Name: transcranial electrical brain stimulation in alert rodents
Uploaded: 2017-11-02T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents at JoVE.com

Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG RE 2740/3-1) unterstützt. Wir danken Frank Huethe und Thomas Günther für die Eigenproduktion von maßgeschneiderten tES auf- und DC-Stimulator.

für die Forschung mit Tieren, die relevanten Genehmigungen (länderspezifisch) müssen vor Beginn der Experimente eingeholt werden. Alle Tierversuche hier berichtet erfolgt gemäß der EU Richtlinie 2010/63/EU, die aktualisierte deutsche Tierschutzgesetz (&#34; Tierschutzgesetz &#34;) vom Juli 2013, und die aktualisierte deutsche Tierforschung Vorschriften des August 2013. Tierische Protokolle von den örtlichen Behörden genehmigt worden &#34; Kommission für Tier-Experimente der Freiburger Rat &#34; und &#34; Kommiss...

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	<li>Bikson, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety+of+Transcranial+Direct+Current+Stimulation:+Evidence+Based+Update+2016.">Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016.</a> Brain Stimul. 9 (5), 641-661 (2016).</li><li>Bindman, L. J., Lippold, O. C., Redfearn, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+action+of+brief+polarizing+currents+on+the+cerebral+cortex+of+the+rat+(1)+during+current+flow+and+(2)+in+the+production+of+long-lasting+after-effects.">The action of brief polarizing currents on the cerebral cortex of the rat (1) during current flow and (2) in the production of long-lasting after-effects.</a> J Physiol. 172, 369-382 (1964).</li><li>Gartside, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+sustained+increases+of+firing+rate+of+neurones+in+the+rat+cerebral+cortex+after+polarization:+role+of+protein+synthesis.">Mechanisms of sustained increases of firing rate of neurones in the rat cerebral cortex after polarization: role of protein synthesis.</a> Nature. 220 (5165), 382-383 (1968).</li><li>Purpura, D. P., McMurtry, 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=Intracellular+activities+and+potential+changes+during+polarization+of+motor+cortex.">Intracellular activities and potential changes during polarization of motor cortex.</a> Neurophysiol. 28 (1), 166-185 (1965).</li><li>Nitsche, M., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+changes+induced+in+the+human+motor+cortex+by+weak+transcranial+direct+current+stimulation.">Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation.</a> J Physiol. 527 (Pt 3), 633-639 (2000).</li><li>Nitsche, M. A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained+excitability+elevations+induced+by+transcranial+DC+motor+cortex+stimulation+in+humans.">Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans.</a> Neurology. 57 (10), 1899-1901 (2001).</li><li>Cambiaghi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+transcranial+direct+current+stimulation+modulates+motor+excitability+in+mice.">Brain transcranial direct current stimulation modulates motor excitability in mice.</a> Eur J Neuro. 31 (4), 704-709 (2010).</li><li>Fritsch, B., 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=Direct+current+stimulation+promotes+BDNF-dependent+synaptic+plasticity:+potential+implications+for+motor+learning.">Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning.</a> Neuron. 66 (2), 198-204 (2010).</li><li>Ranieri, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+LTP+at+rat+hippocampal+CA3-CA1+synapses+by+direct+current+stimulation.">Modulation of LTP at rat hippocampal CA3-CA1 synapses by direct current stimulation.</a> J Neurophysiol. 107 (7), 1868-1880 (2012).</li><li>Kronberg, G., Bridi, M., Abel, T., Bikson, M., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Current+Stimulation+Modulates+LTP+and+LTD:+Activity+Dependence+and+Dendritic+Effects.">Direct Current Stimulation Modulates LTP and LTD: Activity Dependence and Dendritic Effects.</a> Brain Stimul. 10 (November), 51-58 (2016).</li><li>Sun, 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=Direct+current+stimulation+induces+mGluR5-dependent+neocortical+plasticity.">Direct current stimulation induces mGluR5-dependent neocortical plasticity.</a> Ann Neurol. 80 (2), 233-246 (2016).</li><li>Podda, M. V., 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=Anodal+transcranial+direct+current+stimulation+boosts+synaptic+plasticity+and+memory+in+mice+via+epigenetic+regulation+of+Bdnf+expression.">Anodal transcranial direct current stimulation boosts synaptic plasticity and memory in mice via epigenetic regulation of Bdnf expression.</a> Sci Rep. 6, 22180 (2016).</li><li>Reis, J., Fritsch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+motor+performance+and+motor+learning+by+transcranial+direct+current+stimulation.">Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation.</a> Curr opin Neurology. 24 (6), 590-596 (2011).</li><li>Buch, E. 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=Effects+of+tDCS+on+motor+learning+and+memory+formation+a+consensus+and+critical+position+paper.">Effects of tDCS on motor learning and memory formation a consensus and critical position paper.</a> Clin Neurophysiol. 128 (4), 589-603 (2017).</li><li>Reis, J., Fischer, J. T., Prichard, G., Weiller, C., Cohen, L. G., Fritsch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-+but+not+sleep-dependent+consolidation+of+tDCS-enhanced+visuomotor+skills.">Time- but not sleep-dependent consolidation of tDCS-enhanced visuomotor skills.</a> Cerebral cortex. 25 (1), 109-117 (2015).</li><li>Monai, H., 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=Calcium+imaging+reveals+glial+involvement+in+transcranial+direct+current+stimulation-induced+plasticity+in+mouse+brain.">Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain.</a> Nature Comm. 7, 11100 (2016).</li><li>Gellner, A. -. K., Reis, J., Fritsch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glia:+A+Neglected+Player+in+Non-invasive+Direct+Current+Brain+Stimulation.">Glia: A Neglected Player in Non-invasive Direct Current Brain Stimulation.</a> Front Cell Neurosci. 10, 188 (2016).</li><li>Takano, Y., Yokawa, T., Masuda, A., Niimi, J., Tanaka, S., Hironaka, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rat+model+for+measuring+the+effectiveness+of+transcranial+direct+current+stimulation+using+fMRI.">A rat model for measuring the effectiveness of transcranial direct current stimulation using fMRI.</a> Neurosci Lett. 491 (1), 40-43 (2011).</li><li>Islam, N., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anodal+polarization+induces+protein+kinase+C+gamma+(PKC+gamma)-like+immunoreactivity+in+the+rat+cerebral+cortex.">Anodal polarization induces protein kinase C gamma (PKC gamma)-like immunoreactivity in the rat cerebral cortex.</a> Neurosci Res. 21, 169-172 (1994).</li><li>Islam, N., Aftabuddin, M., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increase+in+the+calcium+level+following+anodal+polarization+in+the+rat+brain.">Increase in the calcium level following anodal polarization in the rat brain.</a> Brain Res. 684 (2), 206-208 (1995).</li><li>Rohan, J. G., Carhuatanta, K. A., McInturf, S. M., Miklasevich, M. K., Jankord, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+Hippocampal+Plasticity+with+In+Vivo+Brain+Stimulation.">Modulating Hippocampal Plasticity with In Vivo Brain Stimulation.</a> J Neurosci. 35 (37), 12824-12832 (2015).</li><li>Wachter, D., 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=Transcranial+direct+current+stimulation+induces+polarity-specific+changes+of+cortical+blood+perfusion+in+the+rat.">Transcranial direct current stimulation induces polarity-specific changes of cortical blood perfusion in the rat.</a> Exp Neurol. 227 (2), 322-327 (2011).</li><li>Koo, H., 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=After-effects+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+on+the+excitability+of+the+motor+cortex+in+rats.">After-effects of anodal transcranial direct current stimulation on the excitability of the motor cortex in rats.</a> Rest Neurol Neurosci. 34 (5), 859-868 (2016).</li><li>Liebetanz, D., 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=After-effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+on+cortical+spreading+depression.">After-effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on cortical spreading depression.</a> Neurosci Lett. 398 (1-2), 85-90 (2006).</li><li>Fregni, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+coupled+with+repetitive+electrical+stimulation+on+cortical+spreading+depression.">Effects of transcranial direct current stimulation coupled with repetitive electrical stimulation on cortical spreading depression.</a> Exp Neurol. 204 (1), 462-466 (2007).</li><li>Cambiaghi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flash+visual+evoked+potentials+in+mice+can+be+modulated+by+transcranial+direct+current+stimulation.">Flash visual evoked potentials in mice can be modulated by transcranial direct current stimulation.</a> Neurosci. 185, 161-165 (2011).</li><li>Dockery, C. A., Liebetanz, D., Birbaumer, N., Malinowska, M., Wesierska, 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=Cumulative+benefits+of+frontal+transcranial+direct+current+stimulation+on+visuospatial+working+memory+training+and+skill+learning+in+rats.">Cumulative benefits of frontal transcranial direct current stimulation on visuospatial working memory training and skill learning in rats.</a> Neurobiol Learn Mem. 96 (3), 452-460 (2011).</li><li>Faraji, J., Gomez-Palacio-Schjetnan, A., Luczak, A., Metz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+the+silence:+Bilateral+somatosensory+stimulation+enhances+skilled+movement+quality+and+neural+density+in+intact+behaving+rats.">Beyond the silence: Bilateral somatosensory stimulation enhances skilled movement quality and neural density in intact behaving rats.</a> Behav Brain Res. 253, 78-89 (2013).</li><li>Pikhovych, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+Direct+Current+Stimulation+Modulates+Neurogenesis+and+Microglia+Activation+in+the+Mouse+Brain.">Transcranial Direct Current Stimulation Modulates Neurogenesis and Microglia Activation in the Mouse Brain.</a> Stem Cells In. , 1-10 (2016).</li><li>Rueger, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-session+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+elicits+inflammatory+and+regenerative+processes+in+the+rat+brain.">Multi-session transcranial direct current stimulation (tDCS) elicits inflammatory and regenerative processes in the rat brain.</a> PloS one. 7 (8), e43776 (2012).</li><li>Liebetanz, D., Koch, R., Mayenfels, S., K&#246;nig, F., Paulus, W., Nitsche, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety+limits+of+cathodal+transcranial+direct+current+stimulation+in+rats.">Safety limits of cathodal transcranial direct current stimulation in rats.</a> Clinical Neurophysiol. 120 (6), 1161-1167 (2009).</li><li>Yoon, K. J., Oh, B. -. M., Kim, D. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+improvement+and+neuroplastic+effects+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+delivered+1+day+vs.+1+week+after+cerebral+ischemia+in+rats.">Functional improvement and neuroplastic effects of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) delivered 1 day vs. 1 week after cerebral ischemia in rats.</a> Brain Res. 1452, 61-72 (2012).</li><li>Spezia Adachi, L. 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=Exogenously+induced+brain+activation+regulates+neuronal+activity+by+top-down+modulation:+conceptualized+model+for+electrical+brain+stimulation.">Exogenously induced brain activation regulates neuronal activity by top-down modulation: conceptualized model for electrical brain stimulation.</a> Exp Brain Res. 233 (5), 1377-1389 (2015).</li><li>Jackson, M. P., 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=Safety+parameter+considerations+of+anodal+transcranial+Direct+Current+Stimulation+in+rats.">Safety parameter considerations of anodal transcranial Direct Current Stimulation in rats.</a> Brain, behavior, and immunity. , (2017).</li><li>Ordek, G., Groth, J. D., Sahin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+ketamine/xylazine+anesthesia+on+the+cerebral+and+cerebellar+cortical+activities+in+the+rat.">Differential effects of ketamine/xylazine anesthesia on the cerebral and cerebellar cortical activities in the rat.</a> J Neurophysiol. 109 (5), 1435-1443 (2013).</li><li>Sykes, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+Motor+Evoked+Potentials+Induced+in+Rats+by+Transcranial+Magnetic+Stimulation+under+Two+Separate+Anesthetics:+Implications+for+Plasticity+Studies.">Differences in Motor Evoked Potentials Induced in Rats by Transcranial Magnetic Stimulation under Two Separate Anesthetics: Implications for Plasticity Studies.</a> Front Neural Circ. 10, 80 (2016).</li><li>Zhang, D. X., Levy, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ketamine+blocks+the+induction+of+LTP+at+the+lateral+entorhinal+cortex-dentate+gyrus+synapses.">Ketamine blocks the induction of LTP at the lateral entorhinal cortex-dentate gyrus synapses.</a> Brain Res. 593 (1), 124-127 (1992).</li></ol>

Dieses Protokoll beschreibt typische Materialien und Verfahrensschritte für chirurgische Realisierung einer ständigen tES Aufstellung sowie für die anschließende Stimulation in alert Nagetiere. Während der Vorbereitung ein Nagetier, tES experimentieren, mehrere methodische Aspekte (Sicherheit und Verträglichkeit des tES, Ergebnis-Parameter) sowie konzeptionelle Aspekte (Vergleichbarkeit mit der conditio humana, erwartete Effekte der Stimulation auf ein bestimmtes Gehirn Region) müssen berücksichtigt werden. Aus m...

Die transkranielle Verwaltung der elektrischen Ströme im Gehirn (tES) hat seit Jahrzehnten, Gehirnfunktion zu studieren und um Verhalten zu ändern verwendet worden. Seit kurzem auch die Anwendung direkter Strömungen oder seltener Wechselströme (TAC und tRNS), nicht-invasiv durch den intakten Schädel durch den Einsatz von zwei oder mehr Elektroden (Anode(s) und cathode(s)) wissenschaftliche und klinische Interesse gewonnen hat. Insbesondere tDCS wurde in mehr als 33.200 Sitzungen bei gesunden Probanden und Patienten mit neuropsychiatrischen Erkrankungen eingesetzt und entstanden als eine sichere und einfache, kostengünstige am Krankenbett Anwendung mit möglichen therapeutischen Möglichkeiten sowie langlebige Auswirkungen auf das Verhalten1. Dies ergab deutlich erhöhten Bedarf und wissenschaftliche Interesse an mechanistische Studien, einschließlich Sicherheitsaspekte. Dieser Artikel konzentriert sich auf die am häufigsten verwendete Form der Stimulation, tDCS.
Arten moduliert tDCS kortikale Erregbarkeit und synaptische Plastizität. Erregbarkeit Veränderungen wurden als Polarität-abhängige Veränderung der spontanen neuronalen Feuerrate in Ratten und Katzen2,3,4, oder Änderungen im motor evozierte potential (MEP) Amplituden in Menschen und Mäusen (gemeldet beide nach anodal und verminderte nach cathodal tDCS erhöht: menschliche5,6; Maus (7). Anodal DCS erhöhte synaptische Wirksamkeit des Motors kortikalen oder hippocampal Synapsen in Vitro für mehrere Stunden nach Stimulation oder lange Begriff Potenzierung (LTP), wenn Co angewendet mit einem bestimmten schwach synaptischen Eingang oder wenn Sie zuvor eine Plastizität auslösende Stimulation8,9,10,11,12. Gemäß, die Vorteile der Stimulation auf motorische oder kognitive Trainingserfolg zeigen oft nur wenn tDCS Co angewandte mit8,13,14,15Ausbildung ist. Während diese bisherigen Erkenntnissen vor allem auf Funktionen von Neuronen zurückzuführen sind, sollte angemerkt werden, dass nicht-neuronalen Zellen (Glia) auch zu funktionellen Auswirkungen von tDCS beitragen können. Beispielsweise erhöht astrocytic intrazellulären Kalziumspiegel während anodal tDCS alert Mäuse16. In ähnlicher Weise induzierte anodal tDCS bei Stromdichten unterhalb des Grenzwerts für Neurodegeneration eine Dosis abhängige Aktivierung der Mikroglia17. Jedoch Bedarf die Modulation der Neuron-Glia-Interaktion durch tDCS weiterer Untersuchung.
Genommen zusammen, tierischen Forschung erweiterte eindeutig unser Verständnis für die modulierende Wirkung von tDCS auf Erregbarkeit und Plastizität. Allerdings gibt es eine "inverse translationale Lücke" Observable in den exponentiellen Anstieg des menschlichen tDCS Studien im Gegensatz zu den langsamen und geringfügige Zunahme der zugrunde liegenden Mechanismen des tES in in-vitro- und in-vivo Untersuchungen Tiermodelle. Darüber hinaus Nagetier tES Modelle sind mit hohen Variabilität in Forschungslabors (reichend von transdermalen Epicranial Stimulation) durchgeführt und gemeldeten Stimulation sind häufig nicht vollständig transparent, erschweren die Vergleichbarkeit und Replizierbarkeit der Grundlagenforschung sowie Interpretation der Ergebnisse.
Hier beschreiben wir ausführlich die chirurgische Umsetzung einer transkraniellen Gehirn Stimulation Aufstellung Primärbewegungsrinde, die Übersetzung der menschlichen tDCS-Bedingung bei gleichzeitiger Minimierung der Variabilität ermöglicht und erlaubt wiederholte Stimulation ohne targeting Verhalten zu behindern. Ein Schritt für Schritt Protokoll für nachfolgende tES in alert Ratten steht zur Verfügung. Methodische und konzeptionelle Aspekte der sicheren Anwendung der tES in alert Nagetiere werden diskutiert.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Softasept N</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG, 
			Melsungen, Deutschland</td>
			<td>3887138</td>
			<td>antiseptic agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 70 %</td>
			<td>Carl Roth GmbH &#38; Co. KG, Karlsruhe, Deutschland</td>
			<td>T913.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>arched tip forceps</td>
			<td>FST Fine science tools, Heidelberg, Deutschland</td>
			<td>11071-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris Forceps, 10cm, Straight, Serrated</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>15914</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Handle #3, 13cm</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>500236</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Scalpel Blade #10</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>500239</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zelletten cellulose swabs</td>
			<td>Lohmann und Rauscher, Neuwied, Deutschland</td>
			<td>13349</td>
			<td>5 x 4 cm&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>AbbVie Deutschland GmbH &#38; Co</td>
			<td>N01AB06</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris Scissors, 11.5cm, Straight</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>501758</td>
			<td>small scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton swab/cotton buds</td>
			<td>Carl Roth GmbH &#38; Co. KG, Karlsruhe, Deutschland</td>
			<td>EH12.1</td>
			<td>Rotilabo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kelly Hemostatic Forceps, 14cm, Straight</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td>
			<td>501241</td>
			<td>surgical clamp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>electrode plate (platinum)</td>
			<td>custom made</td>
			<td>Wissenschaftliche Werkstatt Neurozentrum Uniklinik Freiburg, Deutschland</td>
			<td>10x6 mm, 0.15 mm thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>insulated copper strands (~1 mm diameter)</td>
			<td>Reichelt elektronik GmbH &#38; Co. KG, Sande, Germany</td>
			<td>LITZE BL</td>
			<td>electrode cable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weller EC 2002 M soldering station</td>
			<td>Weller Tools GmbH, Besigheim, Germany</td>
			<td>EC2002M1D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iso-Core EL 0,5 mm</td>
			<td>FELDER GMBH L&#246;ttechnik, Oberhausen, Deutschland</td>
			<td>20970510</td>
			<td>lead free solder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MERSILENE Polyester Fiber Suture</td>
			<td>Johnson &#38; Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany</td>
			<td>R871H</td>
			<td>nonabsorbable braided suture, 4-0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histoacryl</td>
			<td>B. Braun Melsungen AG, 
			Melsungen, Deutschland</td>
			<td>9381104</td>
			<td>cyanoacrylate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamin 10%</td>
			<td>Medistar GmbH, Germany</td>
			<td>n/a</td>
			<td>anesthetics</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rompun 2% (Xylazine)</td>
			<td>Bayer GmbH, Germany</td>
			<td>n/a</td>
			<td>anesthetics</td>
		</tr>
	</tbody>
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transcranial electrical brain stimulation in alert rodents

Transkranielle elektrische Hirnstimulation kann kortikale Erregbarkeit und Plastizität bei Menschen und Nagern modulieren. Die häufigste Form der Stimulation beim Menschen ist die transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS). Weniger häufig wird Transcranial Wechselstrom Anregung (TAC) oder Transcranial Zufallsrauschen Anregung (tRNS), eine spezifische Form der TAC mit elektrischem Strom zufällig in einem vorgegebenen Frequenzbereich eingesetzt. Die Zunahme der nicht-invasive elektrische Stimulation Hirnforschung beim Menschen, sowohl für experimentelle und klinische Zwecke, hat einen erhöhten Bedarf an grundlegenden, mechanistischen, Sicherheitsstudien an Tieren erbracht. Dieser Artikel beschreibt ein Modell für die transkranielle elektrische Hirnstimulation (tES) durch den intakten Schädel Ausrichtung auf das motorische System in alert Nagetiere. Das Protokoll enthält detaillierte Anweisungen für die chirurgische Einrichtung eines ständigen Epicranial Elektrode Sockets in Kombination mit einem implantierten Gegenelektrode auf der Brust. Durch die Platzierung einer Stimulationselektrode in die Epicranial-Buchse, können verschiedene elektrische Stimulation Typen, vergleichbar mit tDCS, TAC und tRNS beim Menschen geliefert werden. Darüber hinaus werden die praktischen Schritte für tES in alert Nagetiere eingeführt. Die angewandte Stromdichte, Stimulation Dauer und Art der Stimulation können abhängig von den experimentellen Anforderungen gewählt werden. Die Vorbehalte, vor- und Nachteile dieses Aufbaus werden, sowie Sicherheit und Verträglichkeit Aspekte besprochen.

Die beschriebene Umsetzung einer Aufstellung für zuverlässige wiederholte tES in alert Nagetiere kann mechanistische Experimente, Dosis-Wirkungs-Studien oder Experimente, einschließlich Verhaltens Aufgaben leicht integriert werden. Bis heute ist die Vergleichbarkeit der Daten aus tierexperimentellen Studien mit (nicht-invasive) tES behindert durch die Variabilität der tES Stimulation Aufbauten zwischen Labors und durch Unterschiede in der Stimulationsparameter (z. B. verschie...

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Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Transkranielle elektrische Hirnstimulation in Alert Nagetiere

Dieses Protokoll beschreibt eine chirurgische Einrichtung für eine permanente Epicranial Elektrode Steckdose und einer implantierten Brust-Elektrode bei Nagetieren. Durch die Platzierung einer zweiten Elektrode in die Steckdose, können verschiedene Arten von transkranielle elektrische Hirnstimulation auf das motorische System alert Tiere durch den intakten Schädel geliefert werden.

Transcranial electrical brain stimulation can modulate cortical excitability and plasticity in humans and rodents. The most common form of stimulation in ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

Die Kombination TMS und fMRT dem Standard-Modus Netzwerk Untersuchen

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

Forschung

Neurowissenschaften

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

TMS: Mit dem Theta-Burst-Protokoll zu Mechasnism der Plastizität in Individuen sich mit Fragile X-Syndrom und Autismus

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Electrode Positionierung und Montage in Transkranielle Direct Current Stimulation

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a technique that has been intensively investigated in the past decade as this method offers a ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

Deep Brain Stimulation mit gleichzeitiger fMRT in Nagetiere

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

Acrylic Resin Molding Based Head Fixation Technique in Rodents

Acrylharz-Form Based Leiter Fixationstechnik in Nagetiere

Head fixation is a technique of immobilizing animal's head by attaching a head-post on the skull for rigid clamping. Traditional head fixation requires ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Effekte der transkraniellen Wechselstrom Stimulation auf Primärbewegungsrinde durch Online-kombinierter Ansatz mit Transcranial magnetische Anregung

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Chronische Transkraniellen Elektrostimulation und Intracortical Aufnahme bei Ratten

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Kombinierte Transcranial magnetische Anregung und Elektroenzephalographie des dorsolateralen präfrontalen Kortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) bei Mäusen

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for ...

Stimulation Location Determination using a 3D Digitizer with High-Definition Transcranial Direct Current Stimulation

Stimulationspositionsbestimmung mit einem 3D-Digitizer mit high-Definition Transkranialer Gleichstromstimulation

The abundance of neuroimaging data and rapid development of machine learning has made it possible to investigate brain activation patterns. However, ...