Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Özet

Bu protokol, kafasına sabitlenmiş farelerin beyin sapından in vivo, yüksek yoğunluklu tek nöron kayıtları elde etmek için bir yöntemi açıklar. Bu yaklaşım, genel anestezi öncesinde ve sırasında Hızlı Göz Hareketi (REM) uykusu sırasında aktif olmayan bir beyin sapı bölgesi olan ventrolateral periakuaduktal grideki nöronların aksiyon potansiyel ateşlemesini ölçmek için kullanılır.

Özet

Silikon multielektrot tabanlı kayıtlar, birçok beyin bölgesindeki aksiyon potansiyellerinin zamansal çözünürlüğünde nöronal aktiviteyi incelemek için giderek daha popüler hale gelmektedir. Bununla birlikte, çok kanallı problar kullanılarak beyin sapı gibi derin kaudal yapılardan nöronal aktivitenin kaydedilmesi zor olmaya devam etmektedir. Önemli bir endişe, superior sagital venöz sinüs ve transvers venöz sinüs gibi büyük kan damarlarından kaçınan prob yerleştirme için bir yörünge bulmaktır. Bu büyük damarların yaralanması, geniş kanamaya, altta yatan beyin dokusunda hasara ve potansiyel olarak ölüme neden olabilir. Bu yaklaşım, ön koordinatları açılı bir yaklaşımla birleştirerek beyin sapı yapılarını hedeflemeyi açıklar ve kayıt probunun yüksek riskli vasküler yapıların altındaki beyne nüfuz etmesine izin verir. Kesinlikle dikey bir yaklaşımla karşılaştırıldığında, açılı yaklaşım, hedeflenebilecek beyin bölgelerinin sayısını en üst düzeye çıkarır. Bu stratejiyi kullanarak, REM uykusu ile ilişkili bir beyin sapı bölgesi olan ventrolateral periakuaduktal gri (vlPAG), sevofluran anestezisi öncesinde ve sırasında başa sabitlenmiş farelerde tek üniteli, çok elektrotlu kayıtlar elde etmek için tekrarlanabilir ve güvenilir bir şekilde erişilebilir. vlPAG ve çevresindeki çekirdeklerdeki nöronal aktiviteyi yüksek zamansal çözünürlükle kaydetme yeteneği, REM uykusu ve anestezi arasındaki ilişkinin anlaşılmasında ileriye doğru atılmış bir adımdır.

Giriş

Silikon çoklu elektrot tabanlı kayıtlar, tek eylem potansiyeli çözünürlüğü 1,2,3,4 ile birçok beyin bölgesindeki nöronal aktiviteyi ölçmek için giderek daha popüler hale geliyor. Son on yılda, yüksek yoğunluklu kayıt teknolojisi önemli ölçüde büyüdü. Mevcut silikon bazlı kayıt elektrotları, yüksek kanal sayılarını, optik fiberleri ve elektrokortikografi (ECoG) kayıt cihazlarını barındırabilir 5,6. Ayrıca, bu elektrotların kronik implantasyonu, uzun s....

Protokol

Tüm çalışmalar, Virginia Üniversitesi'ndeki (Charlottesville, Virginia) Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylandı. 3-7 aylık, 25-30 g ağırlığında beş erkek C57BL / 6J faresi kullanıldı. Burada kullanılan reaktiflerin ve ekipmanın ayrıntıları Malzeme Tablosunda listelenmiştir.

1. Başlık plakası ve kulaklık implantasyonu

  1. Perfloroalkoksi (PFA) kaplı paslanmaz çelik kabloyu 3 pimli konektör başlığına lehimleyerek bir ECoG kulaklık yapın (Şekil 2A).
  2. Fare stereotaksik atlasına dayalı olarak yerleştirme koor....

Temsili Sonuçlar

Beş erkek C57BL/6J'ye bir ECoG kulaklık ve kafa plakası implante edildi (Şekil 4A). İyileşmeden sonra, fareler ayrı günlerde iki 1.5 saatlik seans boyunca kafa fiksasyonuna ve elektrofizyoloji kayıt teçhizatına alıştırıldı (Şekil 4B). Daha sonra, 2 mm x 2 mm'lik bir kraniyotomi penceresi oluşturuldu (Şekil 4C) ve fare uyanık ve başı sabit olacak şekilde bir silikon prob yerle?.......

Tartışmalar

Beyin sapı çekirdekleri nefes alma, bilinç ve uyku gibi temel işlevlere aracılık eder 26,27,28. Beyin sapının konumu (derin ve arka), standart teknikler kullanılarak in vivo olarak nöronal aktivitesini incelemede bir zorluk teşkil eder. Burada, kafasına sabitlenmiş farelerde tekrarlanabilir tek ünite kaydına izin vermek için açılı bir anterior yaklaşım sunulmaktadı.......

Açıklamalar

Yazarların bu çalışma uyarınca rekabet eden finansal çıkarları veya diğer çıkar çatışmaları yoktur.

Teşekkürler

Şekil 1, Şekil 3, Şekil 4, Şekil 8 ve Şekil 9 BioRender.com ile oluşturulmuştur. Scott Kilianski'ye MATLAB kodu konusundaki yardımı ve senaryolarını paylaşması için teşekkür ederiz. Anna Grace Carns'a sonda yörüngesinin yeniden yapılandırılmasına yardımcı olduğu için teşekkür ederiz.

....

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
1024 channel RHD Recording ControllerIntan Technologies, Los Angeles, California, USAC3008Silicon probe recording; recording hardware and software
24 mm x 50 mm No. 1.5 VWR coverslipVWR, Radnor, Pennsylvania, USA48393-081Histology
4% PFA in PBSThermoFisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USAJ61899.AKHistology; perfusion solution
C&B metabondPatterson Dental, Richmond, Virginia, USApowder: 5533559, quick base: 5533492, catalyst: 55335007Headplate &Headset Implantation
C57/6J mice 4-6 weeks, malesThe Jackson Laboratory, Bar Harbor, Maine, USA000664
Capnomac UltimaDatex, Helsinki, Finland ULT-SVi-27-07Gas Analyzer; discontinued; alternative gas analyzer can be purchased from Bionet America 
CM-DiIThermoFisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USAV22888Red fluorescent dye for coating of the silicon probe
Connector HeaderDigiKey, Thief River Falls, Minnesota, USA1212-1788-NDECoG Headset
DAPI Fluoromount-GSouthernBiotech, Birmingham, Alabama, USA0100-20Histology
iBOND UniversalPatterson Dental, Richmond, Virginia, USA044-1113Headplate &Headset Implantation; for  securing stainless steel wires to the skull
Low toxicity silicon adhesiveWorld Precision Instruments, Sarasota, Florida, USAKWIK-SILHeadplate
Micro-Manipulator SystemNew Scale Technologies, Victor, New York, USAMulti-Probe Manipulator: XYZ Stage Assembly: 06464-0000, MPM System Kit: 06267-3-0001, MPM-Platform-360, MPM ring for MPM Manual Arms, MPM_Ring-72 DEG: 06262-3-0000Silicon probe recording; inserting the probe into the brain
MicroprobesUCLA, Los Angeles, California, USA256 ANS, 64MDiscontinued; alternative silicon probes can be purchased from Neuropixels
Mineral OilSigma Aldrich, Saint Luis, Missouri, USAM8410-100MLSilicon probe recording; preventing the tissue from drying during the recording
Normal salineThermoFisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USAZ1376Headplate &Headset Implantation; preventing the brain from drying during the surgery
PFA-Coated Stainless Steel Wire-Diameter 0.008 in. coated with striped endsA-M systems, Sequim, Washington, USA791400ECoG Headset & reference electrode for ECoG 
Platinum wire 24AWG World Precision Instruments, Sarasota, Florida, USAPTP201Reference electrode for the silicon probe recording 
Shandon Colorfrost Plus microscope slidesThermoFisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USA99-910-01Histology
Stainless steel HeadplateStar Rapid, Chinacustom made partHeadplate &Headset Implantation; design available upon request
Stereotaxic apparatusKOPF, Tujunga, California, USAModel 940 Small Animal Stereotaxic Instrument with Digital Display ConsoleHeadplate &Headset Implantation

Referanslar

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

This article has been published

Video Coming Soon

Sitemizdeki deneyiminizi iyileştirmek için çerezleri kullanıyoruz

Sitemizi kullanmaya devam ederek ya da "Devam et" butonuna tıklayarak, çerezleri kabul edebilirsiniz.