Name: multi-electrode array recordings of human epileptic postoperative cortical tissue
Uploaded: 2014-10-26T14:00:00
Duration: 13 min 14 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue at JoVE.com

Эта работа была поддержана грантами от НРУ (Программа Блан нейронаук), FRC (Федерация пур ля Recherche сюр-ле-Cerveau), Город Париж (Программа всходов), INSERM и Ла Питье Сальпетриер больница (Поступательное контрактная исследовательская) для NR, от Neuropôle де Recherche Франсильен (Nerf) для ЭД, из Университета Пьера и Мари Кюри UPMC (Программа конвергенции) и от института дю Cerveau др электронной ла Moelle epiniere (Париж) в GH

<ol>
	<li>Huberfeld, G., 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=Glutamatergic+pre-ictal+discharges+emerge+at+the+transition+to+seizure+in+human+epilepsy.">Glutamatergic pre-ictal discharges emerge at the transition to seizure in human epilepsy.</a> Nature Neuroscience. 14 (5), 627-634 (2011).</li><li>Kwan, P., Brodie, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+identification+of+refractory+epilepsy.">Early identification of refractory epilepsy.</a> New England Journal of Medicine. 342 (5), 314-319 (2000).</li><li>Van Pelt, J., Corner, M. A., Wolters, P. S., Rutten, W. L. C., Ramakers, G. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Longterm+stability+and+developmental+changes+in+spontaneous+network+burst+firing+patterns+in+dissociated+rat+cerebral+cortex+cell+cultures+on+multielectrode+arrays.">Longterm stability and developmental changes in spontaneous network burst firing patterns in dissociated rat cerebral cortex cell cultures on multielectrode arrays.</a> Neuroscience Letters. 361 (1-3), 86-89 (2004).</li><li>Sun, J. -. J., Luhmann, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatio-temporal+dynamics+of+oscillatory+network+activity+in+the+neonatal+mouse+cerebral+cortex:+Network+oscillations+in+neonatal+cerebral+cortex.">Spatio-temporal dynamics of oscillatory network activity in the neonatal mouse cerebral cortex: Network oscillations in neonatal cerebral cortex.</a> European Journal of Neuroscience. 26 (7), 1995-2004 (2007).</li><li>Dossi, E., 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=Functional+Regeneration+of+the+ex-vivo+Reconstructed+Mesocorticolimbic+Dopaminergic+System.">Functional Regeneration of the ex-vivo Reconstructed Mesocorticolimbic Dopaminergic System.</a> Cerebral cortex. 23 (12), 2905-2922 (1991).</li><li>Darbon, P., Scicluna, L., Tscherter, A., Streit, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+controlling+bursting+activity+induced+by+disinhibition+in+spinal+cord+networks.">Mechanisms controlling bursting activity induced by disinhibition in spinal cord networks.</a> The European journal of neuroscience. 15 (4), 671-683 (2002).</li><li>Cohen, I., 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=On+the+Origin+of+Interictal+Activity+in+Human+Temporal+Lobe+Epilepsy+in+Vitro.">On the Origin of Interictal Activity in Human Temporal Lobe Epilepsy in Vitro.</a> Science. 298 (5597), 1418-1421 (1126).</li><li>Huberfeld, G., 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=Perturbed+chloride+homeostasis+and+GABAergic+signaling+in+human+temporal+lobe+epilepsy.">Perturbed chloride homeostasis and GABAergic signaling in human temporal lobe epilepsy.</a> The Journal of neuroscience. 27 (37), 9866-9873 (2007).</li><li>Maier, N., Morris, G., Johenning, F. W., Schmitz, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Approach+for+Reliably+Investigating+Hippocampal+Sharp+Wave-Ripples+In+Vitro.">An Approach for Reliably Investigating Hippocampal Sharp Wave-Ripples In Vitro.</a> PLoS ONE. 4 (9), (2009).</li><li>H&#225;jos, N., 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=Maintaining+network+activity+in+submerged+hippocampal+slices:+importance+of+oxygen+supply.">Maintaining network activity in submerged hippocampal slices: importance of oxygen supply.</a> European Journal of Neuroscience. 29 (2), 319-327 (2009).</li><li>Wittner, 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=The+epileptic+human+hippocampal+cornu+ammonis+2+region+generates+spontaneous+interictal-like+activity+in+vitro.">The epileptic human hippocampal cornu ammonis 2 region generates spontaneous interictal-like activity in vitro.</a> Brain. 132 (11), 3032-3046 (2009).</li><li>Dzhala, V., Valeeva, G., Glykys, J., Khazipov, R., Staley, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+alterations+in+GABA+signaling+disrupt+hippocampal+network+activity+in+the+developing+brain.">Traumatic alterations in GABA signaling disrupt hippocampal network activity in the developing brain.</a> The Journal of neuroscience. 32 (12), 4017-4031 (2012).</li><li>Menendezdela de la Prida, L., Huberfeld, G., Cohen, I., Miles, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Threshold+Behavior+in+the+Initiation+of+Hippocampal+Population+Bursts.">Threshold Behavior in the Initiation of Hippocampal Population Bursts.</a> Neuron. 49 (1), 131-142 (2006).</li><li>Avoli, M., Drapeau, C., Louvel, J., Pumain, R., Olivier, A., Villemure, J. -. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epileptiform+activity+induced+by+low+extracellular+magnesium+in+the+human+cortex+maintained+in+vitro.">Epileptiform activity induced by low extracellular magnesium in the human cortex maintained in vitro.</a> Annals of neurology. 30 (4), 589-596 (1991).</li><li>Heinemann, U., Dreier, J., Leschinger, A., Stabel, J., Draguhn, A., Zhang, C. <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+anticonvulsant+drugs+on+hippocampal+neurons.">Effects of anticonvulsant drugs on hippocampal neurons.</a> Hippocampus. 4 (3), 291-296 (1994).</li><li>Li Zhang, C., Dreier, J. P., Heinemann, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paroxysmal+epileptiform+discharges+in+temporal+lobe+slices+after+prolonged+exposure+to+low+magnesium+are+resistant+to+clinically+used+anticonvulsants.">Paroxysmal epileptiform discharges in temporal lobe slices after prolonged exposure to low magnesium are resistant to clinically used anticonvulsants.</a> Epilepsy research. 20 (2), 105-111 (1995).</li><li>Buzs&#225;ki, G., Anastassiou, C. A., Koch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+extracellular+fields+and+currents+-+EEG,+ECoG,+LFP+and+spikes.">The origin of extracellular fields and currents - EEG, ECoG, LFP and spikes.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (6), 407-420 (2012).</li></ol>

Спонсорство многоканальных системах была предоставлена ​​для производства публикации видео и открытого доступа.

Pharmacoresistant эпилепсия это редкое состояние, которое может быть установлено в тканях человека в пробирке. Это позволяет исследовать эпилептический коры головного мозга человека, который отображает конкретные дефекты, которые лишь частично воспроизведенные на животных моделях. Метод здесь описано позволяет подготовке и записи послеоперационных тканей человека экс естественных с сохраненной жизнеспособности клеток и сетей, чтобы они спонтанно производят эпилептические деятельности. Сохраняя подобные мероприятия, чем те, которые записаны в естественных условиях имеет решающее значение для изучения механизмов генезиса патологических деятельности. Кроме того, такие методы позволяют исследовать ткани человека и недопущении идеальные животные модели болезни. Однако, изучая человеческую ткань требует синхронизации между нейрохирургов и экспериментальной лаборатории. Ткань перевозки требуется специальное осторожность, чтобы не травмировать. Кроме того, как количество образца и ткани ограничена. Наконец, доступ к надлежащим тканей контроля является майн беспокойство. С этой подготовки, послеоперационный ткани самопроизвольно интериктальных-как сбросы в нормальном ACSF 7,8. Иктальная-как события могут быть выявлены в модифицированном, proconvulsive ACSF так что механизмы изъятия инициации и перехода от межприступном состоянии до судорог могут быть исследованы. Человек ткань может быть жизнеспособными в течение до 10 ч в условиях интерфейса. Ломтики считались жизнеспособными при многоквартирных деятельности или потенциалы поля наблюдались спонтанно и, когда такие действия были вызванный увеличением возбудимости через внеклеточного возрастает калия и / или снижения магния. Хотя различия в активности происходит, вероятно, отражает различия в патологии и областях коры, мы исследовали эпилептогенных характеристики ткани только у здоровых ломтиками спонтанно- интериктальных и вызвала иктальная разрядов. В целях сохранения тканей жизнеспособность и активность, интерфейс камеры будет использоваться для хранения тон нарезает на 36-37 ° С в течение восстановления перед записью в системе MEA. Действительно, несколько групп наглядно продемонстрировали преимущества на основе системы хранения интерфейса по сравнению с стандартной хранения стакан и важности температуры для сохранения сетевой активности, такие как спонтанных острых волн ряби или холинергических вызванной колебаниями 9,10. Хранения Интерфейс ломтиками ранее использовался для записи эпилептической активности от человека гиппокампа и subicular ломтиками 1,11. При существующей технике MEA, после восстановительного периода от нарезки в условиях интерфейса, сетевую активность записывается в погруженных условиях, в присутствии высокой скорости потока (5-6 мл / мин) при 37 ° С, с системой MEA. Уменьшенный диаметр (1,8 см) из MEA чипа, который ограничивает небольшой объем камеры (&lt;1,5 мл), вместе с повышенным расходом, улучшает снабжение кислородом из среза, которая была продемонстрирована критическим фактором для спонтанной и ФГАrmacologically вызванной сетевые мероприятия 9,10. Кроме того, уменьшается количество циркулирующей ACSF облегчает тестирование фармакологическую. Процедура нарезки, однако травматизм на тканях 12. Оба нейронов архитектура и хлорид гомеостаз как представляется, возмущенного на поверхности ткани (50 мкм). Происхождение деятельности, зарегистрированных МЭС чипов, которые образец ткани в основном поверхностно, без глубокого проникновения, могут возникнуть из травмированных участков. Тем не менее, наши данные показывают, что внеклеточные потенциалы поля, регистрируемой локально записываются в большинстве МЭС электродов и предыдущей работы показывают, что они интегрированы в течение 100 до 200 мкм расстоянии от места записи 13, предполагая, что припадки, записанные в нашей подготовке, вряд ли будут производится травмированных участков. Кроме того, в исследованиях, проведенных с вольфрамовыми электродами, позволяющих глубокое проникновение, что эпилептические деятельности, записанные в тканях человека похожидля тех, наблюдаемых у больных эпилепсией 1,7,8. Другой предел экс ись ткани является нарушение связей между различными областями мозга, тем самым ограничивая динамические neuromodulations. Это может объяснить, почему в таком ткани не иктальная-как событие не спонтанно записал, но требуется, чтобы быть вызваны ионной манипуляции или фармакологической стимуляции повышения возбудимости. Соответственно, в данном протоколе, захват типа события индуцируются путем объединения изменение внеклеточного К + от 3 ​​до 6 мм и снижение внешнего Mg 2+ от 1,3 мМ до Mg 2+ -Безплатная ACSF, с целью повышения тканей возбудимость и удалить Mg 2+ блок рецепторов -зависимой NMDA. В самом деле, это ранее было показано, что активность индуцированной эпилептиформный в неокортикальными и срезах гиппокампа с использованием Mg 2+ -бесплатно ACSF напоминает электрографической припадки, записанных в естественных условиях 14. Кроме того,было показано, что эпилептиформных разрядов, полученные в временных слоев лепестков приобретают устойчивость к клинически используемых противосудорожных после длительного воздействия Mg 2+ -Безплатная ACSF 15,16, обеспечивая тем самым модель для исследования pharmacoresistant припадок, как события в пробирке. МЭС позволяют записывать до двух, полевых потенциалов и многоквартирных деятельности, состоящих в нейронных потенциалов действия бывших естественных условиях. Таким образом, МПС являются мощным электрофизиологические инструмент по сравнению с ЭЭГ, которые исследуют полевые потенциалы, генерируемые синхронных деятельности нейронных ансамблей в естественных условиях, но не дают доступа к одного нейрона поведения 17. Хотя более поздние микроэлектродов может записывать многоквартирных деятельности в естественных условиях, состоящие в нейронных потенциалов действия, они являются инвазивными, поэтому их применение в основном ограничивается научно-исследовательских целей в течение внутричерепных записей. В частности, МПС записи представляют собой технику выбораизучать пространственно-временные закономерности эпилептических событий, механизмы, контролирующие захват начало и распространение и действие классических и новых противоэпилептических препаратов. Примечательно, разгадать типы клеток и сигнализации основу эпилептических разрядов, шип методов сортировки и фармакологическое тестирование должно быть в сочетании с методами МПС. Хотя МПС может дать доступ к отдельным шипами, они не предоставляют информацию о синаптических и биофизических свойств. В будущем, другие методы должны быть соединены с МПС записей для того, чтобы лучше сотовой поведения образца, сетевой активности и синаптической передачи сигналов. Например, изображения флуоресценции распутать нейронов или глиальных клеток поведение, а также динамику ионов, могут быть объединены с МПС записей. Кроме того апостериорный гистологический анализ также может выявить таких специфических повреждений клеточных типов, белками или рецепторами, так что расположение эпилептических деятельности могут быть соотнесены с конкретным перегруппировокнервная структура. Система МПС также может быть встроен в патч-зажим настройке соотнести отдельные клетки или проводимости с деятельности в области народонаселения. В будущем, optogenetic инструменты также могут быть использованы при условии, что человека ломтики можно культивировать в долгосрочной перспективе, как выполняется для органотипических ломтиками, так что трансфекции или инфекции специфические типы клеток могут быть выполнены.

Эпилепсия является хроническим расстройством, в которой эпилептические припадки, которые являются периодические узорчатые разряды продолжительностью от нескольких секунд до десятков секунд на электроэнцефалографическими (ЭЭГ) записей, связанных с клиническими проявлениями, прервать интериктальных состояние, характеризуется наличием синхронных нейронных разрядов, длящихся десятки миллисекунд и называется интериктальных события 1. Это влияет на население примерно 1% в мире и, хотя приступы находятся под контролем в большинстве пациентов, примерно треть людей, страдающих эпилепсией не показывают адекватный ответ на АЭП 2. В этом состоянии, называется pharmacoresistant эпилепсия и чьи механизмы еще должны быть четко определены, хирургическое удаление определенной части мозга, указанной в качестве захват началом зоны остается единственной альтернативой лечения дает положительный результат для пациентов. Таким образом, резекция образцы из хирургии дают возможность изучить механизмы интериктальных вод и образовании захват и распространения, а также фармакорезистентности на жизнеспособного человека центральной нервной ткани экс естественных. Multi-электрод массивов (МПС), состоящий из расположения пространственно распределенных микроэлектродов, обеспечить одновременное стимулирование и запись электрофизиологических деятельности от нескольких участках ткани, обеспечивая тем самым отличную подход к изучению пространственно-временных закономерностей спонтанного и вызванной активности , Эта техника, впервые применил для мониторинга изменений в развитии деятельности нейронов клеток культуры 3, а затем адаптированы для острого и органотипической головного и спинного ломтиками мозга 4 - 6, в настоящее время считается ценным электрофизиологические инструмент. Нынешний протокол описывает, как подготовить корковых ломтики человека от хирургически удаленных тканей и записывать с МПС надежным экс VIво- интериктальный и изъятие, как события из этих кусочков. Эта техника обеспечивает, таким образом путь для удовлетворения основных механизмов, лежащих в основе эпилептических деятельности инициирования, роста и последствий противоэпилептических препаратов на обоих клеточных и сетевых уровнях. Все процедуры, используемые для получения подготовить поддерживать и записывать человека ломтики будут здесь описаны подробно.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="826">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:201px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:279px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Brain Slice Chamber-2: Interface</td>
			<td style="width:201px;">AutoMate Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">S-BSC2</td>
			<td style="width:279px;">It requires separate temperature controller</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">2-channel Temperature Controller</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">TC02</td>
			<td style="width:279px;">It allows to plug in and use 2 interface chambers.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:227px;">Special cable for connection of TC01 to S-BSC2 with external reference PT100</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">CA3</td>
			<td style="width:279px;">The reference PT100 is placed near the slices&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">6pin plug-connector with PT100</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">TS-PT100</td>
			<td style="width:279px;">External reference for CA3 cable</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:227px;">MEA workstation for recording data from 120-electrode MEAs</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">MEA2100-120</td>
			<td style="width:279px;">It includes MEA2100-120 headstage and MEA2100 interface board. www.multichannelsystems.com</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:227px;">Microelectrode array for MEA2100-120</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">120MEA200/30</td>
			<td style="width:279px;">Electrode spacing: 200 &#181;m; electrode diameter: 30 &#181;m; glass ring: 6 mm high. Different configurations (spacing, diameter, ring) possible.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:227px;">Video Microscope Table</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">MEA-VMT-1</td>
			<td style="width:279px;">Table with a video microscope underneath to image the electrode field of the MEAs in an amplifier placed on top of the table and transfer the image to a computer.</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:227px;">Perfusion cannula</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">PH01</td>
			<td style="width:279px;">Heatable perfusion cannula with temperature sensor; temperature can be programmed with TC02 controller</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">MC_Rack</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td></td>
			<td style="width:279px;">Software for data acquisition and recordings</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:227px;">Magnetic Perfusion Holder</td>
			<td style="width:201px;">Multichannel Systems, Germany</td>
			<td style="width:119px;">MPH</td>
			<td style="width:279px;">Magnetic perfusion holder for PH01 element to fix the perfusion cannula and connect the perfusion system to the amplifier&#39;s ground</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Neuroexplorer</td>
			<td style="width:201px;">Nex Technologies</td>
			<td></td>
			<td style="width:279px;">Software for data analysis; info@neuroexplorer.com</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Peristaltic pump (drive unit)</td>
			<td style="width:201px;">Gilson</td>
			<td style="width:119px;">F155001</td>
			<td style="width:279px;">0,01 to 48 rp</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Peristaltic pump (pump head)</td>
			<td style="width:201px;">Gilson</td>
			<td style="width:119px;">F117800</td>
			<td style="width:279px;">R2 two channel</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Ultrasonic aspirator</td>
			<td style="width:201px;">Integra Life sciences, USA</td>
			<td style="width:119px;">Cusa Excel +</td>
			<td style="width:279px;">It allows blunt subpial dissection of the cortex</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:227px;">Neuronavigation</td>
			<td style="width:201px;">Isis Solutions, France</td>
			<td style="width:119px;">Surgiscope</td>
			<td style="width:279px;">It allows real time identification of the brain structure on the preoperative MRI</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Vibratome HM 650 V</td>
			<td style="width:201px;">Microm</td>
			<td></td>
			<td style="width:279px;">Block slicing into 400 &#956;m thick slices</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

multi-electrode array recordings of human epileptic postoperative cortical tissue

Эпилепсия, влияя около 1% населения, включает в себя группу неврологических расстройств, характеризующихся периодической возникновения припадков, которые нарушают нормальную функцию мозга. Несмотря на лечение, доступные в настоящее время противоэпилептических препаратов ориентации нервных функций, одна треть пациентов с эпилепсией pharmacoresistant. В этом состоянии, хирургическое удаление области головного мозга, генерирующего припадки остается только альтернативное лечение. Изучение эпилептические тканей человека способствовало понять новые эпилептогенных механизмов в течение последних 10 лет. В самом деле, эти ткани генерировать спонтанные интериктальных эпилептические разряды, а также фармакологически вызванной иктальная события, которые могут быть записаны с классическими методами электрофизиологии. Примечательно, мульти-электродные массивы (МПС), которые микротехнологий устройства вложения массив пространственно расположенных микроэлектродов, обеспечивают уникальную возможность одновременно стимулировать и полевого Potentials, а также потенциалы действия из нескольких нейронов из разных областей ткани. Таким образом МПС записи предлагают превосходный подход к изучению пространственно-временных закономерностей спонтанного интериктальных и вызвал припадок, как события и механизмы, лежащие в основе захват начало и распространение. Здесь мы опишем, как подготовить корковых ломтики человека от хирургически удаленных тканей и записывать с МПС интериктальных и иктальных-как событий бывших естественных условиях.

Запись кортикальной среза активности человеческого начинается в то время перфузии ткани с нормальной ACSF записи (как описано ранее) 7,8. В этом состоянии, когда ткань хорошо сохранившийся во время операции и в дальнейшем во время передачи ткани из больницы и ломтик подготовки, можно наблюдать спонтанную активность, в виде небольших интериктальных-как событий, обнаруженных с малых кластеров МПС электродов. Интериктальных-как разряды состояла в поле потенциала, как правило, двухфазной, включающий начальную резкую негативную отклонение, достигая десятков микровольт, сопровождаемые больше противоположной волны прочного несколько десятков миллисекунд. Быстрые действия многоквартирных обычно встраиваются в поле потенциала, главным образом, в начальной части. Типичный пример межприступном-активности, как проиллюстрировано на Рисунке 3Aii, где след записаны на MEA электрода, показанного. Для записи эпилептические припадки с вVitro корковых ломтики человека, необходимо, чтобы заливать их с &quot;эпилептогенной&quot; ACSF, в котором Mg 2+ отсутствует и К + повышается до 6 мм, чтобы повысить возбудимость ткани 1 (увеличение K + от 3 ​​до 6 мм не достаточно, чтобы индуцировать судороги; данные не показаны). После перфузии с 0 Mg 2+ 6 мМ K + ACSF начала, активность кортикальных срезов постепенно увеличивается, и первый захват появляется в пределах от 15 до 20 мин (15,4 ± 1,7 мин, N = 10, из 5 пациентов; фиг.3 Ай ). Мы вызывали иктальная-подобную активность, как показано на рисунке 3, в 75% обследованных больных и в 66,7% от всех зарегистрированных ломтиками. Эпилептические деятельности отражаются от соседних электродов чип MEA, и сравнение динамики наступления полевых возможных событий позволяет изучать их сайт генезиса и распространения. Представитель захват записаны с ломтиком гулКора головного мозга с системой MEA показано на фигуре 3В (представительного след захвата, записанной с помощью одного электрода MEA показан на более высоком временном разрешении на рисунке 3 AIII). Обратите внимание, что захват записывается практически от всех электродов чипа MEA, таким образом, указывая, что он способен распространяться в значительной области коры. Кроме того, глядя на одиночных следов записанных от каждого электрода, можно наблюдать постепенное распространение захвата по всей ткани: на самом деле, он начинает сначала в кортикальной области, охватывающей правую половину электродной решетки, и она постепенно распространяется к Площадь покрытия левую половину (.. я е, сравнить следы от электрода L6 и В6; рис 3B). <img alt="Рисунок 1" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51870/51870fig1highres.jpg" width="300" /> Рисунок 1: корковых дисплазия. d ее хирургическое удаление тип Тейлор фокусное корковых дисплазия (белая стрелка), погруженные в левой лобной доли борозды визуализируется на предоперационной МРТ (A), а позднее подтвержден гистологическое исследование (B) MAP киназы маркировки; Масштабная линейка: 200 мкм), показывающий корковой dyslamination, аномальные нейроны и дорожки на нейроны с неполным миграции в нижней белого вещества. Во время операции, дисплазия локализован по данным МРТ с системой нейронавигационной (C). Визуализация извилины, содержащих дисплазии во время операции (D). <img alt="Рисунок 2" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/51870/51870fig2highres.jpg" width="400" /> На рисунке 2:. Оборудование и процедура кортикального препарата человеческого среза интерфейс камеры используется для поддержания корковых ломтики человека экс виво (А); Остальные ломтики на листе ткани хрусталика в плоской области в верхней части камеры (B), где датчик температуры (С, слева), подключенного к контроллеру температуры (C, вправо, вверх) через двух- состава кабель (C, вправо, вниз), помещается поддерживать 37 ° C в течение времени ломтик инкубации. После того, как получены, разместить резекции блок ткани в чашке Петри, наполненную ледяной сахарозы на основе ACSF (D) и удалить сгустки крови, сосуды и мозговые оболочки, для облегчения нарезки. Если блок ткани больше, чем МЭС камер, изолировать кусок соответствующих размеров с лезвием (E) и приклеить ее на vibratome образца пластины (F). Вырезать 400 мкм ломтиками и с помощью шпателя (G) перевести их на куски ткани хрусталика (H) и инкубировать их в интерфейс камеры (I). Перед записью Ремове объектива ткани, погрузив кусочек в чашке Петри, наполненную ACSF и передать его в ACSF заполнено MEA чипа с помощью шпателя (J). Снимите решение позволить кусочек придерживаться на МЭС (K) и держите его в этом положении с помощью платинового якорь. Поместите МЭС в усилителе (L), начать перфузии и запись. <img alt="Рисунок 3" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/51870/51870fig3highres.jpg" width="300" /> Рисунок 3: МЭС записи эпилептических припадков в корковых ломтиками человека (А) представитель след корковой среза деятельности человека, записанного с помощью MEA электрода показана на панели ввода.. В присутствии нормального ACSF, можно наблюдать, как интериктальных-спонтанную активность (маленький серый прямоугольник, увеличенное в панели II); Затем, когда перфузии с 0 Mg 2+ 6 мМ K + ACSF начала, первым seizuповторно появляется с задержкой ~ 15 мин и сопровождается другими событиями на 2-3-минутного интервала. Панель III показывает захват в большой серый прямоугольник в панели ввода с увеличенном масштабе. Синий след иллюстрирует масштаб активности, как обозначено синей линии и стрелки. Секция IV) приведены данные, показанные на панели III) высокочастотную фильтрацию на 250 Гц, раскрывающие-блок мульти активность при увеличении (синий след). (B) представитель записи об изъятии в присутствии 0 Mg 2+ 6 ммоль K + ACSF из всех МПС электродов. Каждый квадрат представляет собой электрод 12 х 12 MEA массива и показывает окно времени 80 сек; пунктирная линия указывает на положение поверхности коры относительно MEA массива.

Watch this Scientific Journal Video about Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue at JoVE.com

Multi-electrode Array Recordings of Human Epileptic Postoperative Cortical Tissue

Мы здесь описывать, как выполнять многоэлектродной массива записей человеческого эпилептического корковой ткани. Эпилептические ткани резекция, подготовка ломтик и массив многоэлектродный записи интериктальных и иктальных событий показал подробно.

Многоэлектродной массива Записи человека эпилептические Послеоперационный корковой ткани

Epilepsy, affecting about 1% of the population, comprises a group of neurological disorders characterized by the periodic occurrence of seizures, which ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Formation of Human Prostate Epithelium Using Tissue Recombination of Rodent Urogenital Sinus Mesenchyme and Human Stem Cells

Формирование человеческого эпителия простаты с использованием тканевых Рекомбинация грызунов мочеполовой Мезенхима Синус и стволовых клеток человека

Progress in prostate cancer research is severely  limited by the availability of human-derived and hormone-na&iuml;ve model systems,  which limit our ...

Establishment of Human Epithelial Enteroids and Colonoids from Whole Tissue and Biopsy

Создание человека эпителиальных Enteroids и Colonoids из цельной ткани и биопсия

The epithelium of the gastrointestinal tract is constantly renewed as it turns over. This process is triggered by the proliferation of intestinal stem ...

Encapsulation Thermogenic Preadipocytes for Transplantation into Adipose Tissue Depots

Инкапсуляция Термогенный преадипоциты для трансплантации в жировой ткани депо

Cell encapsulation was developed to entrap viable cells within semi-permeable membranes. The engrafted encapsulated cells can exchange low molecular ...

Working with Human Tissues for Translational Cancer Research

Работа с тканями человека для трансляционных исследований рака

Medical research for human benefit is greatly impeded by the necessity for human tissues and subjects. However, upon obtaining consent for human ...

3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

3D УЗИ: быстрый и экономически морфометрия костно-мышечной ткани

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS ...

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

Оценка микрососудистой функции человека жировой ткани с помощью Videomicroscopy

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration

Модель мыши ортопедической хирургии для изучения послеоперационной когнитивной дисфункции и регенерации тканей

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and ...

Characterization of Immune Cells in Human Adipose Tissue by Using Flow Cytometry

Характеристика иммунных клеток в жировых тканях человека с помощью проточной цитометрии

Infiltration of immune cells in the subcutaneous and visceral adipose tissue (AT) deposits leads to a low-grade inflammation contributing to the ...

Nanoscopic Imaging of Human Tissue Sections via Physical and Isotropic Expansion

Наноскопическое изображение секций тканей человека с помощью физического и изотропного расширения

In modern pathology, optical microscopy plays an important role in disease diagnosis by revealing microscopic structures of clinical specimens. However, ...

A Postoperative Evaluation Guideline for Computer-Assisted Reconstruction of the Mandible

Послеоперационная оценка Руководство по компьютерной реконструкции mandible

Valid comparisons of postoperative accuracy results in computer-assisted reconstruction of the mandible are difficult due to heterogeneity in imaging ...