Name: transcranial direct current stimulation (tdcs) in mice
Uploaded: 2018-09-23T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice at JoVE.com

Wir danken Herrn Rodrigo de Souza für Hilfe bei der Aufrechterhaltung der Maus Kolonien. L.A.V.M ist CAPES postdoctoral Fellow. Diese Arbeit wurde unterstützt durch den Zuschuss PRONEX (FAPEMIG: APQ-00476-14).

Männlichen Erwachsenen einzeln untergebracht (8-12 Wochen) C57BL/6 Mäusen wurden in diesem Experiment verwendet. Tiere erhalten Sorgfalt vor, während und nach der experimentellen Verfahren mit Nahrung und Wasser ad libitum. Alle Verfahren wurden von der tierischen Ethikkommission vom föderalen Universität von Minas Gerais genehmigt (Protokoll Nr. 59/2014).
(1) Platzierung der Elektrode
<ol><li>
Sedierende und fixieren das Tier auf der stereotaktischen Apparat</...

<ol>
	<li>Filmer, H. L., Dux, P. E., Mattingley, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+transcranial+direct+current+stimulation+for+understanding+brain+function.">Applications of transcranial direct current stimulation for understanding brain function.</a> Trends in Neurosciences. 37 (12), 742-753 (2014).</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>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 Stimulation. 10 (1), 51-58 (2017).</li><li>Pelletier, S. J., Cicchetti, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+and+Molecular+Mechanisms+of+Action+of+Transcranial+Direct+Current+Stimulation:+Evidence+from+In+Vitro+and+In+Vivo+Models.">Cellular and Molecular Mechanisms of Action of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence from In Vitro and In Vivo Models.</a> International Journal of Neuropsychopharmacology. 18 (2), pyu047 (2015).</li><li>Chang, M. C., Kim, D. Y., Park, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+cortical+excitability+and+lower+limb+motor+function+in+patients+with+stroke+by+transcranial+direct+current+stimulation.">Enhancement of cortical excitability and lower limb motor function in patients with stroke by transcranial direct current stimulation.</a> Brain Stimulation. 8 (3), 561-566 (2015).</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. 128 (1), 56-92 (2017).</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 Communications. 7, 11100 (2016).</li><li>Marquez-Ruiz, 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=Transcranial+direct-current+stimulation+modulates+synaptic+mechanisms+involved+in+associative+learning+in+behaving+rabbits.">Transcranial direct-current stimulation modulates synaptic mechanisms involved in associative learning in behaving rabbits.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 109, 6710-6715 (2012).</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=Animal+models+of+transcranial+direct+current+stimulation:+Methods+and+mechanisms.">Animal models of transcranial direct current stimulation: Methods and mechanisms.</a> Clinical Neurophysiology. 127 (11), 3425-3454 (2016).</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> The European journal of neuroscience. 31 (4), 704-709 (2010).</li><li>Monte-Silva, K., 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=Induction+of+late+LTP-like+plasticity+in+the+human+motor+cortex+by+repeated+non-invasive+brain+stimulation.">Induction of late LTP-like plasticity in the human motor cortex by repeated non-invasive brain stimulation.</a> Brain Stimulation. 6 (3), 424-432 (2013).</li><li>San-Juan, 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+in+Mesial+Temporal+Lobe+Epilepsy+and+Hippocampal+Sclerosis.">Transcranial Direct Current Stimulation in Mesial Temporal Lobe Epilepsy and Hippocampal Sclerosis.</a> Brain Stimulation. 10 (1), 28-35 (2017).</li><li>Brunoni, A. 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=Transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+in+unipolar+vs.+bipolar+depressive+disorder.">Transcranial direct current stimulation (tDCS) in unipolar vs. bipolar depressive disorder.</a> Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry. 35 (1), 96-101 (2011).</li><li>Brunoni, A. 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=Trial+of+Electrical+Direct-Current+Therapy+versus+Escitalopram+for+Depression.">Trial of Electrical Direct-Current Therapy versus Escitalopram for Depression.</a> New England Journal of Medicine. 376 (26), 2523-2533 (2017).</li><li>Boggio, P. 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=Prolonged+visual+memory+enhancement+after+direct+current+stimulation+in+Alzheimer's+disease.">Prolonged visual memory enhancement after direct current stimulation in Alzheimer's disease.</a> Brain Stimulation. 5 (3), 223-230 (2012).</li><li>Cosentino, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anodal+tDCS+of+the+swallowing+motor+cortex+for+treatment+of+dysphagia+in+multiple+sclerosis:+a+pilot+open-label+study.">Anodal tDCS of the swallowing motor cortex for treatment of dysphagia in multiple sclerosis: a pilot open-label study.</a> Neurological Sciences. , 7-9 (2018).</li><li>Kaski, D., Dominguez, R. O., Allum, J. H., Islam, A. F., Bronstein, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+physical+training+with+transcranial+direct+current+stimulation+to+improve+gait+in+Parkinson's+disease:+A+pilot+randomized+controlled+study.">Combining physical training with transcranial direct current stimulation to improve gait in Parkinson's disease: A pilot randomized controlled study.</a> Clinical Rehabilitation. 28 (11), 1115-1124 (2014).</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 Communications. 7, 11100 (2016).</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>Winkler, C., 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=Sensory+and+Motor+Systems+Anodal+Transcranial+Direct+Current+Stimulation+Enhances+Survival+and+Integration+of+Dopaminergic+Cell+Transplants+in+a+Rat+Parkinson+Model.">Sensory and Motor Systems Anodal Transcranial Direct Current Stimulation Enhances Survival and Integration of Dopaminergic Cell Transplants in a Rat Parkinson Model.</a> New Research. 4 (5), 17-63 (2017).</li><li>Nasehi, M., Khani-Abyaneh, M., Ebrahimi-Ghiri, M., Zarrindast, 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=The+effect+of+left+frontal+transcranial+direct-current+stimulation+on+propranolol-induced+fear+memory+acquisition+and+consolidation+deficits.">The effect of left frontal transcranial direct-current stimulation on propranolol-induced fear memory acquisition and consolidation deficits.</a> Behavioural Brain Research. 331 (May), 76-83 (2017).</li><li>Souza, 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=Neurobiological+mechanisms+of+antiallodynic+effect+of+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+in+a+mice+model+of+neuropathic+pain.">Neurobiological mechanisms of antiallodynic effect of transcranial direct current stimulation (tDCS) in a mice model of neuropathic pain.</a> Brain Research. 1682 (14-23), (2018).</li><li>Woods, A. 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=A+technical+guide+to+tDCS,+and+related+non-invasive+brain+stimulation+tools.">A technical guide to tDCS, and related non-invasive brain stimulation tools.</a> Clinical Neurophysiology. 127 (2), 1031-1048 (2016).</li><li>Cogan, S. 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=Tissue+damage+thresholds+during+therapeutic+electrical+stimulation.">Tissue damage thresholds during therapeutic electrical stimulation.</a> Journal of Neural Engineering. 13, 2 (2017).</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> Scientific reports. 6 (October 2015), 22180 (2015).</li></ol>

In den letzten Jahren haben Neurostimulation Techniken klinischen Praxis als viel versprechende Verfahren zur Behandlung von neuropsychiatrischen Störungen23eingeben. Um die Einschränkung auferlegt durch den Mangel an Wissen über die Mechanismen der Neurostimulation zu reduzieren, haben wir hier tDCS-Maus-Modell mit einer Elektrode, die Gehirnregionen zugeordnet werden kann. Da die Elektrode chronisch implantierbare ist, ermöglicht dieses Tiermodell die Untersuchung von dauerhaften biologische...

Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) ist eine nicht-invasive, kostengünstige, therapeutische Technik, die auf neuronalen Modulation durch kontinuierliche Ströme geringer Intensität1konzentriert. Derzeit gibt es zwei Setups (anodal und cathodal) für tDCS. Während die anodal Stimulation eine aktuelle elektrische Feld zu schwach übt, um Aktionspotentiale auslösen, haben Elektrophysiologie Studien gezeigt, dass diese Methode Änderungen in Synaptische Plastizität2erzeugt. Beispielsweise zeigt Beweise, dass tDCS Potenzierung (LTP) Langzeiteffekte wie erhöhte Peak Amplitude der exzitatorischen postsynaptischen Potenziale3,4 und Modulation der kortikale Erregbarkeit5induziert.
Im Gegensatz dazu induziert cathodal Stimulation Hemmung, wodurch Membran Hyperpolarisation6. Eine Hypothese für diesen Mechanismus basiert auf den physiologischen Erkenntnissen, wo tDCS um zu modulieren, Aktionspotential-Frequenz und Dauer in den neuronalen Körper3beschrieben wird. Vor allem ist dieser Effekt nicht direkt Aktionspotentiale, evozieren, obwohl es kann die Depolarisation Schwelle zu verlagern und erleichtern oder behindern neuronale feuern7. Diese gegensätzlichen Wirkungen wurden bisher nachgewiesen. Zum Beispiel produziert anodal und cathodal Stimulation gegenläufige Effekte konditionierte Antworten registriert über Elektromyographie Aktivität in Kaninchen8. Jedoch haben Studien auch gezeigt, dass längere anodal Stimulationssitzungen Erregbarkeit verringern können, während steigende cathodal Strömungen zu Erregbarkeit, präsentieren sich gegensätzliche Effekte3führen kann.
Anodal und cathodal Reize aggregieren die Verwendung von Elektrodenpaare. Beispielsweise wird in anodal Stimulation, die "aktiv" oder "Anode" Elektrode platziert, über die Region des Gehirns moduliert werden, während die "Referenz" oder "Kathode" Elektrode über einer Region befindet sich wo die Wirkung des Stromes angenommen wird, unbedeutend9. In der cathodal Stimulation Elektrode Disposition invertiert. Die Intensität der Stimulation für effektive tDCS hängt von der Stromstärke und Elektrode Dimensionen, betreffen das elektrische Feld anders10. In die meisten veröffentlichten Studien, ist die durchschnittliche Stromstärke zwischen 0,10 bis 2,0 mA und 0,1 mA bis 0,8 mA für Menschen und Mäusen, bzw.6,11. Obwohl die elektrodengröße 35 cm2 in der Regel bei Menschen verwendet wird, gibt es kein richtiges Verständnis bezüglich Elektrode Dimensionen für Nagetiere und eine gründlichere Untersuchung ist benötigten6.
tDCS wurde in klinischen Studien mit dem Versuch des bietet einer alternativen oder ergänzenden Behandlung für verschiedene neurologische und neuropsychiatrische Erkrankungen11 wie Epilepsie12, bipolare Störung13, Schlaganfall5 vorgeschlagen , major Depression14, Alzheimer-Krankheit15, Multiple Sklerose16 und der Parkinson-Krankheit17. Trotz der zunehmenden Interesse an tDCS und seine Verwendung in klinischen Studien, detaillierte zelluläre und molekulare evozierten Veränderungen im Hirngewebe, kurze und lang anhaltende Effekte sowie Verhaltens Ergebnisse, sind noch tiefer werden,18, untersucht 19. da ein direkter menschlichen Ansatz gründlich studieren tDCS nicht vertretbar ist, kann die Verwendung von einem Tiermodell tDCS bieten wertvolle Einblicke in die zellulären und molekularen Ereignisse zugrunde liegen die therapeutischen Mechanismen der tDCS aufgrund der Zugänglichkeit zu den des Tieres Hirngewebe.
Verfügbaren Daten beschränkt sich bezüglich tDCS Modelle bei Mäusen. Die meisten gemeldeten Modelle verwendet verschiedene implantierenden Layouts, Elektrode Abmessungen und Materialien. Z. B. Winkler Et al. (2017) implantiert die Kopf Elektrode (Ag/AgCl, 4 mm Durchmesser) mit Kochsalzlösung gefüllt und an den Schädel mit Acryl Zement und Schrauben20befestigt. Anders als bei unseren Ansatz, war ihre Brust-Elektrode implantiert (Platin, 20 x 1,5 mm). Nasehi Et al. (2017) verwendet ein Verfahren sehr ähnlich wie bei uns, obwohl die thorakale Elektrode aus einer Kochsalzlösung getränkten Schwamm (Kohlenstoff gefüllt, 9,5 cm2)21war. Eine weitere Studie implantiert beide Elektroden in den Kopf des Tieres, die durch die Verwendung von fester Platten und bedeckt den Kopf des Tieres mit einem Hydrogel Dirigent22erreicht wurde. Hier beschreiben wir eine tDCS-Maus-Modell, das eine chronisch implantierte Elektrode durch einfache chirurgische Verfahren und tDCS Setup (Abbildung 1) verwendet.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1152px;" width="1152">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:457px;">BD Ultra-Fine 50U Syringe</td>
			<td style="width:175px;">BD</td>
			<td style="width:101px;">10033430026</td>
			<td style="width:419px;">For intraperitonially injection.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Shaver (Philips Multigroom)</td>
			<td>Philips (Brazil)</td>
			<td>QG3340/16</td>
			<td style="width:419px;">For surgical site trimming.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surgical Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:419px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Model 940 Small Animal Stereotaxic Instrument with Digital Display Console</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>940</td>
			<td style="width:419px;">For animal surgical restriction and positioning.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Model 922 Non-Rupture 60 Degree Tip Ear Bars</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>922</td>
			<td style="width:419px;">For animal surgical restriction and positioning.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cannula Holder</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>1766-AP</td>
			<td style="width:419px;">For implant positioning.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Precision Stereo Zoom Binocular Microscope (III) on Boom Stand</td>
			<td>WPI</td>
			<td>PZMIII-BS</td>
			<td style="width:419px;">For bregma localization and implant positioning.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Temperature Control System Model&#160;</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>TCAT-2LV</td>
			<td style="width:419px;">For animal thermal control.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cold Light Source&#160;</td>
			<td>WPI</td>
			<td>WA-12633</td>
			<td style="width:419px;">For focal brightness</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tabletop Laboratory Animal Anesthesia System with Scavenging</td>
			<td>VetEquip</td>
			<td>901820</td>
			<td style="width:419px;">For isoflurane delivery and safety.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">VaporGuard Activated Charcoal Adsorption Filter</td>
			<td>VetEquip</td>
			<td>931401</td>
			<td style="width:419px;">Delivery system safety measures.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Model 923-B Mouse Gas Anesthesia Head Holder</td>
			<td>KOPF</td>
			<td>923-B</td>
			<td style="width:419px;">For animal restriction and O2 and isoflurane delivery.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Oxygen regulator, E-cylinder&#160;</td>
			<td>VetEquip</td>
			<td>901305</td>
			<td style="width:419px;">For O2 regulation and delivery.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Oxygen hose &#8211; green&#160;</td>
			<td>VetEquip</td>
			<td>931503</td>
			<td style="width:419px;">For O2 and isoflurane delivery.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Infrared Sterilizer 800 &#186;C</td>
			<td>Marconi</td>
			<td>MA1201</td>
			<td style="width:419px;">For instrument sterilization.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surgical Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:419px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fine Scissors - ToughCut</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14058-11</td>
			<td style="width:419px;">For incision.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surgical Hooks</td>
			<td>INJEX</td>
			<td>1636</td>
			<td style="width:419px;">In House Fabricated - Used to clear the surgical site from skin and fur.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Standard Tweezers or Forceps</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:419px;">For skin grasping.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surgical Consumables</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:419px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vetbond</td>
			<td>3M</td>
			<td>SC-361931</td>
			<td style="width:419px;">For incision closing.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cement and Catalyzer KIT (Duralay)</td>
			<td>Reliance</td>
			<td>2OZ</td>
			<td style="width:419px;">For implant fixation.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile Cotton Swabs (Autoclaved)</td>
			<td>JnJ</td>
			<td>75U</td>
			<td style="width:419px;">For surgical site antisepsis.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">24 Well Plate (Tissue Culture Plate)</td>
			<td>SARSTEDT</td>
			<td>831,836</td>
			<td style="width:419px;">For cement preparation.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Application Brush</td>
			<td>parkell</td>
			<td>S286</td>
			<td style="width:419px;">For cement mixing and application.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pharmaceutics</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:419px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Xylazin (ANASEDAN 2%)</td>
			<td>Ceva Pharmaceutical (Brazil)</td>
			<td>P10160</td>
			<td style="width:419px;">For anesthesia induction.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ketamine (DOPALEN 10%)</td>
			<td>Ceva Pharmaceutical (Brazil)</td>
			<td>P30101</td>
			<td style="width:419px;">For anesthesia induction.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isoflurane (100%)</td>
			<td>Crist&#225;lia (Brazil)</td>
			<td>100ML</td>
			<td style="width:419px;">For anesthesia maintenance.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lidocaine (XYLESTESIN 5%)</td>
			<td>Cristal Pharma</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:419px;">For post-surgical care.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ketoprofen (PROFENID 100 mg)</td>
			<td>Sanofi Aventis</td>
			<td>20ML</td>
			<td style="width:419px;">For post-surgical care.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ringer&#39;s Lactate Solution</td>
			<td>SANOBIOL LAB</td>
			<td>############</td>
			<td style="width:419px;">For post-surgical care.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">TobraDex (Dexamethasone 1 mg/g)</td>
			<td>Alcon</td>
			<td>631</td>
			<td style="width:419px;">For eye lubrification and protection.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Stimulation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td style="width:419px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Animal Transcranial Stimulator</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>2100</td>
			<td style="width:419px;">For current generation.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pin-type electrode Holder (Cylindrical Holder Base)</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>2100</td>
			<td style="width:419px;">Electrode support (Implant).</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pin-type electrode (Ag/AgCl)</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>2100</td>
			<td style="width:419px;">For current delivery (electrode).&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">Pin-type electrode cap</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>2100</td>
			<td style="width:419px;">For implant protection.</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;">Body Electrode (Ag/AgCl Coated)</td>
			<td>Soterix Medical</td>
			<td>2100</td>
			<td style="width:419px;">For current delivery (electrode).&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Saline Solution (0.9%)</td>
			<td>FarmaX</td>
			<td>############</td>
			<td style="width:419px;">Conducting medium for current delivery.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Standard Tweezers or Forceps</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td style="width:419px;">For tDCS setup.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:457px;">Real Time Polymerase Chain Reaction</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:101px;"></td>
			<td style="width:419px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:457px;">BioRad CFX96 Real Time System</td>
			<td style="width:175px;">BioRad</td>
			<td style="width:101px;">C1000</td>
			<td style="width:419px;">For qPCR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SsoAdvancedTM Universal SYBR Green Supermix (5 X 1mL)</td>
			<td style="width:175px;">BioRad</td>
			<td>1725271</td>
			<td style="width:419px;">For qPCR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hard Shell PCR Plates PCT COM 50 p/ CFX96</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>HSP9601</td>
			<td style="width:419px;">For qPCR</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microseal &#34;B&#34; seal pct c/ 100</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>MSB1001</td>
			<td style="width:419px;">For qPCR</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

transcranial direct current stimulation (tdcs) in mice

Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) ist eine nicht-invasive Neuromodulation Technik als eine alternative oder ergänzende Behandlung für mehrere neuropsychiatrischen Erkrankungen vorgeschlagen. Die biologischen Wirkungen von tDCS sind nicht vollständig geklärt, teilweise aufgrund der Schwierigkeiten bei der Beschaffung von menschlichen Hirngewebe erklärt wird. Dieses Protokoll beschreibt eine tDCS-Maus-Modell, das eine chronisch implantierte Elektrode, so dass die Studie der lang andauernde biologische Wirkungen der tDCS verwendet. In diesem experimentellen Modell tDCS wechselt die kortikalen Genexpression und bietet einen herausragenden Beitrag zum Verständnis der Beweggründe für den therapeutischen Einsatz.

Das chirurgische Protokoll überreichte langfristige Implantatstabilität für mindestens einen Monat keine entzündlichen Signale bei angeregt Ortsbild noch andere unerwünschte Wirkung. Alle Tiere überlebten die chirurgischen Verfahren und tDCS Sessions (n = 8). In diesem Experiment wurden tDCS Implantate über die M1 und M2 Cortex (+1,0 mm anterior-posterioren und 0.0 mm seitlich, Bregma) positioniert. Eine Woche später, tDCS (n = 3-4) und Sham (n = 3) Mäuse wurden angeregt, für f?...

Watch this Scientific Journal Video about Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice at JoVE.com

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) ist eine therapeutische Technik, die zur Behandlung von psychiatrischer Erkrankungen vorgeschlagen. Einem Tiermodell ist unerlässlich für das Verständnis der spezifischen biologischen Veränderungen hervorgerufen durch tDCS. Dieses Protokoll beschreibt eine tDCS-Maus-Modell, das eine chronisch implantierte Elektrode verwendet.

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 ...

Das Alvar Gaaud Verfahren soll transkranielle Gleichstromstimulation bei Mäusen anwenden. Dies wird erreicht, indem niedrige intensive Ströme aus einem Gleichstromgenerator erzeugt und direkt über Elektroden an das Tier gesendet werden. tDCS wurde als nicht-medikamentöse therapeutische Alternative für die wichtigsten psychiatrischen Störungen beim Menschen untersucht, wie Depression, Schizophrenie, Alzheimer-Krankheit, AHDH und Autismus.Darüber hinaus ist tDCS aufgrund seiner niedrigen Kosten, Benutzerfreundlichkeit und seines nicht-invasiven Profils eine einzigartige Technik. Die biologischen Wirkungen von tDCS sind jedoch nicht vollständig verstanden, und es gibt keinen Konsens über Stimulationsparameter, wie aktuelle Intensität, Dauer und Kachel n. Hirnbereiche. Daher ist die Verwendung von Mindestanordnungen für eine gründliche Untersuchung solcher Mechanismen unerlässlich, was zu einem besseren Verständnis der klinischen Wirksamkeit von tDCS durch die Erfassung und Analyse von Verhaltenszell- und Molekulardaten führen wird.Es gibt derzeit zwei Elektroden-Setups für tDCS, die als Anodal- und Kathhodalstimulation bezeichnet werden. Bei der annodalen Stimulation werden Ströme direkt an den Kopf des Tieres, durch den Körper des Tieres und in die Kathode, die auf dem Brustkorb des Tieres positioniert ist, abgegeben. Während in der kathatorischen Stimulation der Strom durch den Thorax des Tieres eintritt, wandert er bis zum Kopf und in die Kathode.In beiden Situationen steuert ein Stromgenerator die Aktuelle Intensität und Stimulationsdauer. Bei der Erstellung einer Kontaktqualität und der Ableitung von Feedback. Es gibt viele verschiedene Setups für die aktive Positionierung.Dabei sollte die gesamte dreidimensionale Achse berücksichtigt werden. In diesem Protokoll wurde eine Kopfelektrode einen Millimeter in verwurzeltes Bregma auf die Seite zur Mittellinie des Schädels implantiert und die Körperelektrode auf die Brust des Tieres gelegt. Aufgrund einer kurzfristigen Simulation wurde empfohlen, eine schnelle Wirkung und kurzfristige Anästhesie, wie verdampftes Isofluran zu verwenden.Dieses Verfahren besteht aus zwei kritischen Schritten. Elektrodenplatzierung und transkranielle Gleichstromstimulation. Chirurgische Instrumente wurden mit Vorwartung bei 440 Grad Celsius sterilisiert.Wattestäbchen wurden 20 Minuten lang bei 20 Minuten bei 121 Grad Celsius autoklaviert. Drehen Sie den thermischen Plattformregler auf 37 Grad Celsius. Wiegen Sie das Tier, und berechnen Sie die geeignete Dosis für die Anästhesie-Induktion.Verwenden Sie eine Mischung aus Ketamin und Xylazin in einer Dosis von 100 Milligramm pro Kilogramm Ketamin und 8 Milligramm pro Kilogramm Xylazin. Nadelgröße 31G. Das Tier sollte innerhalb von 2 bis 3 Minuten einschlafen.Verwenden Sie einen elektrischen Rasierer oder Rasierer, um die chirurgische Stelle zu rasieren. Legen Sie das Tier über die vorgewärmte Heizplatte auf das stereotaxic-Gerät. Halten Sie den Kopf des Tieres und legen Sie die Ohrstangen in jedes der Ohren des Tieres, um es an der sterotaxic Plattform zu befestigen.Stellen Sie sicher, dass es keine seitliche Kopfverschiebung und wenig vertikale Bewegung gibt, indem Sie den Kopf des Tieres langsam verschieben. Schieben Sie die Anästhesiemaske vorsichtig über die Nase der Maus und fixieren Sie sie durch Anziehen der Schraube. Tragen Sie die Augensalbe auf die Augen des Tieres auf, um eine Hornhauttrocknung während der Operation zu verhindern.Verwenden Sie einen Wattestäbchen, um die chirurgische Stelle mit drei abwechselnden Peelings von Povidon Jod vorzubereiten, oder 2% Chlorohexidin und 70% Ethinol. Verwenden Sie eine Pinzette, um anästhesie zu überprüfen, indem Sie die Zehen des Tieres leicht drücken und die Gesetze des tierischen Pedo-Entzugs allgemeinen Pinch-Reflex überprüfen. Machen Sie einen Schnitt etwa drei Millimeter nach der Ohrlinie des Tieres, und stoppen Sie in der Augenlinie.Die Einschnittstelle muss etwa einen Zentimeter lang sein, um groß genug zu sein, um das Implantat zu erhalten. Kratzen Sie den Schädel vorsichtig mit einem Knochenschaber, um die Klebstoff- und Zementhaftung zu verbessern. Dies muss leicht handgemacht mit der Absicht, Mikro-Kratzer zu schaffen getan werden.Positionieren Sie chirurgische Haken vorsichtig an der lockeren Haut, um ein offenes Operationsfeld zu erhalten und es von Hindernissen wie Haut und Fell zu befreien. Verwenden Sie einen sterilen Wattestäbchen, um die Kopfhaut des Tieres sanft zu trocknen. Verwenden Sie ein Seziermikroskop, um die Oberseite des Schädels des Tieres zu visualisieren.Befestigen Sie eine Nadel am sterotaxic-Halter und lokalisieren Sie das Bregma. Positionieren Sie die Nadel direkt über dem Kopf des Tieres ist leicht berühren die Bregma. Verwenden Sie das Bregma als Referenz, um die Koordinaten des Interessenbereichs anzupassen.Fixieren Sie das Implantat am Stereotaxic-Halter. Positionieren Sie das Implantat über dem Kopf des Tieres und senken Sie es langsam auf den Interessenbereich. Verwenden Sie eine Nadel, um einen Tropfen, ca. 35 Mikroliter, Superkleber auf den Implantatraum zu verteilen.Bewegen Sie den Halter langsam nach unten, bis er den Schädel berührt. Stellen Sie sicher, dass der Implantatraum vollständig mit der Oberfläche in Berührung kommt. Bereiten Sie den chirurgischen Zement gemäß den Anweisungen des Herstellers vor.Nach präziser Positionierung drei dünne, gleichmäßige Zementschichten über den Schädel und auf den unteren Teil des Implantats auftragen. Tragen Sie Drop pro Drop mit einem Anwendungspinsel auf. Schichten müssen u-förmige Struktur für weitere strukturelle Unterstützung des Implantats bilden.Lassen Sie das Schraubgewinde des Implantats von Zement reinigen, um eine reibungslose, ungehinderte Verbindung zu ermöglichen. Lassen Sie jede Schicht für etwa vier Minuten trocknen. Nach dem Trocknen den Halter vorsichtig entfernen, bis er vollständig vom Implantat gelöst ist.Achten Sie beim Umgang mit dem Implantat immer auf äußerste Vorsicht, da es versehentlich vom Schädel des Tieres zerstört werden kann. Hydratisieren Sie die Haut und die Einschnittstelle des Tieres mit einem mit Wassersaline getränkten Wattestäbchen. Schneiden Sie die Haut über die Basis des Implantats.Verwenden Sie eine Pinzette, um das Gewebe zusammen zu bringen, und schließen Sie den Schnitt mit einem Tropfen von Gewebe chirurgischen Kleber pro Punkt 2 Zentimeter Gewebe. Infiltrat 1 bis 2%Lidocain in der Einschnittstelle und darunter liegenden Gewebe. Hydratieren Sie das Tier mit 500 Mikroliter Laktatringer gleichzeitig.Legen Sie die Maus in einen vorgewärmten 37 Grad Celsius sauberen Einzelhauskäfig. Bauen Sie eine kleine Schale mit nassen Futterpellets im Käfig, um in den folgenden Stunden bequem zu essen. Registrieren Sie das postoperative Gewicht des Tieres.Das Tier muss mit Ketoprofen verabreicht werden. 5 Milligramm pro Kilogramm gleichzeitig nach der Operation und in den nächsten zwei Tagen. Stellen Sie sicher, dass der tDCS-Stimulator vollständig aufgeladen ist.Befestigen Sie die Anoden- und Kathodenkabel am tDCS-Stimulator und stellen Sie sie in der Nähe des Simulationsstandorts zur Verfügung. Befestigen Sie die Pin-Elektrode am sterotaxic-Halter. Stellen Sie die thermische Plattform auf 37 Grad Celsius ein.Schalten Sie den Sauerstoffdurchflussmesser des Inhalationsanästhesiesystems auf 1 Liter pro Minute ein. Legen Sie die Maus in die Anästhesie-Induktionskammer. Schalten Sie den Isofluran-Verdampfer auf 3%Lassen Sie das Tier isoflurane-Effekte für vier Minuten zu unterziehen.Während sich das Tier in der Induktionskammer befindet, verwenden Sie eine sterile Spritze, um die Körperelektrode mit 0,9% Salinelösung zu füllen. Entfernen Sie das Tier aus der Induktionskammer und positionieren Sie seine Brust über der Körperelektrode. Schieben Sie die Anästhesiemaske vorsichtig über die Nase der Maus und fixieren Sie sie an Ort und Stelle.Senken Sie die Isofluran-Leistung auf 1,5%Füllen Sie das Implantat und die Pin-Elektrode mit Kochsaline. Befestigen Sie sie sorgfältig zusammen. Passen Sie die Stimulationszeit und die aktuelle Intensität entsprechend Ihrem Protokoll an.Überprüfen Sie später die Kontaktqualität auf dem tDCS-System. Starten Sie die Stimulation. Beobachten Sie den aktuellen Hochlauf für 20 Sekunden auf den ausgewählten Wert.Und sich für die etablierte Zeit zu behaupten. Dann, am Ende des Abschnitts wieder nach unten. Aktivieren Sie die Schienbeintaste zur Steuerung.Beobachten Sie den aktuellen Hochlauf für 20 Sekunden auf den ausgewählten Wert. Und dann nach unten eine für den Rest der Stimulationsperiode, mit einer letzten Rampe zum ausgewählten Wert, am Ende, mit einem aufeinanderfolgenden Ramped nach unten. Einer der Stimulationsabschnitte ist komplett, vorsichtig das Tier in einen vorgewärmten 37 Grad Celsius Käfig für 10 Minuten zu übertragen.Dieses Protokoll verwendet tDCS, um die Großhirnrinde der Maus einen Millimeter vor dem Bregma zu stimulieren. Dieses Diagramm zeigt die statisticalisierte und Genexpression nach dem tDCS Stimulationsprotokoll. Mit einer 0,35 Milliampere Stromintensität für 10 Minuten pro Tag.Das tCDS-Implantat präsentierte sich vom ersten bis zum fünften Tag selbstlebensfähig, ohne signifikanten Unterschied zwischen den Tagen in der Kontaktqualität. Es gibt eine Vielzahl von tCDS Stimulationsprotokolle in Modellgehirnen. Protokolle müssen entsprechend den Besonderheiten Ihres Experiments ausgewählt werden, auf dem sie basieren.Bereich der Stimulation, Stromintensität, Sitzungsdauer und Elektrodenpositionierung. In diesem speziellen Protokoll haben wir uns zum Ziel gesetzt, den Motorkortex durch unser bekanntes tDCS mit dem Strom von 350 Mikroamperen für 10 Minuten zu modulieren. Nachdem Sie sich dieses Video angeschaut haben, können Sie tDCS bei Mäusen ausführen.Wenn jemand praktiziert, kann eine Operation bis zu vier Minuten pro Tier dauern. Es ist wichtig, die Tierpflegerichtlinien zu berücksichtigen, wenn die Mäuse während der Operation verwendet werden und die postoperative Pflege der Tiere folgt, damit die Tiere während der Studie gesund bleiben. Wir empfehlen auch, fünf bis sieben Tage nach der Implantatplatzierung zu warten, um die Experimente durchzuführen, da die physiologische Reaktion des Tieres auf Traumata die biologischen Ergebnisse beeinträchtigen kann.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

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

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 ...

Direct-current Stimulation and Multi-electrode Array Recording of Seizure-like Activity in Mice Brain Slice Preparation

Gleichstrom-Stimulation und Multi-Elektroden-Array-Aufnahme von Seizure-ähnliche Aktivität in Mäuse-Gehirn Scheibe Vorbereitung

Cathodal transcranial direct-current stimulation (tDCS) induces suppressive effects on drug-resistant seizures. To perform effective actions, the ...

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 ...

Remotely Supervised Transcranial Direct Current Stimulation: An Update on Safety and Tolerability

Aus der Ferne überwacht Transcranial Direct aktuelle Stimulation: Ein Update auf Sicherheit und Verträglichkeit

The remotely supervised tDCS (RS-tDCS) protocol enables participation from home through guided and monitored self-administration of tDCS treatment while ...

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Transkranielle elektrische Hirnstimulation in Alert Nagetiere

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

The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb

Der kombinierte Einsatz von Transcranial Direct aktuelle Stimulation und Roboter-Therapie für die obere Extremität

Neurologic disorders such as stroke and cerebral palsy are leading causes of long-term disability and can lead to severe incapacity and restriction of ...

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, ...