Name: chronic transcranial electrical stimulation and intracortical recording in rats
Uploaded: 2018-05-11T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי האיחוד האירופי-האיחוד FP7-ERC-2013-מלגת (No.337075), התוכנית "מומנטום" של האקדמיה ההונגרית למדעים (LP2013-62), ואת המענק GINOP-2.3.2-15-2016-00018. אנו מודים Máté Kozák על המתעדים את הגירוי, הקלטה אלקטרודות ואת Vöröslakos mihály; עבור דיונים פוריים במהלך עיצוב פרוטוקול.

כל השיטות המתוארות כאן הם לפי הוראות המועצה האירופית קהילות (86/609 ECC), אושרו על ידי הוועדה האתית לחקר בעלי חיים אלברט Szent-Györgyi רפואי, פרמצבטיקה מרכז של האוניברסיטה סגד (הארבעה עשר 218 2016).
1. ייצור של האלקטרודות גירוי
<ol><li>כדי לגרום גירוי אחד אלקטרודה, לחתוך שש חתיכות ארוך 10 ס מ של ...

<ol>
	<li>Ozen, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+electric+stimulation+entrains+cortical+neuronal+populations+in+rats.">Transcranial electric stimulation entrains cortical neuronal populations in rats.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 30 (34), 11476-11485 (2010).</li><li>Ali, M. M., Sellers, K. K., Frohlich, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+alternating+current+stimulation+modulates+large-scale+cortical+network+activity+by+network+resonance.">Transcranial alternating current stimulation modulates large-scale cortical network activity by network resonance.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 33 (27), 11262-11275 (2013).</li><li>Helfrich, R. 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=Entrainment+of+brain+oscillations+by+transcranial+alternating+current+stimulation.">Entrainment of brain oscillations by transcranial alternating current stimulation.</a> Current biology : CB. 24 (3), 333-339 (2014).</li><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=Transcranial+direct+current+stimulation+for+major+depression:+a+general+system+for+quantifying+transcranial+electrotherapy+dosage.">Transcranial direct current stimulation for major depression: a general system for quantifying transcranial electrotherapy dosage.</a> Current treatment options in neurology. 10 (5), 377-385 (2008).</li><li>Lefaucheur, J. 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=Evidence-based+guidelines+on+the+therapeutic+use+of+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS).">Evidence-based guidelines on the therapeutic use of transcranial direct current stimulation (tDCS).</a> Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 128 (1), 56-92 (2017).</li><li>Kuo, M. F., 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=Effects+of+transcranial+electrical+stimulation+on+cognition.">Effects of transcranial electrical stimulation on cognition.</a> Clinical EEG and neuroscience. 43 (3), 192-199 (2012).</li><li>Sandrini, M., Fertonani, A., Cohen, L. G., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+dissociation+of+working+memory+load+effects+induced+by+bilateral+parietal+modulation.">Double dissociation of working memory load effects induced by bilateral parietal modulation.</a> Neuropsychologia. 50 (3), 396-402 (2012).</li><li>Berenyi, A., Belluscio, M., Mao, D., Buzsaki, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Closed-loop+control+of+epilepsy+by+transcranial+electrical+stimulation.">Closed-loop control of epilepsy by transcranial electrical stimulation.</a> Science. 337 (6095), 735-737 (2012).</li><li>Kozak, G., Berenyi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained+efficacy+of+closed+loop+electrical+stimulation+for+long-term+treatment+of+absence+epilepsy+in+rats.">Sustained efficacy of closed loop electrical stimulation for long-term treatment of absence epilepsy in rats.</a> Scientific reports. 7 (1), 6300 (2017).</li><li>Fertonani, A., Ferrari, C., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+do+you+feel+if+I+apply+transcranial+electric+stimulation?+Safety,+sensations+and+secondary+induced+effects.">What do you feel if I apply transcranial electric stimulation? Safety, sensations and secondary induced effects.</a> Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 126 (11), 2181-2188 (2015).</li><li>Marshall, L., Binder, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+transcranial+oscillatory+stimulation+to+research+on+neural+networks:+an+emphasis+on+hippocampo-neocortical+rhythms.">Contribution of transcranial oscillatory stimulation to research on neural networks: an emphasis on hippocampo-neocortical rhythms.</a> Frontiers in human neuroscience. 7, 614 (2013).</li><li>Reato, D., Rahman, A., 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=Effects+of+weak+transcranial+alternating+current+stimulation+on+brain+activity-a+review+of+known+mechanisms+from+animal+studies.">Effects of weak transcranial alternating current stimulation on brain activity-a review of known mechanisms from animal studies.</a> Frontiers in human neuroscience. 7, 687 (2013).</li><li>Thut, G., Miniussi, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+insights+into+rhythmic+brain+activity+from+TMS-EEG+studies.">New insights into rhythmic brain activity from TMS-EEG studies.</a> Trends in cognitive sciences. 13 (4), 182-189 (2009).</li><li>Gage, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+implantation+of+chronic+neural+electrodes+for+recording+single+unit+activity+and+electrocorticographic+signals.">Surgical implantation of chronic neural electrodes for recording single unit activity and electrocorticographic signals.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (60), (2012).</li><li>Vandecasteele, 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=Large-scale+recording+of+neurons+by+movable+silicon+probes+in+behaving+rodents.">Large-scale recording of neurons by movable silicon probes in behaving rodents.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (61), e3568 (2012).</li><li>Zayachkivsky, A., Lehmkuhle, M. J., Dudek, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+Continuous+EEG+Monitoring+in+Small+Rodent+Models+of+Human+Disease+Using+the+Epoch+Wireless+Transmitter+System.">Long-term Continuous EEG Monitoring in Small Rodent Models of Human Disease Using the Epoch Wireless Transmitter System.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (101), e52554 (2015).</li><li>Ung, K., Arenkiel, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber-optic+implantation+for+chronic+optogenetic+stimulation+of+brain+tissue.">Fiber-optic implantation for chronic optogenetic stimulation of brain tissue.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (68), e50004 (2012).</li><li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+craniotomy+surgery+procedure+for+chronic+brain+imaging.">A craniotomy surgery procedure for chronic brain imaging.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (12), (2008).</li></ol>

השלב הקריטי ביותר של פרוטוקול זה הוא מדביק החבילה אלקטרודה על פני עצם. במקרה של איטום לקוי, נוצר פער בין האלקטרודות העצם, רקמה צלקתית המשני יכול לגדול לתוך הפער הזה, שמפחית את האיכות של גירוי. משטח העצם חייב להיות יבש לחלוטין במהלך השלבים של דבק על החבילה, במקרה של חווה חוסר היציבות של האלקט?...

גירוי חשמלי של טראנס (מלון טס) היא גישה מתודולוגי חשוב להשפיע על פעילות המוח בצורה מוגבלת חנותם. בהתאם לגודל מיקום האלקטרודות גירוי, מלון טס יכול להשפיע על אמצעי אחסון מוח גדולה, entrain אוכלוסיות עצביים diffusely1,2,3. טראנס זרם ישיר גירוי מבחינה רפואית כבר אושרה לטיפול של הפרעת דיכאון4,5ומחקרים רבים מתמקדים מציג את השפעת טראנס גירוי קוגניטיבי בני6 , 7. יתר על כן, מבטיח דווח על תוצאות לגבי הפוטנציאל של מלון טס בשליטה התקפים אפילפטיים8,9.
למרות המחקר אינטנסיבית, ישנם עדיין הרבה שאלות פתוחות לגבי מנגנון מפורט של פעולה, תופעות לוואי פוטנציאליות, התוצאה ארוכת הטווח של החלת זו שיטה10,11,12. לכן, חשוב באופן קריטי יש פרוטוקול חזקות, לשחזור כדי לחקור את ההשפעות של מלון טס במודלים של בעלי חיים. בהתחשב בכך הפרעות רבות (למשל, אפילפסיה ומצבי דיכאון סכיזופרניה) יכול רק בהרחבה ייחקרו בבעלי חיים ערה, הטבע של מצבים רפואיים אלה בדרך כלל מחייבים טיפול ארוך טווח, אנו מספקים עבור פרוטוקול כרונית השרשה של טראנס אלקטרודות בחולדות. השיטה המוצגת כאן יכול לשמש למחקרים התנהגותיים או יכול להיות משולב עם ההשתלה של אלקטרודות הקלטה (קרי, חוטים, סיליקון הגששים, אלקטרודות juxtacellular) או עם windows הגולגולת כרונית לניסויים אלקטרופיזיולוגיות והדמיה מחקרים, בהתאמה. בהתאם לעיצוב הניסיונית, העיתוי של הגירויים יכול להיות אקראי או המופעלות אירוע סימנים התנהגותיים ספציפיים, או את מבוקשם אלקטרופיזיולוגיות של המוח מסוים הברית (התקפים, תנודות תטא)8, 11 , 13.
חשוב לציין כי בניגוד הגישה האנושית משמש כיום, אשר משתמשת התגלמות אלקטרודות על העור, הנה אנחנו מראים שיטה מעסיקה נכון השתלה תת עורית על פני השטח של העצם הטמפורלית, מאז חולדות בקושי יסבול מניחים על העור שלהם, אשר הינו נגיש בקלות באמצעות את כפותיהם.
בקנה אחד עם העקרונות של החלפת, הפחתת עידון, בשל אופיו כרונית של ההשתלה, שיטה זו מסייעת להפחית את מספר בעלי חיים, מאז כל בעל חיים יכול להיות גויסו בתנאי ניסוי שונים במשך חודשים, המאפשר שימוש בעלי פחות לבחון השערות שונות.
במחקר הנוכחי, אנו מספקים פרוטוקול מפורט, צעד אחר צעד של טראנס אלקטרודה גירוי ייצור (איור 1 א'-ב'), להפגין ההשתלה כרונית של האלקטרודות מעל עצמות הרקה של חודש בן שש חולדה זכר רב-אוונס.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate liquid</td>
			<td>Henkel</td>
			<td>Loctite 401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate gel</td>
			<td>Henkel</td>
			<td>Loctite 454</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire for stimulation electrodes</td>
			<td>Phoenix Wire Inc.</td>
			<td>36744MHW - PTFE Microminiature Hook-Up Wire</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Board spacer</td>
			<td>E-tec Interconnect</td>
			<td>SP1-020-S378/01-55</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Connector</td>
			<td>E-tec Interconnect</td>
			<td>P2510I-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tape packaging for stimulation electrodes</td>
			<td>Nexperia</td>
			<td>74HC1G00GW</td>
			<td>Tape packaging of any integrated circuit with SOT-353 case can be used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grip Cement Industrial Grade</td>
			<td>Caulk Dentsply</td>
			<td>675571 (powder) 675572 (solvent)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electroconductive gel</td>
			<td>Rextra</td>
			<td>ECG Gel</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Recording electrode wire</td>
			<td>California Fine Wire Co.</td>
			<td>.002 (50 micron) Tungsten 99.95% (CFW Material #: 100-211), HMl-Natural, cut to 3.0 inch pieces, Round, Cut length piece wire</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrafine scissors</td>
			<td>Hammacher Instrumente</td>
			<td>Stainless HSB 544-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel tube</td>
			<td>Vita Needle Company</td>
			<td>29 RW, 304SS Tubing, T.I.G. Welded and Plug</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High speed rotary saw</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Model # 395</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary saw holder</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Model # 220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary saw cut-off wheel</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Model # 409</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ocular sticks</td>
			<td>Lohmann-Rauscher</td>
			<td>Pro-ophta Ocular Sticks</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wet disinfectant</td>
			<td>Egis</td>
			<td>Betadine</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry disinfectant</td>
			<td>Wagner Pharma</td>
			<td>Reseptyl-urea</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drilling machine</td>
			<td>NSK-Nakanishi United Kingdom</td>
			<td>Vmax35RV Pack</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anchoring screws</td>
			<td>Antrin Miniature Specialties, Inc.</td>
			<td>000-120x1/16 SL BIND MS SS</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

chronic transcranial electrical stimulation and intracortical recording in rats

גירוי חשמלי של טראנס (מלון טס) היא גישה פשוטה יחסית ועוצמתי diffusely להשפיע על פעילות המוח באופן אקראי או באופן המופעלות אירוע לולאה סגורה. למרות מחקרים רבים מתמקדים היתרונות האפשריים ואת תופעות הלוואי של מלון טס במוח פיפטות ובריאה, יש עדיין הרבה שאלות פתוחות הבסיסית לגבי מנגנון הפעולה של הגירוי. לכן ברור הצורך שיטה לשחזור ועמיד לבדוק חריפה ואפקטים כרונית של מלון טס בחולדות. מלון טס יכול להיות משולב עם טכניקות התנהגותיות, אלקטרופיזיולוגיות, הדמיה רגיל לחקור רשתות עצביים בתוך vivo. ההשתלה של אלקטרודות גירוי טראנס אינו כופה אילוצים נוספים על הנבחנים תוך שהיא מציעה כלי רב-תכליתי גמיש לתמרן את פעילות המוח. כאן אנו מספקים פרוטוקול מפורט, צעד אחר צעד כדי להמציא משתילים אלקטרודות גירוי טראנס להשפיע על פעילות המוח בצורה מוגבלת במשמורת במשך חודשים.

ההשתלה של גירוי כרוני אלקטרודות (איור 1B) יכול להיות משולב עם ההשתלה נוספים של הקלטה אלקטרודות (איור 1C-D). הגדרות כאלה מתאימים ליצור הקלטה לפי דרישה ומערכות גירוי להתערב עם פעילויות מוחיות ספציפיות. כאן אנו מציגים תוצאות נציג של זיה...

Watch this Scientific Journal Video about Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats at JoVE.com

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

פרוטוקול מפורט זה מתאר טראנס גירוי אלקטרודה השמה על העצם הטמפורלית במטרה לחקור קצר - ארוכת ההשפעות של גירוי חשמלי טראנס ב בחופשיות העברת חולדות.

גירוי חשמלי טראנס כרונית והקלטה Intracortical בחולדות

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

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

שילוב של גירוי מגנטי fMRI Transcranial ולבחון את רשת מצב ברירת מחדל

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 ...

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

אלקטרודה מיצוב ו מונטאז גירוי ישיר Transcranial נוכחי

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

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

הערכה של תפקוד העצבי באמצעות גירוי עצבי חשמלי Percutaneous

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

הקלטה בו זמנית של Electroretinography ופוטנציאלים חזותיים מעוררים אצל חולדות הרדימו

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

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

ההשפעות של גירוי זרם חילופין טראנס על קליפת המוח המוטורית הראשי על-ידי גישה משולבת מקוון עם גירוי מגנטי טראנס

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

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

טראנס גירוי חשמלי מוחי בחולדות התראה

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

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

גירוי מגנטי טראנס המשולבת ואת אלקטרואנצפלוגרם של קליפת המוח הקדם חזיתית דורסולטרלי

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

טראנס זרם ישיר גירוי (tDCS) בעכברים

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

Establishment of Acute Pontine Infarction in Rats by Electrical Stimulation

הקמת אוטם פונטינה חריפה בחולדות על ידי גירוי חשמלי

Pontine infarction is the most common stroke subtype in the posterior circulation, while there lacks a rodent model mimicking pontine infarction. Provided ...

Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats

הכנת אלקטרודות גירוי עצבי היקפי להשתלה כרונית בחולדות

Peripheral nerve cuff electrodes have long been used in the neurosciences and related fields for stimulation of, for example, vagus or sciatic nerves. ...