Name: preparation of peripheral nerve stimulation electrodes for chronic implantation in rats
Uploaded: 2020-07-14T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats at JoVE.com

이 작품은 달라스에 있는 텍사스 대학 및 리젠트의 UT 위원회에 의해 투자되었습니다. 솔로몬 골딩, 빌랄 하산, 마르기 자니, 칭츠 칭에게 기술 지원을 부탁드립니다.

이 프로토콜에 설명된 모든 절차는 실험실 동물의 치료 및 사용에 대한 NIH 가이드에 따라 수행되며 달라스에 있는 텍사스 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 승인되었습니다.
1. 자극 커프 전극 제작
<ol><li>커프 튜빙을 준비합니다.<ol>
<li>면도날을 사용하여 길이 2.5mm의 폴리머 튜브 조각을 잘라냅니다. 튜브를 통해 집게 팁이나 종이 클립을 삽입하고 칼날을 사용?...

<ol>
	<li>Koopman, F. 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=Vagus+nerve+stimulation+inhibits+cytokine+production+and+attenuates+disease+severity+in+rheumatoid+arthritis.">Vagus nerve stimulation inhibits cytokine production and attenuates disease severity in rheumatoid arthritis.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2016).</li><li>Levine, Y. 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=Neurostimulation+of+the+cholinergic+anti-inflammatory+pathway+ameliorates+disease+in+rat+collagen-induced+arthritis.">Neurostimulation of the cholinergic anti-inflammatory pathway ameliorates disease in rat collagen-induced arthritis.</a> PLoS One. , (2014).</li><li>Zhang, 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=Chronic+vagus+nerve+stimulation+improves+autonomic+control+and+attenuates+systemic+inflammation+and+heart+failure+progression+in+a+canine+high-rate+pacing+model.">Chronic vagus nerve stimulation improves autonomic control and attenuates systemic inflammation and heart failure progression in a canine high-rate pacing model.</a> Circulation: Heart Failure. , (2009).</li><li>Ganzer, P. 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=Closed-loop+neuromodulation+restores+network+connectivity+and+motor+control+after+spinal+cord+injury.">Closed-loop neuromodulation restores network connectivity and motor control after spinal cord injury.</a> Elife. , (2018).</li><li>Hays, S. 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=Vagus+nerve+stimulation+during+rehabilitative+training+enhances+recovery+of+forelimb+function+after+ischemic+stroke+in+aged+rats.">Vagus nerve stimulation during rehabilitative training enhances recovery of forelimb function after ischemic stroke in aged rats.</a> Neurobiology of Aging. , (2016).</li><li>Khodaparast, 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=Vagus+nerve+stimulation+delivered+during+motor+rehabilitation+improves+recovery+in+a+rat+model+of+stroke.">Vagus nerve stimulation delivered during motor rehabilitation improves recovery in a rat model of stroke.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. , (2014).</li><li>Meyers, E. 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=Vagus+nerve+stimulation+enhances+stable+plasticity+and+generalization+of+stroke+recovery.">Vagus nerve stimulation enhances stable plasticity and generalization of stroke recovery.</a> Stroke. , (2018).</li><li>Hays, S. 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=Vagus+nerve+stimulation+during+rehabilitative+training+improves+functional+recovery+after+intracerebral+hemorrhage.">Vagus nerve stimulation during rehabilitative training improves functional recovery after intracerebral hemorrhage.</a> Stroke. , (2014).</li><li>Farrand, 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=Vagus+nerve+stimulation+improves+locomotion+and+neuronal+populations+in+a+model+of+Parkinson's+disease.">Vagus nerve stimulation improves locomotion and neuronal populations in a model of Parkinson's disease.</a> Brain Stimulationation. , (2017).</li><li>Souza, R. 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=Vagus+nerve+stimulation+reverses+the+extinction+impairments+in+a+model+of+PTSD+with+prolonged+and+repeated+trauma.">Vagus nerve stimulation reverses the extinction impairments in a model of PTSD with prolonged and repeated trauma.</a> Stress. , (2019).</li><li>Noble, L. J., Souza, R. R., McIntyre, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagus+nerve+stimulation+as+a+tool+for+enhancing+extinction+in+exposure-based+therapies.">Vagus nerve stimulation as a tool for enhancing extinction in exposure-based therapies.</a> Psychopharmacology. , (2019).</li><li>Childs, J. E., Kim, S., Driskill, C. M., Hsiu, E., Kroener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagus+nerve+stimulation+during+extinction+learning+reduces+conditioned+place+preference+and+context-induced+reinstatement+of+cocaine+seeking.">Vagus nerve stimulation during extinction learning reduces conditioned place preference and context-induced reinstatement of cocaine seeking.</a> Brain Stimulationation. , (2019).</li><li>Pe&#241;a, D. F., Engineer, N. D., McIntyre, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+remission+of+conditioned+fear+expression+with+extinction+training+paired+with+vagus+nerve+stimulation.">Rapid remission of conditioned fear expression with extinction training paired with vagus nerve stimulation.</a> Biological Psychiatry. , (2013).</li><li>Childs, J. E., DeLeon, J., Nickel, E., Kroener, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagus+nerve+stimulation+reduces+cocaine+seeking+and+alters+plasticity+in+the+extinction+network.">Vagus nerve stimulation reduces cocaine seeking and alters plasticity in the extinction network.</a> Learning &amp; Memory. , (2017).</li><li>Engineer, C. T., 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=Temporal+plasticity+in+auditory+cortex+improves+neural+discrimination+of+speech+sounds.">Temporal plasticity in auditory cortex improves neural discrimination of speech sounds.</a> Brain Stimulationation. , (2017).</li><li>Rios, 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=Protocol+for+Construction+of+Rat+Nerve+Stimulation+Cuff+Electrodes.">Protocol for Construction of Rat Nerve Stimulation Cuff Electrodes.</a> Methods Protoc. , (2019).</li><li>Childs, J. E., 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=Vagus+nerve+stimulation+as+a+tool+to+induce+plasticity+in+pathways+relevant+for+extinction+learning.">Vagus nerve stimulation as a tool to induce plasticity in pathways relevant for extinction learning.</a> Journal of Visualized Experiments. , (2015).</li><li>Paintal, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vagal+sensory+receptors+and+their+reflex+effects.">Vagal sensory receptors and their reflex effects.</a> Physiological reviews. , (1973).</li><li>Porter, B. 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=Repeatedly+Pairing+Vagus+Nerve+Stimulation+with+a+Movement+Reorganizes+Primary+Motor+Cortex.">Repeatedly Pairing Vagus Nerve Stimulation with a Movement Reorganizes Primary Motor Cortex.</a> Cerebral Cortex. 22, 2365-2374 (2011).</li><li>Morrison, R. 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=Vagus+nerve+stimulation+intensity+influences+motor+cortex+plasticity.">Vagus nerve stimulation intensity influences motor cortex plasticity.</a> Brain Stimulationation. , (2018).</li><li>Hulsey, D. 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=Norepinephrine+and+serotonin+are+required+for+vagus+nerve+stimulation+directed+cortical+plasticity.">Norepinephrine and serotonin are required for vagus nerve stimulation directed cortical plasticity.</a> Exp. Neurol. , (2019).</li><li>Hulsey, D. 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=Reorganization+of+Motor+Cortex+by+Vagus+Nerve+Stimulation+Requires+Cholinergic+Innervation.">Reorganization of Motor Cortex by Vagus Nerve Stimulation Requires Cholinergic Innervation.</a> Brain Stimulation. 9, 174-181 (2016).</li><li>Bouverot, P., Crance, J. P., Dejours, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+influencing+the+intensity+of+the+breuer-hering+inspiration-inhibiting+reflex.">Factors influencing the intensity of the breuer-hering inspiration-inhibiting reflex.</a> Respiration Physiology. , (1970).</li><li>Fialova, E., Vizek, M., Palecek, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflation+reflex+in+the+rat.">Inflation reflex in the rat.</a> Physiologia Bohemoslov. , (1975).</li><li>Hays, S. 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=The+bradykinesia+assessment+task:+An+automated+method+to+measure+forelimb+speed+in+rodents.">The bradykinesia assessment task: An automated method to measure forelimb speed in rodents.</a> Journal of Neuroscience Methods. , (2013).</li><li>Kim, 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=Cuff+and+sieve+electrode+(CASE):+The+combination+of+neural+electrodes+for+bi-directional+peripheral+nerve+interfacing.">Cuff and sieve electrode (CASE): The combination of neural electrodes for bi-directional peripheral nerve interfacing.</a> Journal of Neuroscience Methods. , (2020).</li><li>Gonz&#225;lez-Gonz&#225;lez, 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=Thin+Film+Multi-Electrode+Softening+Cuffs+for+Selective+Neuromodulation.">Thin Film Multi-Electrode Softening Cuffs for Selective Neuromodulation.</a> Scientific Reports. , (2018).</li><li>Thakur, R., Nair, A. R., Jin, A., Fridman, G. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+a+Self-Curling+Cuff+with+a+Soft,+Ionically+Conducting+Neural+Interface.">Fabrication of a Self-Curling Cuff with a Soft, Ionically Conducting Neural Interface.</a> Proceedings of the Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBS. , (2019).</li><li>Bucksot, 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=Flat+electrode+contacts+for+vagus+nerve+stimulation.">Flat electrode contacts for vagus nerve stimulation.</a> PLoS One. 14, (2019).</li><li>El Tahry, 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=Repeated+assessment+of+larynx+compound+muscle+action+potentials+using+a+self-sizing+cuff+electrode+around+the+vagus+nerve+in+experimental+rats.">Repeated assessment of larynx compound muscle action potentials using a self-sizing cuff electrode around the vagus nerve in experimental rats.</a> Journal of Neuroscience Methods. , (2011).</li><li>Bonaz, B., Sinniger, V., Pellissier, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-inflammatory+properties+of+the+vagus+nerve:+potential+therapeutic+implications+of+vagus+nerve+stimulation.">Anti-inflammatory properties of the vagus nerve: potential therapeutic implications of vagus nerve stimulation.</a> Journal of Physiology. , (2016).</li></ol>

여기에서 우리는 설치류에 사용하기 위하여 만성 이식성 자극 개 전극의 조립을 위한 간단하고 저렴한 접근 법을 기술하고, 이 새로운 치료의 전임상 조사를 촉진합니다. 이 단순화된 방법은 전문 교육이나 장비가 필요하지 않으며, 대부분의 연구실에서 쉽게 접근할 수 있는 소수의 도구와 소모품을 사용하여16, 26,,27,,28에비해...

최근에는 말초 신경 자극을 위한 만성 이식형 커프 전극에 대한 수요가 증가하고 있으며, 수많은 염증성 질환1,,,,,,,,,,22,3 및 신경 장애4,5,,7,8,9,10,711,,12,13,14,15의치료를 위한 이 기술의 전임상 유용성을 점점 더 입증하는 연구가 증가하고있다. 만성 VNS는 예를 들어, 다양한 학습 맥락에서 신코르티컬 가소성을 향상시키는 것으로 나타났으며, 모터 재활4,,5,,6,,7,,8,멸종 학습10,11,,12,,13,,14및 감각 차별15를개선하는 것으로 나타났다., 시판되는 말초 신경 소맷전극은 종종 주문 이행을 위한 연장된 시간과 상대적으로 높은 비용과 관련이 있어 접근성을 제한할 수 있습니다. 또는 만성 이식형 커프 전극의 "사내" 제조를 위한 프로토콜은 제한되어 있으며 설치류 해부학은 작은 크기로 인해 특정 한 과제를 제시합니다. 만성 설치류 실험을 위한 커프 전극을 구축하기 위한 현재 프로토콜은 종종 복잡한 장비와 기술뿐만 아니라 광범위하게 훈련된 인력의 사용을 필요로 합니다. 이 프로토콜에서, 우리는 이전에 출판되고 널리 사용되는방법(16,17)에기초하여 커프 전극 제조에 대한 단순화된접근법을보여 준다. 우리는 쥐에 있는 우리의 만성 이식된 전극의 기능을, 왼쪽 자궁 경부 미주 신경의 주위에 커프 이식의 시간에, 커프 전극에 적용된 자극이 성공적으로 SpO2에 있는 호흡 및 낙하의 중단을 생성한다는 것을 보여 줌으로써, 증명해서. 발포성 폐 수용체 혈관 섬유의 자극은 뇌간에서 여러 호흡 핵의 억제가 억제영감(18)을초래하는 헤링-브루어 반사를 관여하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 헤링-브루어 반사와 일치하는 호흡 중단, SpO2의 결과 저하는 마취된 쥐에서 적절한 전극 이식 및 커프 기능에 대한 간단한 테스트를 제공합니다. 만성 이식 된 커프 전극의 장기 기능을 검증하기 위해 이식 시 반사 반응을 측정하고 이식 후 6 주 후에 동일한 동물에서 얻은 반응과 비교하여 반사 반응을 측정했습니다. 쥐의 두 번째 그룹은 레버 압박 작업에 행동 훈련 후 VNS 커프 전극으로 이식되었다. 이러한 쥐에서, VNS는 올바른 작업 성과와 짝을 이루어 이전에 발표된연구(19,,20,,21,22)와일치하여 피질 모터 맵의재구성을생산했다. 장치 이식 후 5~10주 후에 발생한 마취 하에 모터 피질 매핑시 VNS가 성공적으로 호흡 중단을 유도하고 SpO2에서5% 이상 떨어지는 것을 확인함으로써 VNS 처리 동물의 커프 기능을 더욱 검증했습니다.
어린이 외 17 및 리오스 외,,,,,,16에서 최근에 발표 된 프로토콜은,설치류,1,2,3,4,5,6,7,68,9,10,11에서만성 VNS 연구를 수행하는 여러 실험실에서 사용되는 바와 같이 단순화 된 커프 전극 제조 접근 방식에 대한 잘 검증 된출발점을제공합니다.16 원래 방법은 커프 전극 제작이 완료하는 데 1 시간 이상 걸리는 미세 마이크로 와이어를 조작하기위한 몇 가지 고정밀 단계와 안정적으로 수행하기 위한 광범위한 교육을 포함합니다. 여기에 설명된 단순화된 접근 방식은 재료와 도구가 훨씬 적어야 하며 최소한의 교육을 받은 인력에 의해 1시간 이내에 완료할 수 있습니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1336px;" width="1335">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:441px;">Biocompatible polyurethane-based polymer tubing, 0.080&#34; OD x 0.040&#34; ID</td>
			<td style="width:178px;">Braintree Scientific</td>
			<td style="width:174px;">MRE080 36 FT</td>
			<td style="width:542px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dissecting microscope</td>
			<td style="width:178px;">AM Scopes</td>
			<td style="width:174px;">#SM-6T-FRL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fine Serrated Scissors, straight, 22mm cutting edge</td>
			<td style="width:178px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:174px;">#14058-09</td>
			<td>for cutting Pt/Ir wire and suture thread</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Forceps, #5 Dumont forceps, straight, 11 cm, 0.1 x 0.06 mm tip</td>
			<td style="width:178px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:174px;">#11626-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Forceps, ceramic tipped forceps, 0.3 mm x 30 mm tips</td>
			<td style="width:178px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:174px;">#78127-71</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gold Pins, PCB Press Fit Socket</td>
			<td style="width:178px;">Mill-Max</td>
			<td style="width:174px;">#1001-0-15-15-30-27-04-0</td>
			<td>or similar small pins for connecting cuff leads to headcap</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Isobutane lighter</td>
			<td style="width:178px;">BIC</td>
			<td style="width:174px;">#LCP21-AST</td>
			<td>for de-insulating Pt/Ir wire</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Micro strip connector with latch, 4-pin</td>
			<td style="width:178px;">Omnetics</td>
			<td style="width:174px;">A24002-004 / PS1-04-SS-LT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pipette tip, 10 uL</td>
			<td style="width:178px;">VWR</td>
			<td>89079-464</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Platinum-Iridium (90/10%) Wire, 0.001&#34; (diameter) x 9 strands, PTFE insulated</td>
			<td style="width:178px;">Sigmund Cohn</td>
			<td style="width:174px;">10IR9/49T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Razor Blade, Single Edge, Surgical Carbon Steel No.9</td>
			<td style="width:178px;">VWR</td>
			<td style="width:174px;">#55411-050</td>
			<td>for cutting MicroRenathane tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sewing needle, ca. 4.0 cm length x 0.7 mm diameter (size 6-7)</td>
			<td style="width:178px;">Singer</td>
			<td style="width:174px;">00276</td>
			<td>Smaller needle for threading Pt/Ir wire</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sewing needle, ca. 4.5 cm length x 0.8 mm diameter (size 2-3)</td>
			<td style="width:178px;">Singer</td>
			<td style="width:174px;">00276</td>
			<td>Larger needle for pinning cuff during assembly and for threading suture</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Small foam board</td>
			<td style="width:178px;">Juvo+/Amazon</td>
			<td>B07C9637SJ</td>
			<td>for fabrication platform; our dimensions are ca. 2.5&#34; x 3.5&#34; x 1&#34; (L x W x H)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Solder, multicore lead-free, 0.38mm diameter</td>
			<td style="width:178px;">Loctite/Multicore</td>
			<td style="width:174px;">#796037</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Soldering station</td>
			<td style="width:178px;">Weller</td>
			<td style="width:174px;">WES51</td>
			<td>or similar soldering iron compatible with long conical tips (this part has been discontinued)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Soldering tip, long conical, 0.01&#34; / 0.4 mm</td>
			<td style="width:178px;">Weller</td>
			<td style="width:174px;">1UNF8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Suture, nonabsorbable braided silk ,size 6/0</td>
			<td style="width:178px;">Fine Science tools</td>
			<td style="width:174px;">#18020-60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">UV (405 nm) spot light</td>
			<td style="width:178px;">Henkel/Loctite</td>
			<td style="width:174px;">#2182207</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">UV Light Cure Adhesive 25 ml</td>
			<td style="width:178px;">Henkel/Loctite</td>
			<td style="width:174px;">AA 3106</td>
			<td>or similar biocompatible UV cure adhesive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Wire wrapping wire, 30 AWG</td>
			<td style="width:178px;">Digikey</td>
			<td style="width:174px;">K396-ND</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of peripheral nerve stimulation electrodes for chronic implantation in rats

말초 신경 커프 전극은 오랫동안 신경 과학 및 관련 분야에서 미주 또는 시정 신경의 자극을 위해 사용되어 왔습니다. 몇몇 최근 연구는 모터 재활, 소멸 학습 및 감각 차별을 향상시키기 위하여 중추 신경계 가소성을 향상에 있는 만성 VNS의 효력을 보여주었습니다. 이러한 연구에서 사용하기 위해 만성 이식 형 장치의 건설은 쥐의 작은 크기로 인해 도전적이며, 일반적인 프로토콜은 인력의 광범위한 교육과 시간이 많이 소요되는 미세 제조 방법을 필요로합니다. 또는, 시판되는 이식형 커프 전극은 상당히 높은 비용으로 구입할 수 있다. 이 프로토콜에서는, 우리는 쥐에 사용하기 위한 작고 만성 이식가능한 말초 신경 개근 전극의 건설을 위한 간단하고 저렴한 방법을 제시합니다. 우리는 케타민/자일라진 마취쥐의 VNS가 이식 시 및 장치 이식 후 최대 10주까지 헤링-브루어 반사의 활성화와 일치하는 호흡 속도의 감소를 생성한다는 것을 입증함으로써 커프 전극의 단기 및 장기적신뢰성을 검증합니다. VNS와 숙련된 레버 프레스 성능을 결합하여 모터 피질 맵 가소성을 유도함으로써 만성 자극 연구에 사용하기 위한 커프 전극의 적합성을 더욱 입증합니다.

미주 신경 커프 전극 및 헤드캡은 이전에 발표된 수술 절차에 따라 쥐에 만성적으로 이식되었다17,,19,,20,,21, 22.,22 이식 전에, 1 kHz에서 임피던스는 식염수에 잠긴 커프 튜빙으로 커프 리드를 가로질러 측정하였다(임피던스 = 1.2 ± 0.17 kΩ [평균 ±std]; N = 9). 식염수에 2 kΩ 미만임...

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Preparation of Peripheral Nerve Stimulation Electrodes for Chronic Implantation in Rats

작은 설치류에 사용하기 위해 만성 이식형 말초 신경 소맷전극을 구축하기 위한 기존 접근 법은 종종 특수 장비 및/또는 고도로 훈련된 인력이 필요합니다. 이 프로토콜에서 우리는 만성 이식형 커프 전극을 제작하기위한 간단하고 저렴한 접근 방식을 시연하고 쥐의 미주 신경 자극 (VNS)에 대한 효과를 보여줍니다.

쥐에서 만성 이식을 위한 말초 신경 자극 전극의 준비

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

말초 신경 자극은 염증성 질환 및 신경 질환을 포함한 다양한 질병에 대한 치료제로서 점점 더 조사되고 있습니다. 작은 실험실 동물을 위한 만성 이식형 말초 신경 개근 전극의 건설은 시간이 많이 걸리고 비쌀 수 있습니다. 이 프로토콜은 쥐에서 사용하기 위해 만성적으로 이식 할 수있는 말초 신경 자극 전극을 구성하기위한 간단하고 저렴한 비용 접근 방식을 설명합니다.이 방법은 매우 소수의 쉽게 접근 할 수있는 재료와 공급과 장치의 비용과 인력 및 장치 조립을 훈련하는 데 필요한 시간을 모두 줄이는 유사한 기술에 비해 위험하거나 기술적으로 요구되는 단계의 감소가 필요합니다. 이 기술은 뇌졸중 회복 또는 메트로 기능 장애의 다른 유형 동안 만성 라스베가스 신경 자극의 효과를 테스트 하는 전임상 연구를 가능하게 하기 위해 설계 되었습니다. 커프 튜빙을 준비하여 시작합니다.면도날을 사용하여 2.5mm 의 폴리머 튜브 조각을 잘라냅니다. 그런 다음 튜브를 통해 종이 클립이나 힘 팁을 삽입하고 커프의 한쪽에 튜브의 벽을 통해 세로 미끄러. 튜브에서 집게를 제거하고 커프의 중간선을 통해 큰 바느질 바늘을 삽입합니다.나머지 조립 단계 동안 커프를 제자리에 고정하기 위해 폼 보드에 바늘을 놓습니다. 이식 중에 커프 클로저를 고정하기 위한 봉합사를 배치하여 한쪽의 상단 슬릿에서 약 5밀리미터 떨어진 미드라인의 커프스 벽을 통해 작은 바느질 바늘을 삽입한다. 그런 다음 바늘의 눈을 통해 6 개의 봉합사의 2 센티미터를 삽입하고 튜브의 벽을 통해 바늘을 당겨 봉합사를 커프스에 실어 냅니다.튜브 벽을 통해 두 번째 구멍을 뚫는 것은 커프의 중간선을 따라 첫 번째 구멍 아래 약 5 밀리미터 를 가리킵니다. 바늘의 눈을 통해 봉합사를 삽입하고 튜브 벽을 통해 바늘을 당깁니다. 낮은 구멍에서 연장봉합사의 짧은 끝에 소량의 UV 경화 접착제를 적용하고 낮은 꼬리가 튜브의 외벽과 거의 플러시 될 때까지 더 긴 봉합사 끝을 당깁니다.그런 다음 UV 지팡이로 접착제를 치료합니다. 이 과정을 반복하여 커프의 반대편에 다른 봉합사를 배치합니다. 다음으로 플래티넘 이리듐 와이어 리드가 있습니다.커프 벽에 네 개의 구멍을 만들기 위해 작은 바느질 바늘을 사용합니다. 그런 다음 봉제 바늘을 다시 삽입하고, 이번에는 첫 번째 리드 홀을 통해 외부에서 내부로 작업합니다. 바늘의 눈을 통해 7.5 센티미터 백금 이리듐 와이어의 약 점 5 센티미터를 삽입하고 커프 벽을 통해 와이어 리드를 스레드 튜브를 통해 바늘을 당깁니다.약 4.5센티미터가 커프의 외부 쪽에 확장되도록 와이어를 조정합니다. 첫 번째 리드 구멍을 통해 바늘을 다시 삽입한 다음 두 번째 리드 홀을 통과합니다. 바늘의 눈을 통해 와이어의 짧은 끝의 5 센티미터 점을 삽입하고 커프 벽을 통해 와이어 리드를 스레드 튜브를 통해 바늘을 당깁니다.세 번째 및 네 번째 리드 구멍을 통해 와이어를 스레드하는 프로세스를 반복합니다. 부탄 라이터를 사용하여, 조심스럽게 두 번째와 네 번째 리드 구멍에서 연장 와이어의 5 ~ 6 밀리미터에서 절연을 제거 한 다음 부드럽게 와이어의 절연 되지 않은 부분이 구멍으로 플러시 될 때까지 첫 번째 구멍에서 연장 와이어의 끝에 당겨. 다른 리드와 함께 이 것을 반복하여 세 번째 및 네 번째 리드 구멍을 통해 나사로 연결된 와이어의 절연되지 않은 끝을 정렬합니다.첫 번째 및 세 번째 리드 홀에서 커프의 외부 측의 와이어 루프에 소량의 UV 경화 접착제를 적용합니다. 그런 다음 UV 지팡이를 사용하여 접착제를 치료하고 리드를 제자리에 고정시하십시오. 작은 파이펫 팁을 사용하여 절연되지 않은 와이어 리드를 커프의 내부 벽에 밀어 넣습니다.와이어의 1밀리미터 꼬리를 커프의 외부 표면에 평평하게 당기고 함께 짧게 하지 않도록 주의하십시오. 그런 다음 소량의 UV 접착제를 적용하여 두 개의 꼬리를 덮고 치료하십시오. 폼 보드에서 커프 어셈블리로 큰 바늘을 제거합니다.바늘의 눈을 통해 6 0 봉합사의 3 센티미터 길이를 삽입하고 중간 점에서 커프의 바닥을 통해 봉합사를 스레드 튜브를 통해 바늘을 당깁니다. 변형, 튜브 및 와이어 리드를 피하기 위해 내부에서 외부로 작동하는 동일한 중간 구멍을 통해 작은 재봉 바늘을 삽입합니다. 그런 다음 바늘의 눈을 통해 봉합사의 외부 꼬리를 삽입하고 커프 스프 벽을 통해 바늘을 당겨 커프의 가장자리 주위에 봉합사의 루프를 만듭니다.봉합사의 끝과 커프의 외부 쪽에 반 매듭을 묶어 커프의 반대쪽 끝 주위에 두 번째 루프를 만듭니다. 튜브에 대해 매듭을 평평하게 유지하면서 소량의 UV 접착제를 반 매듭에 적용하여 치료하십시오. 봉합사 실의 끝을 가능한 한 매듭에 가깝게 조심스럽게 잘라냅니다.그런 다음, 부탄 라이터를 사용하여 각 백금 이리듐 와이어 리드의 끝에서 약 3밀리미터에서 절연을 제거합니다. 골드 핀의 컵 면을 각 리드의 절연되지 않은 끝으로 납땜합니다. 이식 테스트를 진행하기 전에 조립 된 커프가 1 킬로 헤르츠에서 2 킬로 미만의 임피던스를 가지고 있는지 확인하기 위해 조립 된 장치의 임피던스.헤드 캡을 조립하고 원고 방향에 따라 커프 전극을 이식 한 후 쥐가 깨어있는 동안 미주 신경을 자극합니다. 이식된 헤드 캡을 통해 자극 발생기에 쥐를 연결하고 자극 설정을 조정합니다. VNS 유도 모터 피질 맵의 재구성을 위해, 15개의 격면 펄스의 단일 열차를 제공하며, 각각 100 마이크로초의 폭을 자랑하며, 30 헤르츠의 주파수에서 800 마이크로 암페어의 진폭을 제공합니다.자극 열차는 10분, 30분 동안 각 레버 프레스를 감지한 직후 에 전달됩니다. 오실로스코프를 사용하여 전류 자극의 성공적인 전달을 모니터링합니다. 이 프로토콜은 쥐의 미주 신경 커프 전극 및 머리 캡을 만성 적으로 이식하는 데 사용되었습니다.이식 하는 동안, 모든 커프스의 기능 검증 은 혈액 산소 포화도에 있는 VNS 유도 된 낙하에 대 한 테스트에 의해 수행 되었다. 이 반응을 연상시키기 위해, 30 헤르츠 펄스의 10 초 열차, 각각 100 마이크로 초의 폭, 그리고 800 마이크로 앰프의 진폭은 커프 리드에 걸쳐 전달되었다. 모든 커프의 경우, 10초 이상의 자극 기간 동안 VNS 유도 호흡 중단을 관찰했으며, 이는 적어도 5%의 혈액 산소 포화도 저하와 함께 커프 기능 및 적절한 이식을 확인하였다.장치의 장기 기능을 테스트하기 위해, 쥐는 이식 후 6 주 마취되었고 VNS가 다시 적용되었습니다. 9개의 장치 중 7개에 대해, 자극의 크기는 혈액 산소 포화도의 변화를 불러 일으켰으며, 초기 이식시 관찰된 것과 다르지 않았으며, 이는 우수한 성능을 지속했다는 것을 시사한다. 나머지 두 장치는 자극 진폭을 1.6 밀리암페어로 증가시켜 이러한 장치가 계속 작동한다는 것을 시사하는 적어도 5 %의 혈액 산소 포화도의 신뢰할 수있는 감소를 불러 일으키기에 충분했습니다.그러나 임피던스, 신경 손상 또는 커프 방향의 변화로 인해 성능이 저하되었을 수 있습니다. 만성 이식 장치의 장기 기능을 추가로 테스트하기 위해 두 번째 쥐 그룹은 숙련 된 도달 레버 프레스 작업의 단순화 된 버전에 대해 훈련되었습니다. 쥐는 레버를 완전히 누르고 2 초 이내에 해제하기 위해 훈련 부스 밖에서 2 센티미터에 도달해야합니다.미주 신경 자극이 작업 관련 모터 맵 표현의 확장을 유도한다는 것을 보여주는 이전 연구와 일치, VNS 처리 쥐는 Sham 처리 쥐보다 훨씬 더 큰 근위 앞다리 표현을 나타냈다. 이 프로토콜은 다른 실험실 종이나 다른 말초 신경 부위의 만성 자극 실험을 수용하기 위해 쉽게 적응 할 수 있습니다. 예를 들어.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Surgical Implantation of Chronic Neural Electrodes for Recording Single Unit Activity and Electrocorticographic Signals

단일 유닛 활동과 Electrocorticographic 신호를 녹음하기 위해 만성 신경 전극 외과 이식

The success of long-term electrophysiological recordings often depends on the quality of the implantation surgery.  Here we provide useful information for ...

연구

신경과학

Fiber-optic Implantation for Chronic Optogenetic Stimulation of Brain Tissue

뇌 조직의 만성 Optogenetic의 자극을위한 광섬유 주입

Elucidating patterns of neuronal connectivity has been a challenge for both clinical and basic neuroscience. Electrophysiology has been the gold standard ...

Transplantation of Olfactory Ensheathing Cells to Evaluate Functional Recovery after Peripheral Nerve Injury

말초 신경 손상 후 기능 회복을 평가하기 위해 후각 Ensheathing 세포의 이식

Olfactory ensheathing cells (OECs) are neural crest cells which allow growth and regrowth of the primary olfactory neurons. Indeed, the primary olfactory ...

Microelectrode Guided Implantation of Electrodes into the Subthalamic Nucleus of Rats for Long-term Deep Brain Stimulation

미세 전극은 장기 깊은 뇌 자극 쥐의 Subthalamic 핵에 전극의 주입을 가이드

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, ...

Fabrication of High Contact-Density, Flat-Interface Nerve Electrodes for Recording and Stimulation Applications

녹화 및 자극 애플리케이션을위한 높은 접촉 밀도의 제작, 평면 인터페이스 신경 전극

Many attempts have been made to manufacture multi-contact nerve cuff electrodes that are safe, robust and reliable for long term neuroprosthetic ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

만성 Transcranial 전기 자극 및 쥐 Intracortical 녹음

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

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

일반적인 마모 셋에 전체 피 질 Electrocorticographic 배열의 만성 이식

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...

Chronic Implantation of Multiple Flexible Polymer Electrode Arrays

다중 유연한 폴리머 전극 어레이의 만성 이식

Simultaneous recordings from large populations of individual neurons across distributed brain regions over months to years will enable new avenues of ...

Implantation and Control of Wireless, Battery-free Systems for Peripheral Nerve Interfacing

말초 신경 인터페이스를 위한 배터리가 필요 없는 무선 시스템의 이식 및 제어

Peripheral nerve interfaces are frequently used in experimental neuroscience and regenerative medicine for a wide variety of applications. Such interfaces ...

말초 신경 자극 및 제어 가능한 맥박 매개변수 TMS 결합

Combined Peripheral Nerve Stimulation and Controllable Pulse Parameter Transcranial Magnetic Stimulation to Probe Sensorimotor Control and Learning

저자 스포트라이트: Combined peripheral nerve stimulation and controllable pulse parameter Transcranial Magnetic Stimulation to Probe Sensorimotor Control and Learning  

말초 신경 자극 및 제어 가능한 펄스 매개변수 경두개 자기 자극을 결합하여 감각 운동 제어 및 학습을 조사합니다.

Skilled motor ability depends on efficiently integrating sensory afference into the appropriate motor commands. Afferent inhibition provides a valuable ...