇴보의 마우스 모델에서 앞 발에서 복합 근육 활동 전위의 electrophysiological 측정

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

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.

전도 실패의 메커니즘을 검사하기 위해 연결된 Sciatic 신경을 가진 생체 내 단일 섬유 기록 및 손상되지 않은 등철 루트 신경절의 사용

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

Functional and Physiological Methods of Evaluating Median Nerve Regeneration in the Rat

The main goal of this investigation is to show how to create and repair different types of median nerve (MN) lesions in the rat. Moreover, different methods of simulating postoperative physiotherapy are presented. Multiple standardized strategies are used to assess motor and sensory recovery using an MN model of peripheral nerve lesion and repair, thus permitting easy comparison of the results. Several options are included for providing a postoperative physiotherapy-like environment to rats that have undergone MN injuries. Finally, the paper provides a method to evaluate the recovery of the MN using several noninvasive tests (i.e., grasping test, pin prick test, ladder rung walking test, rope climbing test, and walking track analysis), and physiological measurements (infrared thermography, electroneuromyography, flexion strength evaluation, and flexor carpi radialis muscle weight determination). Hence, this model seems particularly appropriate to replicate a clinical scenario, facilitating extrapolation of results to the human species.
Although the sciatic nerve is the most studied nerve in peripheral nerve research, analysis of the rat MN presents various advantages. For example, there is a reduced incidence of joint contractures and automutilation of the affected limb in MN lesion studies. Furthermore, the MN is not covered by muscle masses, making its dissection easier than that of the sciatic nerve. In addition, MN recovery is observed sooner, because the MN is shorter than the sciatic nerve. Also, the MN has a parallel path to the ulnar nerve in the arm. Hence, the ulnar nerve can be easily used as the nerve graft for repairing MN injuries. Finally, the MN in rats is located in the forelimb, akin to the human upper limb; in humans, the upper limb is the site of most peripheral nerve lesions.

Presented is a protocol to produce different types of median nerve (MN) lesions and repair in the rat. Additionally, the protocol shows how to evaluate the functional recovery of the nerve using several noninvasive behavioral tests and physiological measurements.

쥐에서 중간 신경 재생을 평가하는 기능적 및 생리적 방법

The main goal of this investigation is to show how to create and repair different types of median nerve (MN) lesions in the rat. Moreover, different ...

의학

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.

Ex Vivo 신경 생리학을위한 쥐 좌골 신경의 제조

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

Terminal H-reflex Measurements in Mice

The Hoffmann reflex (H-reflex), as an electrical analog to the stretch reflex, allows electrophysiological validation of the integrity of neural circuits after injuries such as spinal cord damage or stroke. An increase of the H-reflex response, together with symptoms like non-voluntary muscle contractions, pathologically augmented stretch reflex, and hypertonia in the corresponding muscle, is an indicator of post-stroke spasticity (PSS).
In contrast to rather nerve-unspecific transcutaneous measurements, here, we present a protocol to quantify the H-reflex directly at the ulnar and median nerves of the forepaw, which is applicable, with minor modifications, to the tibial and sciatic nerve of the hindpaw. Based on the direct stimulation and the adaptation to different nerves, the method represents a reliable and versatile tool to validate electrophysiological changes in spasticity-related disease models.

The clinical evaluation of spasticity based on the Hoffmann reflex (H-reflex) and using electrical stimulation of peripheral nerves is an established method. Here, we provide a protocol for a terminal and direct nerve stimulation for H-reflex quantification in the mouse forepaw.

마우스의 말단 H-반사 측정

The Hoffmann reflex (H-reflex), as an electrical analog to the stretch reflex, allows electrophysiological validation of the integrity of neural circuits ...

생물학

In Vivo Measurement of the Compound Muscle Action Potential in a Rat

Source: Wild, B. M., et al. <a href="https://app.jove.com/v/56102">In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video demonstrates the procedure for recording compound muscle action potential (CMAP) in rats by applying electrical stimuli to the ulnar nerve, adjusting electrodes for optimal signal, and increasing stimulation to assess nerve functionality. This method enables the in vivo investigation of the peripheral nerve functions in neurological disorders.

쥐의 복합 근육 활동 전위의 생체 내 측정

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
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