Name: manipulation of epileptiform electrocorticograms (ecogs) and sleep in rats and mice by acupuncture
Uploaded: 2016-12-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms ECoGs and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture at JoVE.com

This work was supported by Ministry of Science and Technology (MOST) grants MOST104-2410-H-002-053 &amp; NSC99-2320-B-002-026-MY3. This manuscript was edited and proofread by Mr. Brian Chang, who has experience revising professional documents.

כל פרוטוקולי הניסוי אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי החיים המוסדית השתמש (IACUC) של האוניברסיטה הלאומית טייוואן. 1. ניתוח Stereotaxic עבור אלקטרודות ECOG להשתיל, אלקטרודות EMG, המוח Thermistor, צינורית מדריך הזרקה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-a...

<ol>
	<li>Regesta, G., Tanganelli, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+aspects+and+biological+bases+of+drug-resistant+epilepsies.">Clinical aspects and biological bases of drug-resistant epilepsies.</a> Epilepsy Res. 34 (2-3), 109-122 (1999).</li><li>Malow, B. A., Bowes, R. J., Lin, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictors+of+sleepiness+in+epilepsy+patients.">Predictors of sleepiness in epilepsy patients.</a> Sleep. 20 (12), 1105-1110 (1997).</li><li>Stores, G., Wiggs, L., Campling, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+disorders+and+their+relationship+to+psychological+disturbances+in+children+with+epilepsy.">Sleep disorders and their relationship to psychological disturbances in children with epilepsy.</a> Child Care Health Dev. 24 (1), 5-19 (1998).</li><li>Yi, P. L., Tsai, C. H., Lin, J. G., Lee, C. C., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kindling+stimuli+delivered+at+different+times+in+the+sleep-wake+cycle.">Kindling stimuli delivered at different times in the sleep-wake cycle.</a> Sleep. 27 (2), 203-212 (2004).</li><li>Yi, P. L., Chen, Y. J., Lin, C. T., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Occurrence+of+epilepsy+at+different+zeitgeber+times+alters+sleep+homeostasis+differently+in+rats.">Occurrence of epilepsy at different zeitgeber times alters sleep homeostasis differently in rats.</a> Sleep. 35 (12), 1651-1665 (2012).</li><li>Bazil, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+and+epilepsy.">Sleep and epilepsy.</a> Semin Neurol. 22, 321-327 (2002).</li><li>Yi, P. L., Lu, C. Y., Jou, S. B., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+frequency+electroacupuncture+suppress+focal+epilepsy+and+improves+epilepsy-induced+sleep+disruptions.">Low frequency electroacupuncture suppress focal epilepsy and improves epilepsy-induced sleep disruptions.</a> J Biomed Sci. 22, 49 (2015).</li><li>Yi, P. L., Lu, C. Y., Cheng, C. H., Tsai, Y. F., Lin, C. T., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+amygdala+opioid+receptors+by+electroacupuncture+of+Feng-Chi+(GB20)+acupoints+exacerbates+focal+epilepsy.">Activation of amygdala opioid receptors by electroacupuncture of Feng-Chi (GB20) acupoints exacerbates focal epilepsy.</a> BMC Complement Altern Med. 13, 290 (2013).</li><li>Yi, P. L., Lu, C. Y., Cheng, C. H., Tsai, Y. F., Lin, C. T., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amygdala+opioid+receptors+mediate+the+electroacupuncture-induced+deteriortation+of+sleep+disruptions+in+epilepsy+rats.">Amygdala opioid receptors mediate the electroacupuncture-induced deteriortation of sleep disruptions in epilepsy rats.</a> J Biomed Sci. 20, 85 (2013).</li><li>Paxinos, G., Watson, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates (4th edition). , (1998).</li><li>Siu, F. K. W., Lo, S. C. L., Leung, M. C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electro-acupuncture+potentiates+the+disulphide-reducing+activities+of+thioredoxin+system+by+increasing+thioredoxin+expression+in+ischemia-reperfused+rat+brains.">Electro-acupuncture potentiates the disulphide-reducing activities of thioredoxin system by increasing thioredoxin expression in ischemia-reperfused rat brains.</a> Life Sci. 77 (4), 386-399 (2005).</li><li>Yi, P. L., Tsai, C. H., Lin, J. G., Liu, H. J., Chang, F. 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+electroacupuncture+at+'Anmian'+(extra)+acupoints+on+sleep+activities+in+rats:+the+implication+of+the+caudal+nucleus+tractus+solitaries.">Effects of electroacupuncture at 'Anmian' (extra) acupoints on sleep activities in rats: the implication of the caudal nucleus tractus solitaries.</a> J Biomed Sci. 11 (5), 579-590 (2004).</li><li>Jou, S. B., Kao, I. F., Yi, P. L., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+stimulation+of+left+anterior+thalamic+nucleus+with+high-frequency+and+low-intensity+currents+reduces+the+rate+of+pilocarpine-induced+epilepsy+in+rats.">Electrical stimulation of left anterior thalamic nucleus with high-frequency and low-intensity currents reduces the rate of pilocarpine-induced epilepsy in rats.</a> Seizure. 22 (3), 221-229 (2012).</li><li>Chang, F. C., Opp, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blockade+of+corticotropin-releasing+hormone+receptors+reduces+spontaneous+waking+in+the+rat.">Blockade of corticotropin-releasing hormone receptors reduces spontaneous waking in the rat.</a> Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 275 (3), 793-802 (1998).</li><li>Cheng, C. H., Yi, P. L., Lin, J. G., Chang, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endogenous+opiates+in+the+nucleus+tractus+solitaries+mediate+electroacupuncture-induced+sleep+activities+in+rats.">Endogenous opiates in the nucleus tractus solitaries mediate electroacupuncture-induced sleep activities in rats.</a> Evid Based Complement Alternat Med. 2011, 159209 (2011).</li><li>Tsui, P., Leung, 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=Comparison+of+the+effectiveness+between+manual+acupuncture+and+electro-acupuncture+on+patients+with+tennis+elbow.">Comparison of the effectiveness between manual acupuncture and electro-acupuncture on patients with tennis elbow.</a> Acupunct Electrother Res. 27 (2), 107-117 (2002).</li><li>Napadow, V., Makris, N., Liu, J., Kettner, N. W., Kwong, K. K., Hui, K. K. <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+electroacupuncture+versus+manual+acupuncture+on+the+human+brain+as+measured+by+fMRI.">Effects of electroacupuncture versus manual acupuncture on the human brain as measured by fMRI.</a> Hum Brain Mapp. 24 (3), 193-205 (2005).</li></ol>

בחירת מודל חית אפילפסיה ריאלית חיונית לכל מטרה ניסיון. אחת המטרות שלנו היא להבהיר את ההשפעות של EA על דיכוי אפילפסיה. EA היא רפואה אלטרנטיבית עשוי להפגין האפקט הטיפולי ב אפילפסיה תועד בספרות הסינית העתיקה. עם זאת, קיים מחסור של ראיות מדעיות כדי להוכיח את זה. כדי לקבוע את...

אפילפסיה היא הפרעה נוירולוגית נפוצה אשר התקפים חוזרים להתרחש בכל אורך חיים של המטופל. רוב הישנויות אפילפטי יכול להיות נשלט היטב על ידי תרופות אנטי-אפילפטיות (AEDs). עם זאת, כ -30% מכלל חולי אפילפסיה לפתח עקשן אפילפסיה 1. הגורמים לאפילפסיה לישון הפרעות, אשר יכול להחמיר הישנות נוספת. ראיות מוכיחות כי אפילפסיה עלולה לשבש את השינה בלילה או עלול לגרום 2,3 ישנוניים בשעות יום מוגזמים. המחקרים הקודמים שלנו עוד מצביעי אפילפסיה המתרחשים בשלב צייטגבר (ZT) 0, כלומר, בתחילת תקופת אור האור: המחזור כהה, פוחתת שינה; זו מתווכת על ידי שחרור הורמון קורטיקוטרופין (CRH), גורם ההומיאוסטטית. אפילפסיה בבית ZT13 (תחילת התקופה האפלה) משפרת את הביטוי של גורם נוסף ההומיאוסטטית, interleukin-1 (IL-1), אשר מגביר שינה. מקצבי היממה שינה משתנים כאשר אפילפסיה מתרחשת ZT6, באמצע4,5 תקופת האור. מצד השני, בעיות השינה להחמיר עוד יותר את ההתקדמות והישנות של אפילפסיה 6. בהתבסס על הראיות הנ&quot;ל, אנו מנסים לחשוף שיטת טיפול אופטימלית זמנית לשלוט אפילפסיה למנוע הפרעות שינה בחולי אפילפסיה. אנחנו בעבר מצאנו electroacupuncture כי (EA) עם תדר גירוי של 10 הרץ, שבו כמות מסוימת של זרם מועברת לתוך נקודת הדיקור באמצעות מחט נירוסטה, בהצלחה מדכאת electrocorticogram (ECOG) פעילויות אפילפסיה והפרעות שינה הנגרמת אפילפסיה 7 . EA עם תדר גירוי 100 הרץ נוסף מידרדר פעילויות אפילפסיה והפרעות שינה בחולדות 8,9. ניסוי מוצלח זה תלוי בשלושה גורמים: ראשית, במודל חיה אפילפטי ריאלי; ושנית, שיטת הקלטה וניתוח שינה במכרסמים; שלישית, ביצועים מדויקים של דיקור וטיפול הדיוק של נקודות הדיקור locatiלפיירפוקס. אפילפסיה כבר מסווג לשני סוגים עיקריים: מוקדי אפילפסיה אפילפסיה כללית. אנחנו מעוניינים אפילפסיה של האונה הטמפורלית מוקדי (ייתכנו), אפילפסיה כללית, סטטוס אפילפטיקוס (SE), ואת הישנות של אפילפסיה כללית ספונטנית. לכן, מניפולציות שונות מוחלות ליצור מודלי אפילפסיה מתאימים לניסוי שלנו. כדי להקים מוקדי ייתכנו, מינון נמוך של pilocarpine מנוהל לתוך הגרעין המרכזי הותיר של האמיגדלה (CEA). כדי לאמת את המודל הזה, שש אלקטרודות ECOG מושתלים על חזיתית (F1 &amp; F2), הקודקודית (P1 &amp; P2), ו העורפית (O1 &amp; O2) האונות ומשמאל ההמיספרות ימינה, ושוב שתי אלקטרודות הפניה (R1 &amp; R2) מונחות על המוח הקטן בשתי מחציות המוח. צינורית מדריך microinjection נוסף מושתל בניתוח לתוך שמאל CEA (AP, 2.8 מ&quot;מ מן גבחת; ML, 4.2 מ&quot;מ; DV, 7.8 מ&quot;מ ביחס גבחת). הקואורדינטות מותאמות מן Paxinos ו- Wעכברוש atson אטלס 10. אם מוקדי ייתכנו מושרה בהצלחה, רק ההקלטה מן האלקטרודה על קליפת הקודקודית השמאלית (P1), שנמצא ליד שמאל CEA, צריך לרכוש את ECoGs epileptiform דומיננטי, ללא ECoGs epileptiform משמעותי שנרשם בגין אלקטרודות ECOG אחרים. הזרקה (IP) זריקות של pilocarpine לעכברי לגרום להכליל אפילפסיה SE, אבל זה יכול להיות קטלני. חמש זריקות IP של pentylenetetrazol (PTZ) עם מרווח של יום אחד בין כל הזרקה בהצלחה לגרום לאפילפסיה כללית ספונטנית בעכברים וגם להבטיח את המשך קיומו של עכברים. שתי אלקטרודות חוט ECOG מושתלים לתוך הקורטקסים הקודקודית בעכברים לקבל אותות ECOG וכדי לאמת אפילפסיה חוזרים באופן ספונטני. Polysomnography (PSG) היא שיטה מקיפה להקליט שינויים פיזיולוגיים המתרחשים בזמן השינה, וזה יכול לסווג שינה באופן אובייקטיבי לשלבים שונים של תנועות עיניים בלתי מהירה (NREM) ו rתנועות עיניים apid שינה (REM). PSG רושמת פרמטרים של תפקודי הגוף, כולל גלי המוח (אלקטרואנצפלוגרם, EEG), תנועות עיניים (electrooculogram, EOG), צלילים שרירי השלד (electromyogram, EMG), קצב לב (רל, ECG), ורמות החמצן בדם ופרמטרים הנשימה. בחולדות, אנחנו מתעדים ECoGs, EMGs, טמפרטורת קליפת מוח, פעילות של תנועה לסווג מדינות ערנות למצב של ערות, שנת NREM, ולישון REM. ניתוח שינה בעכברים מתנהל באמצעות ECoGs, EMGs, ותוצאות הפעילות של תנועה. חולדות בניתוח מושתלים עם שלושה ECOG בורג אלקטרודות ליד חזיתית, הקודקודית, ואת הקורטקס של המוח הקטן הנגדי באמצעות ניתוח stereotaxic. נחישות שלאחר רכישה של מדינות הערנות (ערות, שנת NREM, ולישון REM) מתנהלת על פי הפרמטרים רכשו מן ECoGs, EMG, טמפרטורת מוח, פעילות של תנועה. קריטריונים מפורטים לסיווג התנהגות בעלי החיים בשתי חולדות ועכברים מתוארים tהוא פרוטוקול. חולדות ועכברים שניהם צריכים להיות מורדם עם מינון נמוך של zoletil (25 מ&quot;ג / ק&quot;ג), המהווה מחצית המינון של הרדמה מנוהל בדרך כלל במהלך ניתוח stereotaxic, לפני ביצוע דיקור ידנית או EA. מינון זה מאפשר חיות להתעורר 30 עד 35 דקות לאחר ההזרקה. כך או דיקור ידני או EA מתבצע בתחילת התקופה החשוכה, עם פרק זמן קבוע של 30 דקות, ולאחר כל חית מטופל ברציפות במשך שבועות עד שלושה ימים. EA זרמי גירוי מועברים לתוך נקודות דיקור בפרט באמצעות מחט מפלדת אלחלד מוכנסת לתוך נקודות הדיקור. זרם גירוי רכבת של פולסים מרובעים biphasic, שבו משך הדופק הוא 150 ms ואת עוצמת הגירוי היא 1 mA. אם מחט יבש משמש דיקור ידני, המחט מוכנסת לתוך נקודות הדיקור היא התעוות 10 פעמים כל 5 דקות. החלק הקשה של דיקור ידני או EA הוא למקם את נקודות הדיקור במכרסמים. location של נקודות דיקור ב חולדות או עכברים דומה המיקום האנטומי שלהם בבני אדם. לדוגמה, נקודות דיקור Fengchi הבילטרליים ממוקמים במרחק של כ -3 מ&quot;מ מקו החציוני האחורי על הצוואר, בין שתי האוזניים, הדומה המיקום האנטומי שלה בבני אדם 11. יתר על כן, נקודות הדיקור עם עכבה נמוכה על העור ניתן אישור נוסף. מניפולציה EA דיקור או אחיזת עיניים אחיזת עיניים הוא הכרחי עבור דיקור או ניסויים EA. דיקור דמה או EA דמה צריך להתבצע בכל נקודת דיקור אי הממוקם סמוך דיקור, כגון בסמוך לבית השחי 12. כדי בהצלחה לחקור את ההשפעות של דיקור או EA על אפילפסיה והפרעות שינה בעזרת אפילפסיה, מהגורמים הבאים חייבים להיות במקום: במודל חית אפילפטי ריאלי, הניתוח המדויק של ECoGs epileptiform ואת ההישנות של אפילפסיה, שיטה לסווג מדינות ערנות , ואת הביצועים של דיקור או EA המדויקים במכרסמים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="751">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:227px;">Drugs</td>
			<td style="width:277px;"></td>
			<td style="width:111px;"></td>
			<td style="width:136px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Zoletil</td>
			<td>Virbac</td>
			<td></td>
			<td>50 mg/kg i.p.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">pilocarpine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P6503</td>
			<td>300 mg/kg i.p.; 1.2 mg microinjection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PTZ</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P6500</td>
			<td>0.035 mg/mouse</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">polysporin</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surgery</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ECoG electrode</td>
			<td>Plastics One</td>
			<td>E363/20</td>
			<td>screw electrode for rats</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pedestal</td>
			<td>Plastics One</td>
			<td>MS363</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cannula</td>
			<td>Plastics One</td>
			<td>C315G/spc</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Thermistor</td>
			<td>Omega Engineering</td>
			<td align="right">44008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dental acrylic</td>
			<td>Tempron</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stereotaxic Instrument</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td></td>
			<td>Dural arms</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Recording equipments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ECoG amplifier</td>
			<td>Colbourn Instruments</td>
			<td>V75-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">A/D Board</td>
			<td>National Instruments</td>
			<td>NI PCI-6033E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Infrared-based motion detectors</td>
			<td>Biobserve GmbH</td>
			<td>custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ICELUS</td>
			<td>G-System</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">AxoScope 10 Software</td>
			<td>Molecular Devices</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acupuncture needs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stainless needles</td>
			<td>Shanghai Yanglong Medical Articles Co.</td>
			<td>32 gauge x 1&#8221;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Functions Electrical Stimulator</td>
			<td>I.T.O., Japan</td>
			<td>Trio 300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">AcuPen</td>
			<td>Lhasa OMS</td>
			<td>Pointer Excel II</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

manipulation of epileptiform electrocorticograms (ecogs) and sleep in rats and mice by acupuncture

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little research to reveal the possible mechanisms behind these effects. To investigate the effect of acupuncture on epilepsy and sleep, several issues need to be addressed. The first is to identify the acupoints, which correspond between humans, rats, and mice. Furthermore, the depth of insertion of the acupuncture needle, the degree of needle twist in manual needle acupuncture, and the stimulation parameters for electroacupuncture (EA) need to be determined. To evaluate the effects of acupuncture on epilepsy and sleep, a feasible model of epilepsy in rodents is required. We administer pilocarpine into the left central nucleus of the amygdala (CeA) to simulate focal temporal lobe epilepsy (TLE) in rats. Intraperitoneal (IP) injection of pilocarpine induces generalized epilepsy and status epilepticus (SE) in rats. Five IP injections of pentylenetetrazol (PTZ) with a one-day interval between each injection successfully induces spontaneous generalized epilepsy in mice. Recordings of electrocorticograms (ECoGs), electromyograms (EMGs), brain temperature, and locomotor activity are used for sleep analysis in rats, while ECoGs, EMGs, and locomotor activity are employed for sleep analysis in mice. ECoG electrodes are implanted into the frontal, parietal, and contralateral occipital cortices, and a thermistor is implanted above the cerebral cortex by stereotactic surgery. EMG electrodes are implanted into the neck muscles, and an infrared detector determines locomotor activity. The criteria for categorizing vigilance stages, including wakefulness, rapid eye movement (REM) sleep, and non-REM (NREM) sleep are based on information from ECoGs, EMGs, brain temperature, and locomotor activity. Detailed classification criteria are stated in the text.

ישנם דגמי חולדה ועכבר שונים כדי לספק את הצרכים של סוגי אפילפסיה שונים. כדי לגרום מוקדי ייתכנו, 0.5 μL של pilocarpine (2.4 מ&quot;ג / μL) מנוהל לתוך שמאל CEA. ECoGs epileptiform השולט נרכשים מן האלקטרודה ECOG על האונה הקודקודית של האונה השמאלית (איור 1 א: ב), ופעילויות אפ...

Watch this Scientific Journal Video about Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms ECoGs and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture at JoVE.com

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms ECoGs and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

This paper demonstrates the performance of acupuncture, epilepsy models, and the analysis of sleep in rodents. The acupuncture procedure and the identification of acupoints are described. Pilocarpine or pentylenetetrazol (PTZ) is used to induce epilepsy. Electrocorticogram (ECoG), electromyogram (EMG), brain temperature, and locomotor activity recordings are employed for sleep analysis.

מניפולציה של Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) ולישון חולדות ועכברים ידי דיקור

Ancient Chinese literature has documented that acupuncture possesses efficient therapeutic effects on epilepsy and insomnia. There is, however, little ...

The overall goal of this procedure is to assess epilepsy, sleep and the effects of acupuncture in an animal model. This method can help answer key questions in neuroscience field about how to establish epilepsy, analyze sleep and perform acupuncture in a small animal model. The main advantages of this technique are that the lateral cortical and the lateral myogram electrodes in that semester can be implanted quickly and easily by stereotaxic surgery.Demonstrating this procedure will be Yi-Jou Wu, a graduate student from my laboratories. After confirming the proper depth of sedation by a lack of response to a toe pinch, apply eye ointment to a six-to eight-week-old 250 to 350 gram Spregg Dolly rat from the first group. Use clippers to remove the hair from the top of the skull.Disinfect the skin with sequential applications of povidone iodine solution and 75 percent ethanol, followed by antibiotic injection to prevent infection. Next, mount the animal onto a stereotaxis machine and then place an ear bar into the ear canal. Using a scalpel, make an approximately two centimeter midline caudal incision along the skull between the ears.Then use hemostats to clip the skin flaps, exposing the skull, and use a scalpel to remove the tissue. When the skull is clean, use a rotary tool to drill eight approximately 0.7 millimeter diameter holes into the frontal, parietal, and occipital lobes and the cerebellum in both the left and right hemispheres of the exposed bone. Then screw eight electrocorticogram electrodes into the holes for focal epilepsy detection.In a separate group of rats, drill three holes and place two screw electroencephalogram electrodes over the right frontal and parietal lobes of the cortices with the same coordinates as in the first group. Next, place a third electroencephalogram electrode over the left cerebellum to ground the animal and reduce the signal artifacts. Separate the neck skin and muscle and insert two electromyogram electrodes into the neck muscle.Drill another hole on the skull and place a microinjection guide canula into the left central nucleus of the amygdala. Then, drill a 1.6 millimeter hole in the skull and insert a calibrated 30 kilovolt thermoster on the surface of the parietal cortex to monitor the cortical temperature. Route the insulated electrocortico and electromyogram electrode leads to a pedestal.Using dental acrylic to cement the pedestal, guide the canula to the skull and then connect the thermoster to the tether. Then, treat the incision topically with polysporin to prevent infection and give the animals water supplemented with ibuprofin and penicillin G for one week after surgery. To induce focal temporal lobe epilepsy, use a microinjection pump to administer 0.5 microliters of pilocarpine into the left central nucleus of the amygdala through the injection guide canula at 0.2 microliters per minute.To induce generalized epilepsy with recurrent status epilepticus, inject 300 milligrams per kilogram of pilocarpine IP.For acupuncture, first manually locate the acupoints. For example, the feng chi acupoints are located three millimeters away from the posterior median line between the ears on the neck. After confirming a low skin impedance at the acupoints of interest, insert stainless steel needles into the acupoints at a two millimeter depth.Then, using a functional electrical stimulator, deliver a 10 hertz train of 150 millisecond byphasic pulses with a one milliamp intensity to the acupoints through the needle. Here, a predominant epileptiform electrocorticogram acquired from the electrocorticogram electrode on the parietal lobe of the left hemisphere is shown. After pilocarpine administration, rare epileptic activities are picked up from the rest of the electrocorticogram electrodes, indicating a successful focal temporal lobe epilepsy induction.Within five minutes, severe cholinergic effects on behavior occur, gradually increasing in severity until an electrocorticogram generalized seizure occurs followed by a status epilepticus event. No epileptiform electrocorticograms are observed during the dark period after the first pentilene tetrasol injection, or during the second dark period on an off-day for injection until the fifth pentilene tetrasol injection, along with spontaneously and recurrently generalized epilepsy. Wakefulness exhibits a high amplitude electromyogram and an abundance of locomotor activity, with a gradual increase in the cortical temperature as the vigilant state transits from either non-REM or REM sleep to wakefulness.Non-REM sleep is characterized by synchronized electrocorticograms with a high amplitude and low frequency, with a gradual electromyogram amplitude decline and no locomotor activity, as well as a decrease in the cortical temperature as the vigilant state transits from wakefulness into NREM sleep. During REM sleep, the electrocorticogram wave is desynchronized with a reduced amplitude. The predominant electroencaphalogram power density occurs within the theta frequency.The electromyogram activity is the lowest, phasic body twitch is observed, and the cortical temperature rapidly increases. Administration of 100 hertz of electroacupuncture into the bilateral feng chi acupoints exacerbates the pilocarpine induced epileptiform electrocorticograms, while 10 hertz of electroacupuncture suppresses the epileptiform electrocorticograms. Further, pilocarpine administration into the left central nucleus of the amygdala also suppresses non-REM sleep during the light period of the 12-hour light/dark cycle.100 hertz of electroacupuncture further deteriorates the pilocarpine induced suppression of non-REM sleep. In contrast, a 10 hertz electroacupuncture into the bilateral feng chi acupoints increases non-REM sleep per se during the dark period, and blocks the pilocarpine-induced reduction of non-REM sleep during the light period. Once mastered, this technique can be completed in one and a half hours if it is performed properly.Before attempting this procedure, it is important to practice the skill of stereotaxic surgery until proficiency. After its development, this technique paves the way for the researchers in the field of neuroscience to explore the effects of acupuncture in epilepsy and sleep disturbance. After watching this video, you should have a good understanding of how to surgically implant electroencephalo and electromyogram electrodes, a guide canula, and a semester to assess sleep patterns and other effects of acupuncture on brain activity.

Research

JoVE Journal

Behavior

Manipulation of Epileptiform Electrocorticograms (ECoGs) and Sleep in Rats and Mice by Acupuncture

The Successive Alleys Test of Anxiety in Mice and Rats

מבחן הסמטאות הרצוף של חרדה בעכברים וחולדות

The plus-maze was derived from the early work of Montgomery. He observed that rats tended to avoid the open arms of a maze, preferring the enclosed ones.  ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

מועצת החור השתנה - מדידת התנהגות, קוגניציה ואינטראקציה חברתית בעכברים וחולדות

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

Visualizing Motion Patterns in Acupuncture Manipulation

להמחשה של דפוסי תנועה מניפולציה אקופונקטורה

Acupuncture manipulation varies widely among practitioners in clinical settings, and it is difficult to teach novice students how to perform acupuncture ...

The Rodent Psychomotor Vigilance Test (rPVT): A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

The Rodent Psychomotor Vigilance Test rPVT: A Method for Assessing Neurobehavioral Performance in Rats and Mice

מבחן הערנות Psychomotor המכרסם (rPVT): שיטה להערכת ביצועי נוירו-התנהגותיות אצל חולדות ועכברים

The human Psychomotor Vigilance Test (PVT) is a widely used procedure for measuring changes in fatigue and sustained attention. The present article ...

Noninvasive, High-throughput Determination of Sleep Duration in Rodents

נחישותם לא פולשנית, תפוקה גבוהה של משך השינה בחולדות

Traditionally, sleep is monitored by an electroencephalogram (EEG). EEG studies in rodents require surgical implantation of the electrodes followed by a ...

A High-performance Liquid Chromatography Measurement of Kynurenine and Kynurenic Acid: Relating Biochemistry to Cognition and Sleep in Rats

יחידת מידה כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים Kynurenine וחומצה Kynurenic: ביוכימיה הנוגעים קוגניציה ולישון אצל חולדות

The kynurenine pathway (KP) of tryptophan degradation has been implicated in psychiatric disorders. Specifically, the astrocyte-derived metabolite ...

Chronic Sleep Deprivation in Mouse Pups by Means of Gentle Handling

מניעת שינה כרונית עכבר כלבלבים באמצעות עדין לטיפול

Sleep is critical for proper development and neural plasticity. Moreover, abnormal sleep patterns are characteristic of many neurodevelopmental disorders. ...

Simultaneous Recordings of Cortical Local Field Potentials and Electrocorticograms in Response to Nociceptive Laser Stimuli from Freely Moving Rats

הקלטות סימולטני של פוטנציאל שדה מקומי קורטיקליים ו- Electrocorticograms בתגובה לגירויים לייזר Nociceptive לנוע בחופשיות חולדות

Electrocortical responses, elicited by laser heat pulses that selectively activate nociceptive free nerve endings, are widely used in many animal and ...

Automated Measurements of Sleep and Locomotor Activity in Mexican Cavefish

מדידות אוטומטיות שינה ופעילות גינקולוגיות Cavefish מקסיקני

Across phyla, sleep is characterized by highly conserved behavioral characteristics that include elevated arousal threshold, rebound following sleep ...

Collecting Sleep, Circadian, Fatigue, and Performance Data in Complex Operational Environments

איסוף שינה, מעגליות, עייפות ונתוני ביצועים בסביבות תפעוליות מורכבות

Sleep loss and circadian misalignment contribute to a meaningful proportion of operational accidents and incidents. Countermeasures and work scheduling ...