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

Bu çalışma 2017/25/B/NZ7/00373 sayılı Ulusal Bilim Merkezi hibesi ile desteklenmiştir. Yazarlar Hanna Drzymała-Celichowska ve Włodzimierz Mrówczyński, her ikisi de veri toplama ve bu makalede sunulan sonuçların analizi katkıda çalışmalarını tanımak istiyorum.

Bu protokole bağlı tüm prosedürler ilgili makamlar (örneğin, Yerel Etik Komitesi) tarafından kabul edilmiş ve hayvan refahı ve yönetimi ile ilgili ulusal ve uluslararası kurallara uyulması.
NOT: Prosedüre katılan her katılımcının temel cerrahi işlemler konusunda doğru şekilde eğitilmesi ve hayvan deneyleri yapmak için geçerli bir lisansa sahip olması gerekir.
1. Anestezi ve premedication
<ol><li>Sodyum pentobarbital intraperitoneal enjeksi...

<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>

Doğru yapılırsa, tanımlanan protokolün cerrahi kısmı yaklaşık üç saat içinde tamamlanmalıdır. Ameliyat sırasında bir hayvanın stabil fizyolojik durumunun korunmasına özellikle vücut ısısı ve anestezi derinliği ne kadar özen li olmak gerekir. Bariz etik hususlarDışında, uygun anestezi eksikliği sinir diseksiyonu veya laminektomi sırasında aşırı ekstremite hareketlerine neden olabilir ve hazırlık veya erken deney sonlandırma hasara yol açabilir. Bir hayvanı mikroelektrotla omuriliğe ...

Trans-spinal doğru akım stimülasyonu (tsDCS) sağlık ve hastalık1spinal devre uyarılabilirlik değiştirmek için güçlü bir yöntem olarak tanıma kazanıyor1,2,3. Bu teknikte, seçilen spinal segmentlerin üzerinde bulunan aktif bir elektrot arasında sabit bir akım geçirilir, ventrally veya daharostrally4 bulunan bir referans elektrot ile. Çeşitli çalışmalar zaten tsDCS bazı patolojik koşulların yönetiminde kullanılabilir doğruladı, nöropatik ağrı gibi5, spastisite6, omurilik yaralanması7 veya rehabilitasyon kolaylaştırmak için8. Araştırmacılar tsDCS hücre içi ve hücre zarı boyunca hücre içi ve hücre dışı uzay arasındaki iyon dağılımıdeğişiklikleri çağrıştırıyor öneririz, ve9bu ya kolaylaştırmak veya mevcut oryantasyon abağlı olarak nöronal aktiviteyi inhibe 9,10,11. Ancak, yakın zamana kadar, motoneurons üzerinde bu etkiyi doğrudan bir onay eksikti.
Burada, tsDCS eşzamanlı uygulama ile anestezili sıçan lomber spinal motoneurons elektrik selülozlarının in vivo hücre içi kayıt yapmak için ayrıntılı bir protokol açıklar, spinal nöronal ağın anodal veya kahodal polarizasyon yanıt olarak motonöron membran değişiklikleri gözlemlemek ve ateşleme özellikleri. Hücre içi kayıtlar nöron özellikleri nin araştırılması çeşitli alanlarda açık, daha önce kullanılan hücre dışı teknikler için kullanılamaz9,12. Örneğin, tsDCS tarafından indüklenen doğru akım akışına motoneuron membran gerilim tepkisini tam olarak ölçmek, ani üretim için gerilim eşiğini belirtmek veya eylem potansiyeli parametrelerini analiz etmek mümkündür. Ayrıca, bu teknik bize girdap direnci gibi motoneuron pasif membran özelliklerini belirlemek için izin verir, ve intrahücresel stimülasyon akımı ve motoneurons ritmik ateş sıklığı arasındaki ilişkiyi gözlemlemek için. Kayıtlı motoneuron antidromik tanımlama, fonksiyonel olarak tanımlanmış sinirlerin uyarılmasıdayalı (yani, fleksörveya ekstansörler efferents sağlayan sinirler) bize ekselvaya motor birimlerinin türlerini belirlemenize olanak sağlar (hızlı karşı yavaş), polarizasyon farklı olgun spinal nöronal sistemin bireysel unsurları etkiler olup olmadığını test etmek için bir fırsat verir. Kayıt tan önce kapsamlı bir ameliyat ve kayıtların stabilite ve güvenilirlik yüksek gereksinimleri nedeniyle, bu teknik son derece zor ama bir motoneuron elektrofizyolojik özellikleridoğrudan ve uzun vadeli değerlendirilmesi sağlar: önce, sırasında ve tsDCS uygulamadan sonra, hangi akut eylemleri ve kalıcı etkileri belirlemek için çok önemlidir13. Bir motoneuron doğrudan ekstrafusal kas lifleri aktive olarak14 ve bir kas kasılması geribildirim kontrolünde yer alır ve geliştirilen kuvvet15,16 motor ünitesi veya kas kontraktil özellikleri üzerinde tsDCS herhangi bir gözlenen etkisi motoneuron uyarılabilirlik veya ateş özellikleri modülasyonları ile bağlantılı olabilir.

<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>
</table>

in vivo intracellular recording of type-identified rat spinal motoneurons during trans-spinal direct current stimulation

In vivo spinal motoneurons hücre içi kayıt bozulmamış spinal ağ hücrelerin elektrofizyolojik özelliklerini belirlemek için bir "altın standart" sağlar ve klasik in vitro veya hücre dışı kayıt teknikleri göre önemli avantajlar alametleri vardır. In vivo hücre içi kayıtların bir avantajı, bu yöntemin tamamen olgun bir sinir sistemine sahip yetişkin hayvanlar üzerinde yapIlebilmektedir ve bu nedenle gözlenen birçok fizyolojik mekanizma pratik uygulamalara çevrilebilir. Bu metodolojik yazıda, spinal nöronal ağlarda meydana gelen polarizasyon süreçlerini taklit eden dışa uygulanan sürekli akım stimülasyonu ile birlikte bu prosedürü açıklıyoruz. Trans-spinal doğru akım stimülasyonu (tsDCS) giderek çeşitli nörolojik yaralanmalar dan sonra rehabilitasyon da nöromodülatör bir müdahale olarak kullanılan yenilikçi bir yöntemdir yanı sıra spor. TSDCS'nin sinir sistemi üzerindeki etkisi tam olarak anlaşılamamıştır ve eylemlerinin arkasındaki fizyolojik mekanizmalar büyük ölçüde bilinmemektedir. TSDCS'nin hücre içi kayıtlarla eş zamanlı olarak uygulanması, tsDCS eylemlerinin anlaşılması için çok önemli olan spinal nöronal ağın polarizasyonuna yanıt olarak motonöron membran özelliklerinin ve ritmik ateşleme özelliklerinin değişimini doğrudan gözlemlememizi sağlar. Ayrıca, sunulan protokol bir innerve kas ve fonksiyonu (fleksör karşı ekstansör) yanı sıra fizyolojik türü (hızlı karşı yavaş) açısından motoneuron belirlenmesi ni içerdiğinde seçici olarak spinal devre, farklı kutuplaşma etkilenmiş gibi görünüyor spinal devre nin tanımlanmış bileşenleri üzerinde tsDCS etkisini araştırmak için bir fırsat sağlar. Sunulan prosedür, hazırlık stabilitesi ve sonuçların tekrarlanabilirliğini sağlamak için gerekli olan adımlarüzerinde durularak hücre içi kayıtlar ve stimülasyon için cerrahi hazırlık üzerine odaklanmaktadır. Pratik ve güvenlik konularına dikkat edilirken anodal veya katodal tsDCS uygulamasının metodolojisinin ayrıntıları tartışılır.

Etki potansiyellerinin parametreleri ve çeşitli membran özellikleri, hücre penetrasyonunun istikrarlı koşulları sağlandığında hücre içi kayıtlar temelinde hesaplanabilir. Şekil 1A, hücre içi stimülasyonun uyardığı tipik bir ortopedik etki potansiyeli sunar ve bu da veri dahil etme için tüm kriterleri karşılar (en az -50 mV'lik istirahat membran potansiyeli ve 50 mV'den yüksek olan ani genlik, pozitif bir overshoot ile). Ani genlik, hiperpolarizasyon genliği veya hi...

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

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

Bu protokol, eşzamanlı trans-spinal doğru akım stimülasyonu ile sıçan lomber motoneurons in vivo hücre içi kayıt açıklar. Bu yöntem, omuriliğin anodal veya kahodal polarizasyonuöncesinde, sırasında ve sonrasında motononların ritmik ateşlemesini kaydetmemizi sağlar.

Trans-Spinal Doğrudan Akım Stimülasyonu Sırasında Tip-Tanımlanmış Sıçan Spinal Motoneurons In Vivo Hücre İçi Kayıt

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

Bu protokol, trans-spinal doğrudan akım stimülasyonunun spinal ağların işlevi üzerindeki etkisini doğrudan araştırmak için spinal motoneuronların hücre içi kayıtlarını kullanır. Bu tekniğin en büyük avantajı hücre içi kayıtların tamamen olgun sinir sisteminde yapılmasına izin verilmesidir. Deneysel gözlemlerin pratik uygulamalara çevrilmesini kolaylaştırmak.Pedal refleks yanıt eksikliği doğruladıktan sonra, anestezi altı aylık erkek Wistar sıçan, bir diseksiyon mikroskop ve bir numara 21 bıçak kullanın, sternum çeneye uzunlamasına deri kesi yapmak için. Ve sağ juguler ven ortaya çıkarmak için künt diseksiyon kullanın. Dallanma noktaları olmadan damar bölümü altında iki, 4-0 ligatures yerleştirin.Ve damar segmentinin proksimal ucunda gevşek bir düğüm olun. Ve segmentin distal ucunda gevşek bir düğüm. Kalbe damar proksimal kelepçe ve ven distal ucunu ligate.Kıskaç ve distal ligature arasında bir kesi yapmak için iris makas kullanın. Ve, damar bir flep tutarak, damar kelepçe tarafından bloke noktasına önceden doldurulmuş bir kateter tanıtmak. Sonra kelepçeyi çıkarın ve kateteri birkaç milimetre lik bir damara doğru itin.Trakeal tüp yerleştirme için, sternohyoid kasları kapsayan iki mandibular bezleri ayırmak için künt forseps kullanın. Ve trakeayı ortaya çıkarmak için orta hattaki sternohyoid kasları ayırın. Trakeanın altına üç, 4-0 ligatürler yerleştirin ve trakeal tüp ekleme noktasının altına iki düğüm ve bir düğüm yukarıda.Sonra üçüncü trakeal kıkırdak altında trakea içine bir trakeal tüp takın. Ve tüpü önceden hazırlanmış bağlarla sabitle. Arka ekstremite sinirlerini incelemek için, aşil tendonundan kalçaya kadar sol arka ekstremitenin arka tarafında uzunlamasına bir kesik yapmak için 21 numaralı bıçak kullanın.Ve diz ekleminin arkasında popliteal fossa ön ve arka bölgeleri arasında bir kesim yapmak için makas kullanın. Siyatik siniri ortaya çıkarmak için biceps femoris iki baş kesti. Ve tibial sinir ve dalları ortaya çıkarmak için, gastroknemius kas medial başkanı lateral başkanı ayırın.Sonra medial gastroknemius ve lateral gastroknemius ve soleus sinirleri dikkatlice incelemek için, 55 numara forceps kullanın. Kasların ilgili bağlantılarını korurken çevredeki dokulardan kopukluk. Laminektomi yapmak için, sakrumdan torasik vertebraya kadar uzunlamasına bir kesi yapmak için 21 numaralı bıçak kullanın.Ve Th13 omurunu kaburga takılması ile en düşük torasik segment olarak tanımlayın. Sonra spinous süreçleri kaldırmak için ince rongeurs kullanın ve L2 vertebra Th13 laminae, omurilik lomber segmentleri ortaya çıkarmak için. Vertebral sütun düzeltmek için, kapalı bir döngü ısıtma sistemine bağlı bir 37 derece Santigrat ısıtma yastığı üzerinde özel bir yapılmış çerçeve içine sıçan yerleştirin.Ve deri fleplerini kullanarak açıkta kalan omuriliğin üzerinde derin bir havuz oluştur. Metal kelepçeleri Th12 enine proseslerinin altına ve L3 spinous proseslerine yerleştirin ve havuzu 37 santigrat derece mineral yağla doldurun. Maruz kaval, medial gastroknemius ve lateral gastroknemius ve soleus sinirler üzerinde mineral yağ derin bir havuz yapmak için deri flepleri kullanın.Ve sinirleri bipolar gümüş tel uyarıcı elektrotlar üzerine yerleştirin. Sonra her sinir için ayrı stimülasyon kanalları kullanarak bir kare darbe uyarıcı elektrotlar bağlayın. Bir yüzey elektrot yerleştirme için, diseksiyon mikroskobu altında, maruz kalan omuriliğin sol kaudal tarafına gümüş bir top elektrot yerleştirin.Sırt kaslarında bir referans elektrot takılı. Ve her iki elektrotu da diferansiyel DC amplifikatöre bağlayın. Medial gastroknemius ve lateral gastroknemius ve soleus sinirleri uyarmak için sabit bir akım uyarıcı kullanın, bir kare darbeler ile 0.1 milisaniye süre üç hertz frekansta tekrarlanan ve afferent voleleri gözlemlemek.Simülasyonun sonunda, yüzey elektrot rostrally hareket ve vole genlikleri her sinir için en yüksek olduğu spinal segmentleri belirlemek için stimülasyon tekrarlayın. Maksimum vole yerini belirledikten sonra, sıçan felç etmek için intravenöz bir nöromüsküler bloker teslim. Bir asistan trakeal tüpü kemirgen uyumlu kapak nominator doğrultusunda harici bir ventilatöre bağlariken.Dura ve pia mater'ı açmak için, dura mater'i nazikçe kaldırmak için 55 numaralı forseps kullanın ve l5 segmentinden l4 segmentine kadar olan dokuyu caudally kesin. Sonra ultra ince 5SF forceps bir çift kullanın, pia küçük bir yama yapmak için, kan damarları arasında dorsal sütun kapsayan. Tam olarak medial gastroknemius ve lateral gastroknemius ve soleus sinir maksimum afferent vole düzeyinde.Trans-spinal doğrudan akım stimülasyon elektrotları yerleştirmek için, Th12 vertebra sırt tarafında bir tuzlu ıslatılmış sünger yerleştirin. Ve aktif bir trans-spinal doğrudan akım stimülasyon elektrot ile sünger basın için ince manipülasyon kullanın. Sonra mikro manipülatör üzerine özel bir havuzlu mikroelektrot monte, bir ila iki mikron adım hareketi ve stereotaksik kalibrasyon sağlayan.Ve pia seçilen bir yama içine bir mikropipet ucu sürücü, bir 15-20 derece medial lateral açı. Motoneuron membran ve ateşleme özellikleri kaydetmek için, hücre içi amplifikatör köprü modunda, antidromik eylem potansiyelinin tüm ya da hiçbir görünüm temelinde motoneuron tanımlamak için ilgili sinir dalları teşvik. Mevcut anahtar hızı modu dört ila sekiz kilohertz ile hücre içi amplifikatör sürekli akım kelepçe modunda, bir ortodontik eylem potansiyeli uyandırmak için, bir 0.5 milisaniye hücre içi hücre içi depolarize akım darbeleri kullanın, motoneuron bir ortodontik eylem potansiyeli uyandırmak için.Hücre giriş direncini hesaplamak için, bir nanogram akımıhiperpolarize 40 kısa 100 milisaniye darbeler ile, bir motoneuron uyarmak. Tek bir başak ortaya çıkarmak için gerekli depolarize akımın minimum genlik olarak gerçek baz değerini belirlemek için, artan genliklerde 50 milisaniyekare dalga darbeleri ile bir motoneuron teşvik. Sonra artan genliklerde, depolarize akım 500 milisaniyekare dalga darbeleri enjekte.0.1-iki nano amper adım, motoneurons ritmik deşarj uyandırmak için. Bir trans-spinal doğru akım stimülasyon için, doğru akım trans-spinal uygulama ile polarizasyon prosedürleri başlatmak, motoneuron istikrarlı bir penetrasyon korurken. Burada, tipik bir ortotropik etki potansiyeli, veri dahil etmek için tüm kriterleri karşılayan hücre içi stimülasyon tarafından uyarılmış gösterilir.Bu analizde, bir nanogramın 100 milisaniyelik hiperpolarize akım darbesine bir hücre yanıtı. Bir motoneuronun hem tepe hem de plato giriş direnci, gerilim sapmasından belirlenebilir, gözlemlenebilir. Gerçek bir temel başak bu genişletilmiş gerilim izi, başak bir açıkça işaretlenmiş voltaj eşiği sergiler.Etki potansiyelini başlatmak için voltaj kapılı sodyum kanallarının aktive edildiği membran depolarizasyon seviyesini gösteren. Bu grafikler hücre içi gerilim izlerinin örneklerini sağlar. İki motoneurons itibaren, depolarize akım 500 milisaniyelik kare darbeler ile hücre içi uyarılmış.Önce, sırasında ve bir trans-spinal doğrudan akım stimülasyon uygulaması sonra. Anodal trans-spinal doğru akım stimülasyonu nun artmış motonöron uyarılabilirliği ve ritmik ateşleme sıklığının artması yönünde hareket olduğu bulunmuştur. Kahodal trans-spinal doğru akım stimülasyon iken, inhibisyon ateş doğru hareket etti.Ayrıca, trans-spinal doğru akım stimülasyon her iki tip etkileri, polarizasyon dönemi dayandı. Eksik hücre penetrasyonu nedeniyle veri ekleme kriterleri tehlikeye girerse, yanlış veri elde edilebilir. Mikroelektrot direncive kapasitans veya omurilik dengesizliğini telafi etmedeki bir başarısızlık.Yaralanma omurilik şokuna yol açabileceğinden, diseksiyon sırasında omurilikte herhangi bir hasar olmaması zorunludur, bu da daha fazla kaydı imkansız hale getirir. Daha fazla histolojik veya immün sito kimyasal analiz için doku örnekleri hasat mümkündür. Örneğin, c-fos ekspresyonunun ölçümü nöronal aktivitenin bir proxy'si olarak kullanılabilir.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Electrode Positioning and Montage in Transcranial Direct Current Stimulation

Transkraniyal Doğru Akım Uyarım Elektrot Konumlandırma ve Montaj

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

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

Dorsal Kök Potansiyel Kayıt By Farelerde Spinal Presinaptik Engellenme Ölçme<em&gt; In Vivo</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

Fare Beyin Dilim Hazırlık içinde nöbet benzeri Faaliyet doğrudan akım Stimülasyon ve Multi-elektrot Dizi Kaydı

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

Uzaktan denetlenen Transkraniyal doğrudan geçerli stimülasyon: Bir güncelleştirme güvenliği ve tolerabilite

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

Transkraniyal doğrudan geçerli stimülasyon ve robotik tedavisi kombine kullanımı üst ekstremite için

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

Farelerde Transkraniyal doğru akım stimülasyon (tDCS)

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

Birden fazla Motor yolları sıçan Spinal Kord Lentiviral bir vektör direkt enjeksiyon vurgulamaktadır

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

Yüksek Tanımlı Transkraniyal Doğru Akım Stimülasyonu ile 3D Sayısallaştırıcı Kullanılarak Stimülasyon Yeri Tayini

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

Sanal Gerçekliğe Maruz Kalma Sırasında Transkraniyal Doğru Akım Stimülasyonunun Eşzamanlı Uygulaması

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

Bellek Geliştirme için Transkraniyal Doğru Akım Stimülasyonu (tDCS)

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