Name: in vivo intracellular recording of type-identified rat spinal motoneurons during trans-spinal direct current stimulation
Uploaded: 2020-05-11T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Intracellular Recording of Type-Identified Rat Spinal Motoneurons During Trans-Spinal Direct Current Stimulation at JoVE.com

이 작품은 국립 과학 센터 보조금 번호에 의해 지원되었다 2017/25/ B / NZ7/00373. 저자는 한나 Drzymała-Celichowska와 Włodzimierz Mrówczyinski의 작품을 인식하고 싶습니다, 둘 다 이 논문에 제시된 결과의 데이터 수집 및 분석에 기여했습니다.

이 프로토콜과 관련된 모든 절차는 해당 당국(예: 지역 윤리위원회)에 의해 받아들여졌으며 동물 복지 및 관리에 관한 국내 및 국제 규칙을 따릅니다.
참고: 절차에 관여하는 각 참가자는 기본적인 외과 적 수술에 적절하게 훈련되어야하며 동물 실험을 수행하기위한 유효한 라이센스를 가져야합니다.
1. 마취 및 사전 약물
<ol><li>나트륨 pentobarbital의 관면 ...

<ol>
	<li>Angius, L., Hopker, J., Mauger, A. 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+Ergogenic+Effects+of+Transcranial+Direct+Current+Stimulation+on+Exercise+Performance.">The Ergogenic Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on Exercise Performance.</a> Frontiers in Physiology. 8, 90 (2017).</li><li>Berry, H. R., Tate, R. J., Conway, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcutaneous+spinal+direct+current+stimulation+induces+lasting+fatigue+resistance+and+enhances+explosive+vertical+jump+performance.">Transcutaneous spinal direct current stimulation induces lasting fatigue resistance and enhances explosive vertical jump performance.</a> PloS One. 12 (4), 0173846 (2017).</li><li>Lenoir, C., Jankovski, A., Mouraux, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anodal+transcutaneous+spinal+direct+current+stimulation+(tsDCS)+selectively+inhibits+the+synaptic+efficacy+of+nociceptive+transmission+at+spinal+cord+level.">Anodal transcutaneous spinal direct current stimulation (tsDCS) selectively inhibits the synaptic efficacy of nociceptive transmission at spinal cord level.</a> Neuroscience. 393, 150-163 (2018).</li><li>Parazzini, 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=Modeling+the+current+density+generated+by+transcutaneous+spinal+direct+current+stimulation+(tsDCS).">Modeling the current density generated by transcutaneous spinal direct current stimulation (tsDCS).</a> Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 125 (11), 2260-2270 (2014).</li><li>Choi, Y. A., Kim, Y., Shin, H. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pilot+study+of+feasibility+and+effect+of+anodal+transcutaneous+spinal+direct+current+stimulation+on+chronic+neuropathic+pain+after+spinal+cord+injury.">Pilot study of feasibility and effect of anodal transcutaneous spinal direct current stimulation on chronic neuropathic pain after spinal cord injury.</a> Spinal Cord. 57 (6), 461-470 (2019).</li><li>G&#243;mez-Soriano, J., Meg&#237;a-Garc&#237;a, A., Serrano-Mu&#241;oz, D., Osuagwu, B., Taylor, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-invasive+spinal+direct+current+simulation+for+spasticity+therapy+following+spinal+cord+injury:+mechanistic+insights+contributing+to+long-term+treatment+effects.">Non-invasive spinal direct current simulation for spasticity therapy following spinal cord injury: mechanistic insights contributing to long-term treatment effects.</a> The Journal of Physiology. 597 (8), 2121-2122 (2019).</li><li>de Ara&#250;jo, A. V. L., 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=Effectiveness+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+to+improve+muscle+strength+and+motor+functionality+after+incomplete+spinal+cord+injury:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Effectiveness of anodal transcranial direct current stimulation to improve muscle strength and motor functionality after incomplete spinal cord injury: a systematic review and meta-analysis.</a> Spinal Cord. , (2020).</li><li>de Paz, R. H., Serrano-Mu&#241;oz, D., P&#233;rez-Nombela, S., Bravo-Esteban, E., Avenda&#241;o-Coy, J., G&#243;mez-Soriano, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+transcranial+direct-current+stimulation+with+gait+training+in+patients+with+neurological+disorders:+a+systematic+review.">Combining transcranial direct-current stimulation with gait training in patients with neurological disorders: a systematic review.</a> Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 16 (1), 114 (2019).</li><li>Ahmed, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+gamma+and+alpha+spinal+motor+neurons+activity+by+trans-spinal+direct+current+stimulation:+effects+on+reflexive+actions+and+locomotor+activity.">Modulation of gamma and alpha spinal motor neurons activity by trans-spinal direct current stimulation: effects on reflexive actions and locomotor activity.</a> Physiological Reports. 4 (3), (2016).</li><li>Bolzoni, F., Jankowska, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Presynaptic+and+postsynaptic+effects+of+local+cathodal+DC+polarization+within+the+spinal+cord+in+anaesthetized+animal+preparations.">Presynaptic and postsynaptic effects of local cathodal DC polarization within the spinal cord in anaesthetized animal preparations.</a> The Journal of Physiology. 593 (4), 947-966 (2015).</li><li>Cogiamanian, 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=Transcutaneous+Spinal+Direct+Current+Stimulation.">Transcutaneous Spinal Direct Current Stimulation.</a> Frontiers in Psychiatry. 3, (2012).</li><li>Ahmed, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trans-spinal+direct+current+stimulation+alters+muscle+tone+in+mice+with+and+without+spinal+cord+injury+with+spasticity.">Trans-spinal direct current stimulation alters muscle tone in mice with and without spinal cord injury with spasticity.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 34 (5), 1701-1709 (2014).</li><li>Bolzoni, F., Pettersson, L. G., Jankowska, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+long-lasting+subcortical+facilitation+by+transcranial+direct+current+stimulation+in+the+cat.">Evidence for long-lasting subcortical facilitation by transcranial direct current stimulation in the cat.</a> The Journal of Physiology. 591 (13), 3381-3399 (2013).</li><li>Manuel, M., Zytnicki, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alpha,+beta+and+gamma+motoneurons:+functional+diversity+in+the+motor+system's+final+pathway.">Alpha, beta and gamma motoneurons: functional diversity in the motor system's final pathway.</a> Journal of Integrative Neuroscience. 10 (3), 243-276 (2011).</li><li>Feiereisen, P., Duchateau, J., Hainaut, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+recruitment+order+during+voluntary+and+electrically+induced+contractions+in+the+tibialis+anterior.">Motor unit recruitment order during voluntary and electrically induced contractions in the tibialis anterior.</a> Experimental Brain Research. 114 (1), 117-123 (1997).</li><li>Van Cutsem, M., Feiereisen, P., Duchateau, J., Hainaut, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+and+behaviour+of+motor+units+in+the+tibialis+anterior+during+voluntary+contractions.">Mechanical properties and behaviour of motor units in the tibialis anterior during voluntary contractions.</a> Canadian Journal of Applied Physiology = Revue Canadienne De Physiologie Appliquee. 22 (6), 585-597 (1997).</li><li>Gardiner, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physiological+properties+of+motoneurons+innervating+different+muscle+unit+types+in+rat+gastrocnemius.">Physiological properties of motoneurons innervating different muscle unit types in rat gastrocnemius.</a> Journal of Neurophysiology. 69 (4), 1160-1170 (1993).</li><li>Ahmed, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trans-spinal+direct+current+stimulation+modifies+spinal+cord+excitability+through+synaptic+and+axonal+mechanisms.">Trans-spinal direct current stimulation modifies spinal cord excitability through synaptic and axonal mechanisms.</a> Physiological Reports. 2 (9), (2014).</li><li>Manuel, M., Iglesias, C., Donnet, M., Leroy, F., Heckman, C. J., Zytnicki, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+kinetics,+high-frequency+oscillations,+and+subprimary+firing+range+in+adult+mouse+spinal+motoneurons.">Fast kinetics, high-frequency oscillations, and subprimary firing range in adult mouse spinal motoneurons.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 29 (36), 11246-11256 (2009).</li><li>Liebetanz, D., Koch, R., Mayenfels, S., K&#246;nig, F., Paulus, W., Nitsche, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety+limits+of+cathodal+transcranial+direct+current+stimulation+in+rats.">Safety limits of cathodal transcranial direct current stimulation in rats.</a> Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 120 (6), 1161-1167 (2009).</li><li>B&#261;czyk, M., Jankowska, 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+effects+of+direct+current+are+reproduced+by+intermittent+depolarization+of+myelinated+nerve+fibers.">Long-term effects of direct current are reproduced by intermittent depolarization of myelinated nerve fibers.</a> Journal of Neurophysiology. 120 (3), 1173-1185 (2018).</li><li>B&#261;czyk, M., Drzyma&#322;a-Celichowska, H., Mr&#243;wczy&#324;ski, W., Krutki, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motoneuron+firing+properties+are+modified+by+trans-spinal+direct+current+stimulation+in+rats.">Motoneuron firing properties are modified by trans-spinal direct current stimulation in rats.</a> Journal of Applied Physiology. 126 (5), 1232-1241 (2019).</li><li>B&#261;czyk, M., Drzyma&#322;a-Celichowska, H., Mr&#243;wczy&#324;ski, W., Krutki, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-lasting+modifications+of+motoneuron+firing+properties+by+trans-spinal+direct+current+stimulation+in+rats.">Long-lasting modifications of motoneuron firing properties by trans-spinal direct current stimulation in rats.</a> European Journal of Neuroscience. , (2019).</li><li>Miranda, P. C., Faria, P., Hallett, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+does+the+ratio+of+injected+current+to+electrode+area+tell+us+about+current+density+in+the+brain+during+tDCS.">What does the ratio of injected current to electrode area tell us about current density in the brain during tDCS.</a> Clinical Neurophysiology: Official Journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 120 (6), 1183-1187 (2009).</li><li>Rahman, 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=Cellular+effects+of+acute+direct+current+stimulation:+somatic+and+synaptic+terminal+effects.">Cellular effects of acute direct current stimulation: somatic and synaptic terminal effects.</a> The Journal of Physiology. 591 (10), 2563-2578 (2013).</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=Effects+of+uniform+extracellular+DC+electric+fields+on+excitability+in+rat+hippocampal+slices+in+vitro.">Effects of uniform extracellular DC electric fields on excitability in rat hippocampal slices in vitro.</a> The Journal of Physiology. 557, 175-190 (2004).</li><li>Jankowska, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+control+of+motor+outputs+by+intrinsic+and+externally+induced+electric+field+potentials.">Spinal control of motor outputs by intrinsic and externally induced electric field potentials.</a> Journal of Neurophysiology. 118 (2), 1221-1234 (2017).</li><li>Button, D. C., Gardiner, K., Marqueste, T., Gardiner, P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency-current+relationships+of+rat+hindlimb+alpha-motoneurones.">Frequency-current relationships of rat hindlimb alpha-motoneurones.</a> The Journal of Physiology. 573, 663-677 (2006).</li></ol>

올바르게 수행되는 경우, 설명된 프로토콜의 수술 부분은 약 3시간 이내에 완료되어야 한다. 하나는 수술 중 동물의 안정적인 생리 적 상태를 유지에 특히주의해야한다, 특히 체온과 마취의 깊이. 명백한 윤리적 고려 사항 외에도 적절한 마취가 부족하면 신경 해부 또는 라미네절제술 중 과도한 사지 운동이 발생할 수 있으며 준비 또는 조기 실험 종료에 손상을 초래할 수 있습니다. 척수를 미세 ?...

트랜스-척추 직접 전류 자극(tsDCS)은 건강과,질병1,2,23에서척추 회로 흥분성을 수정하는 강력한 방법으로 인정을 받고 있다. 이 기법에서, 일정한 전류는 선택된 척추 세그먼트 위에 위치한 활성 전극 사이에 전달되며, 기준 전극은 통풍구 또는 더 rostrally4에위치한다. 여러 연구는 이미 tsDCS가 신경병증 통증5,경련6,척수 손상7 또는 재활을 용이하게하기 위해 특정 병리학 적 상태를 관리하는 데 사용될 수 있음을 확인했다8. 연구원은 tsDCS가 세포막을 가로 질러 세포내 및 세포 외 공간 사이 이온 분포에 있는 변경을 불러 일으킨다는 것을 건의하고, 이것은 현재방향에따라서 신경 활동을 촉진하거나 억제할 수 있습니다9,10,,11. 그러나, 최근까지, 모토 뉴런에 이 영향의 직접적인 확인이 부족했다.
여기서, 우리는 척추 신경 망의 무음 또는 음극 양극화에 대응하여 모토뉴런 막및 발사 특성의 변화를 관찰하기 위해, tsDCS의 동시 적용과 함께 마취 쥐에서 요추 척추 운동신경으로부터 전기 전위의 생체 내 세포 내 기록을 수행하는 상세한 프로토콜을 설명합니다. 세포 내 기록은 이전에 사용 된 세포 외 기술9,12에사용할 수없는 뉴런 특성의 조사의 여러영역을엽니 다. 예를 들어, tsDCS에 의해 유도된 직접 전류 흐름에 대한 모토뉴런 멤브레인 전압 반응을 정밀하게 측정하거나, 스파이크 생성을 위한 전압 임계값을 표시하거나, 동작 잠재적 파라미터를 분석할 수 있다. 더욱이, 이 기술은 입력 저항과 같은 모토뉴런 수동 막 특성을 결정하고, 세포내 자극 전류와 모토뉴런의 리듬 발사 빈도 사이의 관계를 관찰할 수 있게 한다. 기능적으로 확인된 신경(즉, 굴곡 또는 엑스텐서에 efferents을 제공하는 신경)의 자극에 기초하여 기록된 motoneuron의 항드로믹 식별은 편광이 성숙한 척추 뉴런 시스템의 개별 요소에 다르게 영향을 미치는지 여부를 테스트할 수 있는 기회를 제공하는 내부 모터 유닛(fast vs slow)의 유형을 추가로 식별할 수 있게 해줍니다. 기록의 안정성과 신뢰성에 대한 광범위한 수술과 높은 요구 사항으로 인해이 기술은 매우 도전적이지만 하나의 motoneuron의 전기 생리적 특성에 대한 직접적이고 장기적인 평가를 허용합니다 : 급성 행동과 지속적인효과(13)를결정하는 데 중요한 tsDCS의 적용 전, 도중 및 후. motoneuron직접 외경 근육섬유를 활성화 하 고 근육 수축및 개발 된 힘(15)의피드백 제어에 참여 하고,16 모터 단위 또는 근육 수축 특성에 tsDCS의 관찰 된 영향 motoneuron 흥분 성 또는 발사 특성의 변조에 연결 될 수 있습니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Durgs and solutions</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atropinum sulfuricum</td>
			<td>Polfa Warszawa</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Merck</td>
			<td>346351</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3</td>
			<td>Merck</td>
			<td>106329</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pancuronium Jelfa</td>
			<td>PharmaSwiss/Valeant</td>
			<td>-</td>
			<td>Neuromuscular blocker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital sodium</td>
			<td>Biowet Pu&#322;awy Sp. z o.o</td>
			<td>-</td>
			<td>Main anesthetic agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pottasium citrate</td>
			<td>Chempur</td>
			<td>6100-05-06</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetraspan</td>
			<td>Braun</td>
			<td>-</td>
			<td>HES solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical equipment</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>21 Blade</td>
			<td>FST</td>
			<td>10021-00</td>
			<td>Scalpel blade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cauterizer</td>
			<td>FST</td>
			<td>18010-00</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chest Tubes</td>
			<td>Mila</td>
			<td>CT1215</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #4 Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11241-30</td>
			<td>Muscle forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5 Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11254-20</td>
			<td>Dura forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5F Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11255-20</td>
			<td>Nerve forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5SF Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11252-00</td>
			<td>Pia forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11008-13</td>
			<td>Blunt forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>11053-10</td>
			<td>Skin forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostat</td>
			<td>FST</td>
			<td>13013-14</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rongeur</td>
			<td>FST</td>
			<td>16021-14</td>
			<td>For laminectomy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>15000-08</td>
			<td>Vein scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>15002-08</td>
			<td>Dura scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>14184-09</td>
			<td>For trachea cut</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>104075-11</td>
			<td>Muscle scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>FST</td>
			<td>14002-13</td>
			<td>Skin scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tracheal tube</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vein catheter</td>
			<td>Vygon</td>
			<td>1261.201</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vessel cannulation forceps</td>
			<td>FST</td>
			<td>18403-11</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vessel clamp</td>
			<td>FST</td>
			<td>18320-11</td>
			<td>For vein clamping</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vessel Dilating Probe</td>
			<td>FST</td>
			<td>10160-13</td>
			<td>For vein dissection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sugrgical materials</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel foam</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td>GTIN 00300090315085</td>
			<td>Hemostatic agent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silk suture 4.0</td>
			<td>FST</td>
			<td>18020-40</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silk suture 6.0</td>
			<td>FST</td>
			<td>18020-60</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Axoclamp 2B</td>
			<td>Molecular devices</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>Intracellular amplifier/ new model Axoclamp 900A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CapStar-100 End-tidal CO2 Monitor</td>
			<td>CWE</td>
			<td>11-10000</td>
			<td>Gas analyzer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grass S-88</td>
			<td>A-M Systems</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>Constant current stimulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Homeothermic Blanket Systems with Flexible Probe</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>507222F</td>
			<td>Heating system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ISO-DAM8A</td>
			<td>WPI</td>
			<td>74020</td>
			<td>Extracellular amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microdrive</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made/replacement IVM/Scientifica</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P-1000 Microelectrode puller</td>
			<td>Sutter Instruments</td>
			<td>P-1000</td>
			<td>Microelectrode puller</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SAR-830/AP Small Animal Ventilator</td>
			<td>CWE</td>
			<td>12-02100</td>
			<td>Respirator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Support frame</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made/replacement lab standard base 51601/Stoelting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spinal clamps</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made/replacement Rat spinal adaptor 51695/Stoelting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TP-1 DC stimulator</td>
			<td>WiNUE</td>
			<td>-</td>
			<td>tsDCS stimulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Miscellaneous</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1B150-4 glass capillaries</td>
			<td>WPI</td>
			<td>1B150-4</td>
			<td>For microelectrodes production</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton wool</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>flexible tubing</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>For respirator and CO2 analyzer connection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MicroFil</td>
			<td>WPI</td>
			<td>MF28G67-5</td>
			<td>For filling micropipettes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver wire</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>For nerve electrodes</td>
		</tr>
	</tbody>
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in vivo intracellular recording of type-identified rat spinal motoneurons during trans-spinal direct current stimulation

생체 내에서 척추 운동신경의 세포내 기록은 그대로 척추 네트워크에서 세포의 전기 생리적 특성을 결정하기위한 "금 본위제"를 제공하고 고전적인 체외 또는 세포 외 기록 기술에 비해 상당한 장점을 보유하고 있습니다. 생체 내 세포 내 기록의 장점은 이 방법이 완전히 성숙한 신경계를 가진 성인 동물에서 수행될 수 있고, 따라서 많은 관찰된 생리적 기계장치가 실제 적인 응용 프로그램으로 번역될 수 있다는 것입니다. 이 방법론 논문에서, 우리는 척추 신경 네트워크 내에서 발생하는 편광 과정을 모방 외부적으로 적용 된 일정한 전류 자극과 결합된이 절차를 설명합니다. 트랜스 척추 직접 전류 자극 (tsDCS)은 스포츠뿐만 아니라 다양한 신경 손상 후 재활에 신경 조절 개입으로 점점 더 많이 사용되는 혁신적인 방법입니다. 신경계에 tsDCS의 영향은 제대로 이해 되지 남아 있으며 그것의 행동 뒤에 생리 적 메커니즘은 크게 알 수 없습니다. tsDCS를 세포내 기록과 동시에 적용하면 tsDCS 동작에 대한 이해가 중요한 척추 뉴런 네트워크의 편광에 대응하여 모토뉴런 막 특성및 리듬 발사특성의 변화를 직접 관찰할 수 있습니다. 더욱이, 제시된 프로토콜이 내측 근육 및 그 기능(굴곡 대 엑스텐서)과 생리적 유형(fast vs slow)에 대하여 모토뉴런의 식별을 포함할 때, 이는 편광에 의해 다르게 영향을 받는 척수 회로의 식별된 구성 요소에 대한 tsDCS의 영향을 선택적으로 조사할 수 있는 기회를 제공한다. 제시된 절차는 결과의 준비 안정성 및 재현성을 달성하는 데 필요한 단계에 중점을 두고 세포 내 기록 및 자극을 위한 외과 준비에 중점을 둡니다. 무음 또는 음극 tsDCS 응용 프로그램의 방법론의 세부 사항은 실용적이고 안전 문제에주의를 기울이면서 논의됩니다.

세포 침투의 안정적인 조건이 보장될 때 작업 잠재력 및 여러 멤브레인 특성의 매개 변수는 세포 내 기록에 기초하여 계산될 수 있다. 도 1A는 세포 내 자극에 의해 발생되는 전형적인 직교 작용 잠재력을 제시하며, 이는 데이터 포함에 대한 모든 기준을 충족합니다(적어도 -50 mV의 휴식 막 전위, 및 50mV 이상의 스파이크 진폭은 양성 오버슈트로). 스파이크 진폭, 후극극 진폭 ?...

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In Vivo Intracellular Recording of Type-Identified Rat Spinal Motoneurons During Trans-Spinal Direct Current Stimulation

이 프로토콜은 동시 트랜스 척추 직접 전류 자극을 가진 쥐 요추 모토뉴런의 생체 내 세포 내 기록을 설명합니다. 이 방법을 통해 멤브레인 특성을 측정하고 척수의 무음 또는 음극 편광 전, 도중 및 후에 모토뉴런의 리듬 발사를 기록할 수 있습니다.

트랜스 척추 직접 전류 자극 중 유형 식별 쥐 척추 운동 신경의 생체 내 세포 내 기록

Intracellular recording of spinal motoneurons in vivo provides a &#8220;gold standard&#8221; for determining the cells&#8217; electrophysiological ...

이 프로토콜은 척추 모토뉴런의 세포내 기록을 사용하여 척추 네트워크의 기능에 대한 트랜스 척추 직접 전류 자극의 영향을 직접 조사합니다. 이 기술의 주요 장점은 완전히 성숙한 신경계에서 세포 내 녹음을 수행 할 수 있다는 것입니다. 실험 관측의 번역을 실용적인 응용 분야에 용이하게 합니다.페달 반사에 대한 반응의 부족을 확인 한 후, 마취 된 6 개월 된 남성 Wistar 쥐는 해부 현미경과 숫자 21 블레이드를 사용하여 흉골에서 턱까지 세로 피부 절개를합니다. 그리고 무딘 해부를 사용하여 올바른 경정맥을 노출하십시오. 분기 점 없이 정맥 의 섹션 아래에 2, 4-0 합자 놓습니다.그리고 정맥 세그먼트의 근근 끝에 하나의 느슨한 매듭을 합니다. 그리고 세그먼트의 말단 끝에 하나의 느슨한 매듭. 정맥 근위를 심장에 고정시키고 정맥의 말단 끝을 리게이트합니다.홍채 가위를 사용하여 클램프와 단산 합자 사이에 절개를 합니다. 그리고 정맥의 플랩을 들고 정맥이 클램프에 의해 막힌 지점에 미리 채워진 카테터를 소개합니다. 그런 다음 클램프를 제거하고 카테터를 몇 밀리미터 밀어 정맥으로 밀어 넣습니다.기관관 배치의 경우 무딘 집게를 사용하여 스테르노하이드 근육을 덮는 두 개의 하악샘을 분리하십시오. 그리고 중간선에 스테인로이드 근육을 분리하여 기관진을 노출시한다. 기관 아래에 3개, 4-0 합자를 놓고 기관관 삽입 점 아래에 2매듭을 만들고 위의 매듭 을 만듭니다.그런 다음 제 3 기관 연골 아래 기관관에 기관 튜브를 삽입합니다. 그리고 미리 준비된 합자로 튜브를 제자리에 고정시합니다. 뒷다리 신경을 해부하려면 숫자 21 블레이드를 사용하여 아킬레스 건에서 엉덩이에 이르기까지 왼쪽 뒷다리의 후방 측면에 세로 절단을 합니다.그리고 가위를 사용하여 무릎 관절의 뒤쪽에 있는 포라이트 포사의 전방 및 후방 영역 사이의 절단을 합니다. 이두근 여성스러움의 두 머리를 잘라, 상골 신경을 노출. 그리고 측면 머리를 위장관 근육의 내측 머리에서 분리하여 경골 신경과 가지를 노출시하십시오.그런 다음 55번 의 집게를 사용하여 내측 위트로테미와 측면 위트로테미와 솔레우스 신경을 조심스럽게 해부합니다. 근육의 각각에 그들의 연결을 유지 하면서 주변 조직에서 그들을 분리. 라미케네절절제술을 수행하려면 21번 블레이드를 사용하여 천골에서 흉부 척추까지 종방향 절개를 합니다.그리고 흉부 삽입을 가진 가장 낮은 흉부 세그먼트로, Th13 척추를 식별합니다. 그런 다음 미세 한 rongeurs를 사용하여 Th13에서 L2 척추까지 가시 적 과정과 라미네를 제거하고 척수의 요추 세그먼트를 노출시하십시오. 척추 열을 고정하려면 닫힌 루프 가열 시스템에 연결된 섭씨 37도 가열 패드에 쥐를 사용자 지정 만든 프레임에 넣습니다.그리고 피부 플랩을 사용하여 노출된 척수 위에 깊은 풀을 형성합니다. 금속 클램프를 Th12 횡단 공정 아래에 놓고 L3 가시 공정에 놓고 풀을 섭씨 37도 미네랄 오일로 채웁니다. 피부 플랩을 사용하여 노출된 티비알, 내측 위트로테믹, 측면 위트로테믹 및 솔레우스 신경위에 깊은 미네랄 오일 풀을 만듭니다.그리고 양극성 실버 와이어 자극 전극에 신경을 배치합니다. 그런 다음 각 신경에 대해 별도의 자극 채널을 사용하여 전극을 제곱 펄스 자극기로 연결합니다. 표면 전극 배치의 경우, 해부 현미경 의 밑에, 노출된 척수의 왼쪽 caudal 쪽에 은공 전극을 놓습니다.후면 근육에 레퍼런스 전극이 삽입됩니다. 그리고 두 전극을 차동 DC 증폭기에 연결합니다. 일정한 전류 자극기를 사용하여 내측 위트로네미하와 측면 위트로테네미에이즘 및 솔레우스 신경을 자극하고, 3헤르츠 주파수에서 반복되는 0.1 밀리초 의 제곱 펄스와 발포성 발리를 관찰한다.시뮬레이션의 끝에서, 표면 전극을 장밋빛으로 이동하고, 배구의 진폭이 각 신경에 대해 가장 높은 척추 세그먼트를 식별하기 위해 자극을 반복한다. 최대 발리의 위치를 결정 한 후, 쥐를 마비하는 정맥 신경 근육 차단제를 제공합니다. 도우미가 설치류 호환 캡 지명자와 일치하는 외부 인공호흡기에 기관관을 연결합니다.듀라와 피아 메이트를 열려면 숫자 55 집게를 사용하여 듀라 마터를 부드럽게 들어 올리고 L5 세그먼트에서 조직을 다시 잘라 L4 세그먼트까지 장밋빛으로 자릅니다. 그런 다음 초박형 5SF 집게 쌍을 사용하여 혈관 사이의 등갈 컬럼을 덮고 피아에 작은 패치를 만듭니다. 정확히 내측 위트로테미온및 측측 위트로테미하및 솔레우스 신경으로부터 최대 발구의 수준에서.트랜스 척추 직접 전류 자극 전극을 배치하려면 Th12 척추의 등쪽에 식염수에 담근 스폰지를 놓습니다. 그리고 활성 트랜스 척추 직접 전류 자극 전극으로 스폰지를 누르기 위해 미세 조작을 사용합니다. 그런 다음 사용자 정의 풀링 된 마이크로 전자 전차를 마이크로 조작기에 장착하여 1 ~ 2 개의 미크론 스테핑 움직임과 스테레오 탁스 교정을 허용합니다.그리고 15~ 20도 내측 각도에서 피아의 선택된 패치로 마이크로피펫 팁을 구동한다. 세포내 증폭기의 브리지 모드에서, 모토뉴런 막 및 발사 특성을 기록하기 위해, 항드로믹 작용 잠재력의 전부 또는 전혀 모양에 기초하여 모토뉴런을 식별하기 위해 각 신경 가지를 자극한다. 현재 스위치 속도 모드를 가진 세포내 증폭기의 불연속 전류 클램프 모드에서 4~8킬로헤르츠, 0.5밀리초 세포내 탈극 전류 펄스를 사용하여 모토뉴런에서 치열 교정 작용 잠재력을 연상시킨다.세포 입력 저항을 계산하려면 1 나노그램 전류의 40개의 짧은 100밀리초 펄스로 모토뉴런을 자극합니다. 단일 스파이크를 유도하는 데 필요한 탈극 전류의 최소 진폭으로 실제 기준 값을 결정하기 위해, 증가 진폭에서 50 밀리초 제곱파 펄스로 모토뉴런을 자극한다. 그런 다음 진폭을 증가시면 500밀리초 의 제곱파 펄스를 탈극 전류의 펄스를 주입합니다.0.1 ~ 2 나노 앰프 단계에서, 모토 뉴런의 리듬 배출을 연상시킨다. 트랜스 척추 직접 전류 자극의 경우, 모토뉴런의 안정적인 침투를 유지하면서 직접 전류의 척추 횡단 응용에 의해 편광 절차를 시작합니다. 여기서, 데이터 포함에 대한 모든 기준을 충족하는 세포 내 자극에 의해 불러지는 전형적인 정형 외과 동작 전위가 표시됩니다.이 분석에서, 1나노그램의 100밀리초 과극화 전류 펄스에 대한 세포 반응. 모토뉴런의 피크 및 고원 입력 저항이 모두 전압 편향으로부터 결정될 수 있는, 관찰될 수 있다. 실제 기본 스파이크의 확장 된 전압 추적은 스파이크의 명확하게 표시된 전압 임계 값을 나타낸다.전압 게이트 나트륨 채널이 활성화되어 작업 전위를 시작하는 멤브레인 탈극화 수준을 나타냅니다. 이 그래프는 셀룰러 전압 추적의 예를 제공합니다. 두 개의 motoneurons에서, 탈극 전류의 500 밀리 초 제곱 펄스와 세포내 자극.전, 도중, 그리고 트랜스 척추 직접 전류 자극 응용 프로그램 후. 아노달 척추 직접 전류 자극은 증가 된 motoneuron 흥분성 및 리듬 발사의 높은 주파수를 향해 작용하는 것으로 나타났습니다. 음극 트랜스 척추 직접 전류 자극 동안, 발사 억제를 향해 행동.더욱이, 두 가지 유형의 트랜스 척추 직접 전류 자극의 효과는 양극화 기간을 능가했습니다. 불완전한 셀 침투로 인해 데이터 포함 기준이 손상된 경우 부정확한 데이터를 수집할 수 있습니다. 미세 전극 저항 및 정전 또는 척수 불안정을 보상하지 못하는 경우.해부 동안 척수에 손상이 발생하지 않는 것은 부상이 척추 충격을 초래할 수 있으므로 추가 기록이 불가능해짐에 따라 반드시 손상되지 않는 것이 필수적입니다. 추가 조직학적 또는 면역 세포 화학 분석을 위해 조직 샘플을 수확할 수 있다. 예를 들어, c-fos 발현의 측정은 뉴런 활동의 프록시로서 사용될 수 있다.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Transcranial 직접 전류 자극의 전극 위치와 몬티지

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

연구

신경과학

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

배근 잠재적 기록하여 생쥐의 척수 시냅스 억제를 측정<em&gt; 생체</em

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of ...

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

마우스 뇌 조각 준비에서 발작 같은 활동의 직류 자극 및 다중 전극 배열 기록

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

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

원격으로 감독된 Transcranial 직접 전류 자극: 안전성 및 내성에 대 한 업데이트

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

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

상 지 대 한 Transcranial 직접 현재 자극과 로봇 치료의 사용

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

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transcranial 직류 자극 (tDCS) 마우스

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

Direct Injection of a Lentiviral Vector Highlights Multiple Motor Pathways in the Rat Spinal Cord

Introducing proteins of interest into cells in the nervous system is challenging due to innate biological barriers that limit access to most molecules. ...

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

고화질 경부 직접 전류 자극이 있는 3D 디지타이저를 사용한 자극 위치 측정

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

Simultaneous Application of Transcranial Direct Current Stimulation during Virtual Reality Exposure

가상 현실 노출 중 경두개 직접 전류 자극의 동시 적용

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a form of non-invasive brain stimulation that changes the likelihood of neuronal firing through ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) for Memory Enhancement

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS for Memory Enhancement

Memory enhancement is one of the great challenges in cognitive neuroscience and neurorehabilitation. Among various techniques used for memory enhancement, ...