Name: rodent behavioral testing to assess functional deficits caused by microelectrode implantation in the rat motor cortex
Uploaded: 2018-08-18T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex at JoVE.com

מחקר זה נתמך בחלקו על ידי את הסקירה למלגות #B1495-R (Capadona) ופרס את הקריירה מוקדם לנשיאות מדען ומהנדסים (PECASE, Capadona) של ארצות הברית (ארה ב) המחלקה של ותיקי לענייני שיקום המחקר, פיתוח שירות. בנוסף, עבודה זו נתמכה בחלקה ליד המשרד של העוזר למזכיר ההגנה לענייני בריאות דרך עמית שנסקרו רפואי מחקר התוכנית תחת מס פרס W81XWH-15-1-0608. התכנים אינם מייצגים את נופי המחלקה לענייני חיילים משוחררים ארה ב או ממשלת ארצות הברית. המחברים רוצה להודות ד ר הירויוקי אראקאווה בתוך ליבת ההתנהגות CWRU מכרסם להדרכה שלו בתכנון וביצוע בדיקות נוהלי התנהגות מכרסמים. המחברים רוצה גם להודות דרייק ג'יימס קווין טלבוט CWRU מחלקה של מכונות, הנדסת אווירונאוטיקה על עזרתם ב עיצוב וייצור הבדיקה הסולם מכרסמים.

כל נהלים ושיטות טיפול בבעלי חיים היו שאושרו על-ידי וביצע בהתאם לואי סטוקס קליבלנד המחלקה של ותיקי לענייני מרכז מוסדי חיה טיפול רפואי ושימוש ועדות.
הערה: לחנך חוקרים את ההחלטה אודות השימוש של מודל פציעה דקירה כפקד, מומלץ לסקור את העבודה שנעשתה על ידי פוטר. et al. 21...

פרוטוקול שמפורטות כאן שימש למדוד ביעילות, reproducibly גירעון המנוע בסדר וגם מגעיל במודל של פגיעה מוחית מכרסמים. בנוסף, היא מאפשרת הקורלציה של התנהגות מוטורית בסדר לתוצאות היסטולוגית בעקבות ההשתלה microelectrode של קליפת המוח המוטורית. השיטות הן קל לעקוב, זולה להגדיר, יכול להיות שונה כדי להתאים את הצר...

Intracortical microelectrodes שימשו במקור כדי למפות את המעגלים של המוח, פיתחנו כלי חשוב כדי לאפשר הגילוי של כוונות מוטורית אשר יכול לשמש כדי לייצר תפוקות פונקציונלי1. פלטי פונקציונלי שזוהו יכול להציע אנשים הסובלים פגיעות בעמוד השדרה, שיתוק מוחין, נוירודגנרטיביות (ALS) או תנאים אחרים הגבלת תנועה הפקד של המחשב הסמן2,3 או רובוטית זרוע4,5,6, או לשקם את תפקוד האיבר בעלי מוגבלויות משלהם7. לכן, intracortical microelectrode הטכנולוגיה התפתחה חברה מבטיחה וגדל במהירות שדה8.
בשל ההצלחות ראיתי בשטח, מחקרים קליניים נערכים כדי לשפר ולהבין טוב יותר את האפשרויות של ה-BMI טכנולוגיה5,9,10. על-ידי מימוש הפוטנציאל המלא של תקשורת עם הנוירונים במוח, היישומים שיקום נתפסים בלתי מוגבלות8. למרות שיש הרבה אופטימיות לעתיד של טכנולוגיית intracortical microelectrode, הוא גם ידוע כי microelectrodes בסופו של דבר להיכשל11, כנראה עקב מענה neuroinflammatory חריפה בעקבות ההשתלה. ההשתלה של חומר זר במוח גורמת נזק מיידי הרקמה שמסביב וגורם נזק נוסף נגרם על-ידי התגובה neuroinflammatory משתנה בהתאם למאפיינים של השתל12. בנוסף, שתל במוח עלולה לגרום אפקט microlesion: ירידה בחילוף החומרים של גלוקוז חשבו נגרמת על ידי בצקת חריפה, דימום עקב הכניסה המכשיר13. יתר על כן, את איכות האות ואת אורך הזמן שבו ניתן להקליט אותות שימושי אינם עקביים, ללא קשר15,1614,11,המודל החייתי. מספר מחקרים הוכיחו את הקשר בין neuroinflammation ו microelectrode ביצועים17,18,19. לכן, הקונצנזוס של הקהילה היא כי התגובה דלקתית של הרקמה העצבית המקיף את microelectrodes, לפחות בחלקו, פוגעת אלקטרודה אמינות.
מחקרים רבים בחנו דלקת מקומית11,20,21,22 או חקר שיטות לצמצום הנזק במוח שנגרם על-ידי ההוספה11,23, 24,25, עם מטרה של שיפור הביצועים הקלטה מעל הזמן14,26. בנוסף, אנחנו לאחרונה הראו כי פציעה iatrogenic נגרמת על ידי הכניסה microelectrode של קליפת המוח המוטורית של חולדות גורמת מידיים וקבועים גירעון המנוע בסדר27. לכן, המטרה של הפרוטוקולים המובאת כאן היא לתת חוקרים שיטה כמותית כדי להעריך את הגירעונות מנוע אפשרי עקב טראומה מוחית בעקבות ההשתלה ונוכחות מתמיד של מכשירים intracortical (microelectrodes, במקרה של כתב יד זה). הבדיקות ההתנהגות המתוארים כאן נועדו לבדוק שני ליקויים בתפקוד המוטורי וגסה, ניתן להשתמש במודלים שונים של פגיעה מוחית. שיטות אלה הן פשוט, לשחזור, ניתן ליישם בקלות במודל של מכרסמים. עוד, השיטות המובאות כאן מאפשרים התאמה של התנהגות מוטורית לתוצאות היסטולוגית, יתרון כי עד לאחרונה, המחברים לא ראיתי שפורסם בתחום ה-BMI. לבסוף, כמו שיטות אלה נועדו לבחון המוטורית בסדר28, דוחה המוטורית29ו מתח וחרדה התנהגות29,30, השיטות המובאות כאן ניתן גם ליישם לתוך מגוון הדגמים פגיעת הראש שבו החוקרים רוצה לשלוט החוצה (או) כל גירעונות המוטורית.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:843px;" width="842">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Sprague Dawley rats, male, 201-225g</td>
			<td style="width:197px;">Charles River</td>
			<td style="width:163px;">CD</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Compac5 anesthesia system</td>
			<td style="width:197px;">Vetequip</td>
			<td style="width:163px;">901812</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Electric trimmers</td>
			<td style="width:197px;">Wahl</td>
			<td style="width:163px;">9918-6171</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Stereotaxic frame</td>
			<td style="width:197px;">David Kopf Instruments</td>
			<td style="width:163px;">1760</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Gaymar heated water pad and pump</td>
			<td style="width:197px;">Braintree Scientific Inc</td>
			<td style="width:163px;">&#160;TP-700</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Vetbond tissue adhesive</td>
			<td style="width:197px;">3M</td>
			<td style="width:163px;">07-805-5031</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Dental drill</td>
			<td style="width:197px;">Pearson Dental</td>
			<td style="width:163px;">O60-0045</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Dura pick</td>
			<td style="width:197px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:163px;">10064-14</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Silicon shank microelectrode</td>
			<td style="width:197px;">Made in-house at Cleveland VA Medical Center</td>
			<td style="width:163px;">N/A</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">KwikCast silicone elastomer</td>
			<td style="width:197px;">World Precision Instruments</td>
			<td style="width:163px;">KWIK-CAST</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Teets dental cement&#160;</td>
			<td style="width:197px;">A-M Systems</td>
			<td style="width:163px;">525000</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Webcam HD Pro c920</td>
			<td style="width:197px;">Logitec</td>
			<td style="width:163px;">960-000764</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Grip strength meter</td>
			<td style="width:197px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:163px;">565084</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Minitab 17 statistical software</td>
			<td style="width:197px;">Minitab Inc</td>
			<td style="width:163px;"></td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Open field grid test</td>
			<td style="width:197px;">Made in-house at Case Western Reserve University</td>
			<td style="width:163px;">N/A</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Ladder test</td>
			<td style="width:197px;">Made in-house at Case Western Reserve University</td>
			<td style="width:163px;">N/A</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rabbit anti rat IgG antibody</td>
			<td style="width:197px;">Bio-Rad</td>
			<td style="width:163px;">618501</td>
			<td style="width:267px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rodent behavioral testing to assess functional deficits caused by microelectrode implantation in the rat motor cortex

מכשור רפואי מושתל במוח החזק פוטנציאל עצום. כחלק ממערכת המוח המכונה ממשק (BMI), intracortical microelectrodes להפגין את היכולת להקליט פוטנציאל פעולה מקבוצות בודדים או קטן של נוירונים. אותות שהוקלט כזה בהצלחה שימשו כדי לאפשר למטופלים ממשק עם או לשלוט מחשבים הגפיים רובוטיות, הגפיים משלהם. אולם, מחקרים קודמים שנעשו בבעלי חיים הראו כי ההשתלה microelectrode במוח לא רק פוגעת הרקמה שמסביב אבל יכול גם לגרום גירעונות פונקציונלי. כאן, אנו נדון סדרת מבחנים התנהגותיים לכמת פוטנציאליים ליקויים מוטוריים בעקבות ההשתלה של intracortical microelectrodes לתוך קליפת המוח המוטורית של חולדה. השיטות רשת השדה פתוח, מעבר הסולם של בדיקות חוזק אחיזה מספקים מידע רב ערך לגבי סיבוכים פוטנציאליים הנובע השרשה microelectrode. תוצאות בדיקה התנהגותית נמצאים בקורלציה עם היסטולוגיה קצה, מתן מידע נוסף על תוצאות פתולוגיים ועל ההשפעות של הליך זה על הרקמות הסמוכות.

באמצעות השיטות המובאות כאן, ניתוח ההשתלה microelectrode של קליפת המוח המוטורית הוא השלים הבאים נהלים הקים39,40,41,42, ואחריו לבדוק רשת בשטח פתוח כדי להעריך את דוחה המוטורית ואת הסולם ואת האחיזה כוח בדיקות כדי להע...

Watch this Scientific Journal Video about Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex at JoVE.com

Rodent Behavioral Testing to Assess Functional Deficits Caused by Microelectrode Implantation in the Rat Motor Cortex

אנחנו הראו כי השרשה microelectrode של קליפת המוח המוטורית של חולדות גורמת גירעונות מנוע מידיים וקבועים. השיטות המוצע במסמך זה לרמות ניתוח ההשתלה microelectrode, שלוש פעילויות התנהגותיות מכרסמים התירי פוטנציאל לשינויים בתפקוד המוטורי בסדר או דוחה עקב פגיעה הנגרמת-השרשה קליפת המוח המוטורית.

מכרסם ההתנהגותי בוחן להערכת תפקודית גירעונות הנגרמת על ידי ההשרשה Microelectrode של קליפת המוח המוטורית עכברוש

Medical devices implanted in the brain hold tremendous potential. As part of a Brain Machine Interface (BMI) system, intracortical microelectrodes ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Organotypic Collagen I Assay: A Malleable Platform to Assess Cell Behaviour in a 3-Dimensional Context

קולגן אני Assay Organotypic: פלטפורמה חשילה לבחינת התנהגות תא בהקשר 3-Dimensional

Cell migration is fundamental to many aspects of biology, including development, wound healing, the cellular responses of the immune system, and ...

An Improved Mechanical Testing Method to Assess Bone-implant Anchorage

מכונות בדיקת שיטה משופרת להערכת Anchorage עצם השתל

Recent advances in material science have led to a substantial increase in the topographical complexity of implant surfaces, both on a micro- and a ...

Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism

כימות של פונקציה הגלובלית הדיאסטולי על ידי ניתוח המבוסס על דוגמנות Kinematic של Transmitral זרימה באמצעות הפורמליזם מילוי Parametrized הדיאסטולי

Quantitative cardiac function assessment remains a challenge for physiologists and clinicians.&#160;Although historically invasive methods have comprised ...

Fabrication and Implantation of Miniature Dual-element Strain Gages for Measuring In Vivo Gastrointestinal Contractions in Rodents.

Fabrication and Implantation of Miniature Dual-element Strain Gages for Measuring In Vivo Gastrointestinal Contractions in Rodents.

ייצור והשרשה של מדי עיבור Dual-אלמנט הזעיר למדידה<em&gt; בVivo</em&gt; במערכת העיכול התכווצויות במכרסמים.

Gastrointestinal dysfunction remains a major cause of morbidity and mortality. Indeed, gastrointestinal (GI) motility in health and disease remains an ...

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

יישומים של<em&gt; In vivo</em&gt; בדיקות פונקציונליות של עכברוש השוקה הקדמי להערכת רקמות מהונדסות תיקון שרירי שלד

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur

פרוטוקול לשחזור ויעיל עבור הארכת במודל חולדה המוביל אל עצם הירך Regenerated פונקציונלי

This protocol describes the use of a newly developed external fixator for distraction osteogenesis in a rat femoral model. Distraction osteogenesis (DO) ...

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate (LAL) Assays

Detection of Endotoxin in Nano-formulations Using Limulus Amoebocyte Lysate LAL Assays

זיהוי של אנדוטוקסין ניסוחים-Nano באמצעות מבחני Lysate (LAL) Amoebocyte Limulus

When present in pharmaceutical products, a Gram-negative bacterial cell wall component endotoxin (often also called lipopolysaccharide) can cause ...

Applying Advanced In Vitro Culturing Technology to Study the Human Gut Microbiota

מתקדמים במבחנה Culturing טכנולוגיה ללמוד את Microbiota בטן האדם

The human gut microbiota plays a vital role in both human health and disease. Studying the gut microbiota using an in vivo model, is difficult due to its ...

The Quantification of Injectability by Mechanical Testing

הכימות של הזרקה על ידי בדיקות מכניות

Injectable biomaterials are becoming increasingly popular for the minimally invasive delivery of drugs and cells. These materials are typically more ...

Residue-Specific Exchange of Proline by Proline Analogs in Fluorescent Proteins: How "Molecular Surgery" of the Backbone Affects Folding and Stability

חילופי פרולין ספציפיים לשאריות על ידי אנלוגים פרולין בחלבונים פלואורסצנטיים: כיצד "ניתוח מולקולרי" של עמוד השדרה משפיע על קיפול ויציבות

Replacement of proline (Pro) residues in proteins by the traditional site-directed mutagenesis by any of the remaining 19 canonical amino acids is often ...