Name: stereotactically-guided ablation of the rat auditory cortex, and localization of the lesion in the brain
Uploaded: 2017-10-11T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 29 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Stereotactically-guided Ablation of the Rat Auditory Cortex, and Localization of the Lesion in the Brain at JoVE.com

Bu araştırma Ekonomi Bakanlığı ve rekabet (MINECO) SAF2016-78898-C2-2-R. İspanya hükümeti hibe tarafından desteklenmiştir

Bu çalışmada her iki İspanyol düzenlemeler (Royal kararname 53/2013 - hukuk 32/2007) sıkı doğrultusunda gerçekleştirilmiştir ve Avrupa Birliği Kuralları (yönergesi 2010/63/AB) bakım ve Biyomedikal Araştırma hayvanlarda kullanımı.
 1. Fareyi hazırlanması Not: erkek rats hormon değişiklikleri önlemek için deneyler yapılır.
<ol><li>Ketamin hidroklorür (30 mg/kg) ve İntramüsküler enjekte xylazine hidroklorür (5 mg/kg); bu doz ile bir karışımını kullanarak hayvan sıçan derinden yaklaşık 1 h. anestezi Anesthetize</li>
	<li>Tutam sıçan &#39; s ayak; devamsızlık bir geri çekilmesi refleks hayvan tamamen bilinçsiz olduğunu gösterir. Fare için çimdik yanıt verirse, ilk doz üçte biri takıma giren anestezi vermek.</li>
	<li>Kafa derisi tıraş ve cerrahi alan povidone-iyot ile dezenfekte.</li>
	<li>Yer hayvan 38 ° C sıcaklık sürdürmek ve hayvan için bir Isıtma yastığı &#39; iki kulak çubuğu ve bir ısırık çubuğu kullanarak çerçeveyi stereotaksik kafasından s. Kulak çubuğu olan kulak zarı delici önlemek için dikkatli olun.</li>
	<li>Her göz için bir damla göz jeli veya serum salin uygulayarak gözleri koruyun.</li>
</ol> 2. Odalarda klima Temporal kemik farenin konumunu <ol><li>bir neşter kullanmadan bir kesi kafatası maruz ve kafatasının yüzeyini örten kapaklarini geri çekmek için orta çizgi boyunca olun.</li>
	<li>Steril pamuklu ipucu hafifçe bregma, lambda ve sıçan beyin 22 Paxinos ve Watson'ın atlas göre interaural 0 görselleştirmek için kafatasının yüzeyini örten herhangi bir kan kaldırmak için kullanın.</li>
	<li>Temporal kas sırt onun ekleme kafatasındaki bir neşter ile yakınındaki bir kesi yapmak. Bir iğne ve dikiş malzeme kullanılarak Kas çekin ve belgili tanımlık suture maddi stereotaksik çerçeveye saptamak; Bu temporal kemik neden olur. Kanama meydana gelirse, soğuk steril serum fizyolojik ile durulayın.</li>
	<li>Steril düz iğne tam güvenli emin stereotaktik micromanipulator içinde yerleştirin.</li>
	İğne ucu interaural 0 olarak ayarlayın kafatası, yüzeyi üzerinde doğru gelinceye <li>iğneyi yavaşça indirin. Bu noktada sıfır ayarlayın ve bu noktadan itibaren koordinatları belirlemek.</li>
	<li>Stereotaksik koordinatları ilgi beyin alan bağlı olarak değişir. Bu koordinatlar sıçan beyin 22 Paxinos ve Watson'ın atlas kullanarak belirleyin. Bir kez koordinatları belirlenir, o koordinatlara eşleşecek şekilde iğne hareket.</li>
	<li>Hedef aşağıdaki dört puan koordinatlarını kullanarak AC: A: A / P =-5.8 mm, M/M = 6,4 mm + /; B: A/P =-2.7 mm, M/M = 6,4 mm + /; C: A/P =-2.7 mm, M/M = +/-8.67 mm; D: A/P =-5.8 mm, M/M = 8.67 mm. + / alt sağ temporal kemik her bu dört puan görselleştirmek için iğne. Bir işaretleyici kalem kullanarak, temporal kemik noktalarında işaretlemek ve bunları bir dikdörtgen çizmek için bağlamak; Dikdörtgen bir pencerenin kemik ( şekil 1) açmak için bir rehber olarak görev yapacak.</li>
</ol> 3. Cerrahi pozlama AC <ol><li>açık bir elektrikli matkap ve küçük bir matkap kullanarak pencereyi biraz (0.6 mm Ø). Kemik uzaklıkta verene 8000 devirde dikdörtgenin çevre matkap. Delme yüzey subcortical yapılara zarar önlemek için soğuk steril serum fizyolojik ile durulama tarafından cool. Kemik yolu verdiğinde, direnç bir düşüş tespit edilebilir. Beyin inebilecek değil dikkatli olun.</li>
	<li>Sınırları gevşek olduğunda iyi Forseps ile kaplama kemik çekin ve soğuk steril serum fizyolojik içinde saklayın.</li>
</ol> 4. Ablasyon AC <ol><li>cerrahi mikroskop (10 X), hafifçe kullanarak meninkslerde mikrocerrahi bir bıçak ile kesmek ve bunları iki ince sivri uçlu forseps kullanarak kaldırın. Kanama meydana gelirse, soğuk steril serum fizyolojik ile durulayın.</li>
	<li>Yavaşça steril bir 20 G künt ucu iğne birleştiğinde bir emme cerrahi cihazı (basıncı-0.24 bar) kullanarak AC Aspire edin. Bu noktada çok önemlidir ve çok dikkatli bir şekilde yapılması gerekiyor: yalnızca altı kortikal katmanlar ve alttaki beyaz önemli değil Aspire edin.</li>
	<li>Kanama Perfore arterler durdurana kadar Aspire edin.</li>
	<li>Aspirasyon işlemi tamamlandığında ayıklanan kemik ile yaralı alanı kapsayacak ve absorbe bir kan durdurucu sargı gazlı bez uygulayın.</li>
	<li>Özgün konumuna yeniden elde etmek ve deri yara klip (9 mm) kullanarak dikiş temporal kas izin. Antibiyotikli bir krem uygulayın (bkz. Tablo malzeme). Üç gün boyunca günde iki kez yaraya merhem uygulamaya devam. 
	Not: Her uygulama yaranın üzerine uygulanan ince bir tabaka oluşur.</li>
	<li>Ekleme buprenorfin subkutan arkasında bir analjezik 1s ameliyattan sonra ve daha sonra her 8 h 72 h. sırasında fare (0,05 mg/kg)</li>
	<li>o uyanana kadar Isıtma yastığını hayvan tutmak ve kurtarmak için onun konut kafes dönmek.</li>
	<li>Ev hayvanları tek tek dikilmiş alan dokunmaktan kafes arkadaşları önlemek ve bazı zenginleştirme öğeleri sağlamak için. Enfeksiyonu önlemek ve dikkatle kontrol hayvan düzgün kurtarır ve rahatsızlık belirtisi göstermez için günlük talaş değiştirin.</li>
</ol> 5. Doku koleksiyonu dikkat: paraformaldehyde (PFA), katı ve sulu işlerken, kişisel koruyucu donanımları (PPE) ve güvenlik kabini kullanın.
 Not: %4 (w/v) İngiltere'de yılın 1 ısı (55 ° C) kullanarak tamponlanmış fosfat solüsyonu (PBS) x içine çözülerek 750 mL formaldehit solüsyon hazırlamak. Formaldehit çözüm filtre kağıdı ile filtre. Zil hazırlamak &#39; 8,5 gram NaCl, 0, 25 g KCl ve 0.2 g NaHCO 3 ' te 1000 mL su eriterek tarafından s çözüm (çözüm pH 6,9 =).
<ol><li>İçin çalışma için gerekli olduğu sürece hayatta hayvanın izin. AC ablated fare ile gerçekleştirilen araştırma tamamlandığında, ölümcül 0.1 mL sodyum Fentobarbital (60 mg/kg) intra Periton enjeksiyonu ile uyuşturan. Anestezi derinliği ayak çimdik ve para çekme refleks yokluğunda tarafından değerlendirmek.</li>
	<li>Hayvan derin anestezi, İntrakardiyak perfüzyon 23 zil 125 mL / kaplamadığında &#39; s çözüm takip 750 mL formaldehit çözeltisi 1.8 mm iğne ölçer kullanarak iç çapı.</li>
	<li>Perfüzyon bittiği zaman, fareyi ilk servikal omur, başını kesmek.</li>
	Baştan çıkarmak belgili tanımlık deri ve kas ve kafatası maruz <li>Kullanım makas. Kesip deliği magnum açın ve kafatası arkası kaldırmak için makas kullanın.</li>
	<li>Spencer makas kullanarak orbital kemiğin içine kesme ve rongeurs beyin ortaya çıkarmak için kafatasının üst kenarları boyunca kesmek için kullanın bir enine olun. Beyin zarar vermemeye dikkat.</li>
	Bir kez beyin maruz, <li>dikkatli bir şekilde ince sivri uçlu forseps kullanarak dura mater çıkarın. Parmağını yavaşça altında kepçe ve beyin yükseltmek için kullanın. Beyin yükseltmek ve sinirler unt kestiIl ücretsizdir. Formaldehit çözüm beyinde bırakın ve 24 h için 4 ° C'de depolayın</li>
</ol> 6. Yerelleştirme AC lezyonların <ol><li>sonrası fiksasyon sonra dikkatle beyin beyin yanal yüzeyinin açığa sagittal sıçan beyin matris yer..</li>
	<li>Bir fotoğraf makinesini 21 cm yukarıda bir kamera sahibi kullanarak korteks yüzeyine yerleştirin, seçin &#34; super makro çekim &#34; modu ve almak bir resim beyin yüzeyinin.</li>
	<li>Beyin beyin dorsal yüzeyi açığa koronal sıçan beyin matris yerleştirin ve bir fotoğraf daha.</li>
	<li>Bir resim Düzenleyicisi programı kullanarak görüntüleri açın ve onları aşağı % 50 onlarla çalışmayı kolaylaştırmak için ölçekli. Bregma, lambda ve Paxinos ve Watson'ın koordinatları 19 göre resim üzerinde interaural 0 başvuruları tanımlamak ve resimler ( Resim 2) kendi konumunu işaretleyin. Ablasyon kontur beyin yanal resmin üzerinde çizin. Çevre hesaplamak.</li>
	<li>Alma koordinat harita İlköğretim (A1) ve ikincil bölgeleri (Dorsal ve Ventral Cortices) AC bulunduğu 18-resimlerle çalıştığınız dosya Düzenleyicisi programı nerede. Harita üzerinde tıklayın ve ablated beyin yanal fotoğrafı üst üste sürükleyin.
	<ol><li>Bregma yapmak ve lambda başvurular koordinat haritanın denk yanal beyin resimde tespit bregma ve lambda referansları ile.</li>
		<li>Rhinal fissür beyin haritasını resmini ayarlamak için bir referans olarak kullanmak ve yapmak onları ( şekil 2B) denk.</li>
	</ol></li> <li>Hesaplama lezyon alan AC. tarafından işgal göre yüzdesi</li></ol>

<ol>
	<li>Talwar, S. K., Gerstein, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+frequency+discrimination+in+the+white+rat.">Auditory frequency discrimination in the white rat.</a> Hear Res. 126 (1-2), 135-150 (1999).</li><li>Heffner, H. E., Heffner, R. S., Contos, C., Ott, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Audiogram+of+the+hooded+Norway+rat.">Audiogram of the hooded Norway rat.</a> Hear Res. 73 (2), 244-247 (1994).</li><li>Malmierca, M. S., Merch&#225;n, 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=Auditory+System.">Auditory System.</a> The Rat Nervous System. , 995-1080 (2004).</li><li>Delano, P. H., Elgoyhen, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Editorial:+Auditory+Efferent+System:+New+Insights+from+Cortex+to+Cochlea.">Editorial: Auditory Efferent System: New Insights from Cortex to Cochlea.</a> Front Syst Neurosci. 10, 1-2 (2016).</li><li>Dinse, H. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sound+Case+for+Enrichment.+Focus+on+"Environmental+Enrichment+Improves+Response+Strength,+Threshold,+Selectivity,+and+Latency+of+auditory+cortex+Neurons.".">Sound Case for Enrichment. Focus on "Environmental Enrichment Improves Response Strength, Threshold, Selectivity, and Latency of auditory cortex Neurons.".</a> J Neurophysiol. 92 (1), 36-37 (2004).</li><li>Polley, D. B., Heiser, M. A., Blake, D. T., Schreiner, C. E., Merzenich, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Associative+learning+shapes+the+neural+code+for+stimulus+magnitude+in+primary+auditory+cortex.">Associative learning shapes the neural code for stimulus magnitude in primary auditory cortex.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (46), 16351-16356 (2004).</li><li>Kaur, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracortical+Pathways+Determine+Breadth+of+Subthreshold+Frequency+Receptive+Fields+in+Primary+auditory+cortex.">Intracortical Pathways Determine Breadth of Subthreshold Frequency Receptive Fields in Primary auditory cortex.</a> J Neurophysiol. 91 (6), 2551-2567 (2004).</li><li>Talwar, S. K., Musial, P. G., Gerstein, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+mammalian+auditory+cortex+in+the+perception+of+elementary+sound+properties.">Role of mammalian auditory cortex in the perception of elementary sound properties.</a> J Neurophysiol. 85 (6), 2350-2358 (2001).</li><li>Tan, A. Y. Y., Atencio, C. A., Polley, D. B., Merzenich, M. M., Schreiner, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unbalanced+synaptic+inhibition+can+create+intensity-tuned+auditory+cortex+neurons.">Unbalanced synaptic inhibition can create intensity-tuned auditory cortex neurons.</a> Neuroscience. 146 (1), 449-462 (2007).</li><li>Le&#243;n, A., Elgueda, D., Silva, M. A., Hamam&#233;, C. M., Delano, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Auditory+cortex+basal+activity+modulates+cochlear+responses+in+chinchillas.">Auditory cortex basal activity modulates cochlear responses in chinchillas.</a> PLOS ONE. 7 (4), e36203 (2012).</li><li>Jager, K., Kossl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corticofugal+Modulation+of+DPOAEs+in+Gerbils.">Corticofugal Modulation of DPOAEs in Gerbils.</a> Hear Res. 332, 61-72 (2016).</li><li>Dragicevic, C. 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=The+Olivocochlear+Reflex+Strength+and+Cochlear+Sensitivity+are+Independently+Modulated+by+auditory+cortex+Microstimulation.">The Olivocochlear Reflex Strength and Cochlear Sensitivity are Independently Modulated by auditory cortex Microstimulation.</a> J Assoc Res Otolaryngol. 16 (2), 223-240 (2015).</li><li>Clarkson, C., Herrero-Turri&#243;n, M. J., Merch&#225;n, 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=Cortical+Auditory+Deafferentation+Induces+Long-Term+Plasticity+in+the+Inferior+Colliculus+of+Adult+Rats:+Microarray+and+qPCR+Analysis.">Cortical Auditory Deafferentation Induces Long-Term Plasticity in the Inferior Colliculus of Adult Rats: Microarray and qPCR Analysis.</a> Front Neural Circuits. 6, 86 (2012).</li><li>Clarkson, C., Ju&#237;z, J. M., Merch&#769;an, 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=Long-term+regulation+in+calretinin+staining+in+the+rat+inferior+colliculus+after+unilateral+auditory+cortical+ablation.">Long-term regulation in calretinin staining in the rat inferior colliculus after unilateral auditory cortical ablation.</a> J Comp Neurol. 518, 4261-4276 (2010).</li><li>Clarkson, C., Ju&#237;z, J. M., Merch&#225;n, 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=Transient+down-regulation+of+sound-induced+c-Fos+protein+expression+in+the+inferior+colliculus+after+ablation+of+the+auditory+cortex.">Transient down-regulation of sound-induced c-Fos protein expression in the inferior colliculus after ablation of the auditory cortex.</a> Front Neuroanat. 4, 141 (2010).</li><li>Hunter, K. P., Willott, J. F. <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+bilateral+lesions+of+auditory+cortex+in+mice+on+the+acoustic+startle+response.">Effects of bilateral lesions of auditory cortex in mice on the acoustic startle response.</a> Physiol Behav. 54 (6), 1133-1139 (1993).</li><li>Lamas, V., Arevalo, J. C., Juiz, J. M., Merch&#225;n, 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=Acoustic+input+and+efferent+activity+regulate+the+expression+of+molecules+involved+in+cochlear+micromechanics.">Acoustic input and efferent activity regulate the expression of molecules involved in cochlear micromechanics.</a> Front Syst Neurosci. 8, 253 (2014).</li><li>Lamas, V., Alvarado, J. C., Carro, J., Merch&#225;n, 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=Long-term+evolution+of+brainstem+electrical+evoked+responses+to+sound+after+restricted+ablation+of+the+auditory+cortex.">Long-term evolution of brainstem electrical evoked responses to sound after restricted ablation of the auditory cortex.</a> PLOS ONE. 8 (9), e73585 (2013).</li><li>Lamas, V., Juiz, J. M., Merch&#225;n, 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=Ablation+of+the+auditory+cortex+results+in+changes+in+the+expression+of+neurotransmission-related+mRNAs+in+the+cochlea.">Ablation of the auditory cortex results in changes in the expression of neurotransmission-related mRNAs in the cochlea.</a> Hear Res. 346, 71-80 (2017).</li><li>Doron, N. N., Ledoux, J. E., Semple, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redefining+the+tonotopic+core+of+rat+auditory+cortex:+physiological+evidence+for+a+posterior+field.">Redefining the tonotopic core of rat auditory cortex: physiological evidence for a posterior field.</a> J Comp Neurol. 453 (4), 345-360 (2002).</li><li>Polley, D. B., Read, H. L., Storace, D. a., Merzenich, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiparametric+auditory+receptive+field+organization+across+five+cortical+fields+in+the+albino+rat.">Multiparametric auditory receptive field organization across five cortical fields in the albino rat.</a> J Neurophysiol. 97 (5), 3621-3638 (2007).</li><li>Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2005).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+Animal+Perfusion+Fixation+for+Rodents.">Whole Animal Perfusion Fixation for Rodents.</a> J Vis Exp. (65), e3564 (2012).</li></ol>

Yazarlar araştırma potansiyel bir çatışması olarak yorumlanamaz herhangi bir ticari veya mali ilişkileri yokluğunda yapılmıştır bildirin.

Başarılı beyin ameliyatı iki faktöre dayanıyor: hayvan sırasında ve sonra yordamı yaşatmak ve doğru bir şekilde ilgi alanı bulunuyor. Fare (para çekme refleks testi) ameliyat sırasında derin anestezi ve yeterli analjezikler alır ve ototoksik olmayan antibiyotik hayatta kalma yardımcı olacaktır sağlanması. Ayrıca, hipotermi önlemek için anesteziden uyanır kadar fareyi bir Isıtma yastığı üzerinde tutulmalıdır. Dikiş enfeksiyona yatkınlık azalacak ve uygun tekniği önemlidir: hayvanlar onlar yeterince sıkı yaranın üzerine çok fazla gerilim koymadan önlemek için implante bu yüzden onların yara klibe seçin.
Doğru bir şekilde AC (veya herhangi bir diğer kortikal alanı) bulmak için bregma, lambda ve onları hedeflenen bölge sınırları hesaplamak için referans olarak kullanmak için interaural 0 konumunu belirlemek önemlidir. Koordinatları hesaplanmasında herhangi bir hata kısmi ablasyon AC veya diğer çevresinde istenmeyen aspirasyon neden olur. Böylece, iğne ucu, sadece interaural 0 kemikte dokunmatik ve bu protokol için açıklanan ne göre antero-posterior ve medio-lateral koordinatları tercüme etmek.
Bu makale, aynı zamanda nasıl cerrahi olarak ortaya çıkarmak ve AC ablate anlatmıştık. Üç kritik adım vardır: Delme işlemi, açılış ve meninkslerde ve aspirasyon tarafından ablasyon kaldırma. Yüksek Delme hızlı subcortical yapıları etkileyebilir ısı üretir gibi sondaj ile en düşük basınç, düşük bir hızda yapılmalıdır. Ancak, düşük hızlı Bakımı ve soğuk steril serum fizyolojik ile Delme alan soğutma herhangi bir zarar önlemek. Buna ek olarak, en düşük basınç ani break kafatası ve temel korteks için sonraki yaralanma önlemek için önemlidir. Açılış ve kaldırma AC kapak meninkslerde kan damarları bozulmaması için dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Kanama meydana gelirse, erken ve geç prognoz genellikle olumsuz ve böyle bir hayvan güvenilir bir çalışma dahil ölçütünü karşılayıp tartışmalıdır. Bu durumda ötenazi önerilir. Son olarak, aspirasyon (etkili bir lezyon gerçekleştirme muhtemelen en zor yönü), gri madde sınırlı olmalıdır. Beyaz madde olup olmadığını belirlemek yardımcı olabilir iki göstergeleri vardır: (1) bir beyaz madde olarak renk karşıtlığını değişimdir daha parlak gri cevherde; ve (2) Perfore arterler kanama bırakma.
Beyinde herhangi bir manipülasyon gerçekleştirmesinden sonra Yerelleştirme, boyutu ve uzantısı korteks hayvandan elde edilen veri doğrulama ve daha sonraki analiz için yapılan yordam değerlendirmek gereklidir. Bu makale, biz ayrıntılı nasıl daha önce bizim grup18tarafından açıklanan koordinat bir harita kullanarak kortekste gerçekleştirilen ablasyon yerelleştirmek için. Bu harita anatomik başvurular seri bölüm rekonstrüksiyonlar histolojik kesitler, sıçan beyin22Paxinos ve Watson'ın atlas ile ilişkili, elde kullanma inşa edilmiştir. Buna göre harita (A1) birincil ve ikincil cortices (sırt ve Ventral) AC arasında ayırır. Bu koordinat harita en büyük avantajı bu lezyon lokalizasyonu hızlı bir resim sagittal beyin dizey içinde yer beyin yanal yüzeyinden alınan superimposing tarafından sağlanmıştır. Anatomi daha az deneyimi olan laboratuvarlar için hayvan kendi modellerinin adapte tarafından harita kullanabilirsiniz başka bir avantajdır. Sadece bregma, lambda ve interaural 0 başvurular arasındaki mesafeleri periosteum denetim beyinde ayarlamak ve haritayı ölçeklendirmek gerekli olan yukarı ya da buna göre aşağı. Rhinal fissür beyin haritasını resmini ayarlamak için referans olarak kullanın. Beyin histolojik bölümlerde tespit edilmelidir böylece ablasyon derinliği bu koordinat haritada belirlenemiyor.
Stereotaksik yöntemlerin bileşimini AC cerrahi pozlama ile kolayca fareyi AC hedeflemesini isteyen herhangi bir araştırmacı tarafından adapte temel yöntem vardır. Bu Akut deneme veya implantasyon kalıcı cihazların gerektiren bir olabilir. Ayrıca, AC cerrahi ablasyon daha önce bir model olarak işitme kronik kortikal yoksunluk etkileri çalışma kullanılmaya başlanmıştır. AC ablations de tek taraflı AC ablations diğer kortikal alanlarda uygulamak veya kontur bir model olarak hizmet etkilerini incelemek için kullanılabilir. Böylece, burada açıklanan deneysel tasarımlar, ayrı ayrı veya birlikte çok çeşitli deneysel tasarımlar uygulanacak yararlı yöntemlerdir.

En sık kullanılan hayvan modellerinden birini işitsel nörolojik faredir. Davranışının sağlamlık denemeler günlük yüzlerce çalışmak mümkün yapar. Onun hassasiyeti ve işitme1,2ve diğer memeliler3için karşılaştırılabilir onun Merkezi sisteminin anatomik ve fonksiyonel organizasyon için spektral keskinliği fare çok çeşitli analiz etmek için uygun bir hayvan modeli olun işitsel nörolojik araştırma konuları. Sıçan işitsel korteks (AC), özellikle, kendi yapısı, organizasyonu ve ses işleme3rolü anlamaya çalıştık birçok anatomik ve fizyolojik araştırma konusu olmuştur. Günümüzde, AC nörologlar deneyim-bağımlılık plastisite, işitsel algı, alıcı alan kuruluş sinaptik temeli ve işitsel kortikal denetim subcortical ses işleme ilgi arasında popüler oldu çekirdeklerin4,5,6,7,8,9. Bu yeni yaklaşımlar poz sorunları ele almak üzere, doğru bir şekilde bulun ve cerrahi olarak AC maruz yordamlar araştırma çabalarına hızlandırmak. Stereotaksik teknikleri Fizyoloji testleri olmadan beyin içindeki belirli bölgeleri yerelleştirmek kolaylaştırır. Her ne kadar beyin boyutu biraz hayvanlar arasında değişir, herhangi bir beyin alanın konumunu yerler sıçan beyin kafatasında ayarla stereotaksik koordinatları kullanarak belirlenebilir.
AC kısıtlı ablasyon en doğrudan işitme ile ilgili korteksin duyusal bölgesinin cerrahi çıkartılmasıdır. Klima, soğutma veya yerel lidokain enjeksiyonu10,11,gibi12, kronik kaybı AC sonuçlarında işlevinin cerrahi ablasyon faaliyetleri engellemek için kullanılan bir diğer yöntem aksine. Böylece, AC ablations kortikal yoksunluğu uzun vadeli etkileri, hem de lezyon plastisite sonraki olayların eğitim için daha uygundur. Cerrahi ablations AC ile stereotaksik yöntemlerin bileşimini başarıyla kortikal denetim yoksunluğu13,14,15 fizyolojik, davranış ve moleküler etkilerini incelemek için kullanılmıştır ,16,17,18,19. Örneğin, bir fare modeli ile ikili AC ablations işitsel korkutmak refleks ve işitsel beyin sapı yanıt (ABR)16kortikal ablasyonun eğitim için kullanılmıştır. Son zamanlarda, o sıçan AC üretmek ABR eşikleri, genlikleri ve gecikme süreleri farklı zaman noktalarda ikili ablations karşı tek taraflı etkileri sonra yaralanma18karşılaştırıldığında var. Buna ek olarak, kısıtlayıcı AC ablasyon fare modeli da aşağı collicus13,14,15 ve iç kulak17 corticofugal yolu dejenerasyon etkisini incelemek için kullanılmıştır ,19. Böyle bir manipülasyon beyinde gerçekleştirildikten sonra Yerelleştirme, boyutu ve uzantısı korteks yapılan lezyonların değerlendirmek gereklidir. Çok yararlı olsa da, nöronal yanıt-e doğru20,21 tarihinde dayalı tonotopic haritalar ana sınırlandırılması sıçan beyninde işitsel alanları bulmak için gerekli Elektrofizyolojik teknikler vardır. Tüm laboratuar gerekli ekipman ve/veya uzmanlık böyle yapmaya beri AC cytoarchitectural sınırlarını transfer beynin yüzey18görüntüye dayalı bir koordinat harita inşa. Bu harita AC Fizyoloji testleri olmadan bulmak çok yararlı olabilir.
Mevcut iletişim kuralı stereotactically destekli konumu, cerrahi pozlama ve AC Sıçanlarda ablasyon yöntemi açıklanır. Ayrıca bizim koordinat harita18 lezyon uzantısı ablated beyin yüzeyine bir resmin üzerine kolayca yerelleştirmek için nasıl kullanılacağını açıklar.

<table><tbody><tr><td>Stereotaxic frame</td><td>David Kopf Ins.</td><td>900</td><td></td></tr><tr><td>Surgical microscope</td><td>WILD M650 Heerbrugg</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heating pad</td><td>DAGA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dental micromotor</td><td>W&amp;amp;H elco</td><td>5118</td><td></td></tr><tr><td>Diamond burr</td><td>B Braun</td><td>GD021R</td><td>0.6 mm</td></tr><tr><td>Surgical suction device</td><td>Atmos</td><td>Atmoforte E2</td><td></td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Merial</td><td></td><td>30 mg/kg</td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Bayer</td><td></td><td>5 mg/kg</td></tr><tr><td>Micromanipulator</td><td>Narishige</td><td>SM-11</td><td></td></tr><tr><td>Scalpel</td><td>Lawton</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Povidone iodine</td><td>Meda</td><td>Betadine</td><td></td></tr><tr><td>sterile saline serum</td><td>B.Braun</td><td></td><td></td></tr><tr><td>20G sterile needle</td><td>Terumo Neolus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cotton tips</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Suture material</td><td>B.Braun</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Antibiotic Ointment</td><td>Quadriderm (Betametasona, Gentamicina, Clotrimazol) - Schering-Plough</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td>dimeda</td><td>10.331.12</td><td></td></tr><tr><td>Surgical needles</td><td>World Precision Instruments</td><td>501940</td><td></td></tr><tr><td>Buprenorphine</td><td>Indivior UK</td><td>Buprex</td><td>0.05 mg/kg</td></tr><tr><td>Scissor</td><td>dimeda</td><td>08.120.15</td><td></td></tr><tr><td>Spencer scissor</td><td>dimeda</td><td>08.804.14</td><td></td></tr><tr><td>Rongeurs</td><td>Lawton</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microsurgical knife</td><td>MSP</td><td>7503</td><td></td></tr><tr><td>Absorbable hemostatic gauze</td><td>Surgicel</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Saggital rat Brain Matrix</td><td>Activational systems Inc.</td><td>RBM-1000DV / RBM 4000C</td><td></td></tr><tr><td>Sodium pentobarbital</td><td>Vetoquinol</td><td></td><td>60 mg/kg</td></tr><tr><td>Camera</td><td>Olympus 5.1 MP</td><td>C-5060 wide zoom</td><td>lens F2.8-4.8</td></tr><tr><td>Wound clips</td><td>Reflex 9</td><td></td><td>9 mm</td></tr><tr><td>Canvas 12</td><td>ACD Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>needle gauge</td><td></td><td></td><td>diameter 1.8 mm</td></tr><tr><td>Separatory funnel</td><td>labbox</td><td>11409</td><td>500 mL</td></tr><tr><td>GluA2 primer Forward</td><td>GeneBank</td><td>NM_017261</td><td>CGGCAGCTCAGCTAAAAACT</td></tr><tr><td>GluA2 primer Reverse</td><td>GeneBank</td><td>NM_017261</td><td>TTGTAGCTGGTGGCTGTTGA</td></tr><tr><td>GluA3 primer Forward</td><td>GeneBank</td><td>NM_032990</td><td>ATTGCTGATGGTGCAATGAC</td></tr><tr><td>GluA3 primer Reverse</td><td>GeneBank</td><td>NM_032990</td><td>TTTGCATTGTCGCAAGTCTC</td></tr></tbody></table>

stereotactically-guided ablation of the rat auditory cortex, and localization of the lesion in the brain

Sıçan işitsel korteks (AC) deneyimi-bağımlılık plastisite, işitsel algısal süreçleri ve kortikal subcortical işitsel çekirdeklerin işleme ses kontrolünü ilgilenen işitsel nörolojik müfettişler arasında popüler hale gelmektedir. Yeni adres, zorlukları doğru bir şekilde bulmak için bir yordam ve cerrahi olarak maruz işitsel korteks bu araştırma çaba hızlandırmak. Stereotaktik Beyin Cerrahisi, bir iğne veya elektrot işitsel korteks içinde önceden tanımlanmış bir yerde engraft için rutin olarak önceden klinik araştırma hayvan modellerinde kullanılır. Aşağıdaki iletişim kuralında, roman bir şekilde stereotaksik yöntemleri kullanın. Biz bir kez açıldı, İlköğretim (A1) hem doğru bir şekilde ortaya çıkaran bir pencere tanımlamak için fareyi temporal bone ve ikincil (Dorsal ve Ventral) cortices AC. kullanma bu yöntem yüzey üzerinde dört koordinat noktalarını belirlemek, sonra bir cerrahi gerçekleştiriyoruz ablasyon AC. Böyle bir manipülasyon gerçekleştirildikten sonra Yerelleştirme, boyutu ve uzantısı korteks yapılan lezyonların değerlendirmek gereklidir. Böylece, aynı zamanda kolayca beyin yüzeyine AC cytoarchitectural sınırlarını aktararak inşa bir koordinat harita kullanarak AC ablasyon öldükten sonra bulmak için bir yöntem açıklanmaktadır. Stereotactically destekli konum ve bir koordinat harita öldükten sonra yaralı alanında lokalizasyonu ile AC ablasyon kombinasyonu hayvandan elde ettiği bilgileri doğrulama kolaylaştırır ve daha iyi bir analiz için yol açar ve Anlama veri.

Üç Wistar Rat stereotactically destekli konumu, cerrahi pozlama ve AC tek taraflı ablasyon gerçekleştirilen. Lezyon lokalizasyonu ablations 3 arasında gerçekleştirilen doğruladı sıçan AC (birincil, dorsal ve ventral cortices) büyük alt bölümleri işgal ve 80-%100 toplam AC alanının (şekil 2B) bir dizi oluşur.
Kısıtlayıcı AC ablations gerçekleştirmek için burada açıklanan protokol daha önce bizim laboratuvarda kortikal denetim yoksunluk subcortical işitsel çekirdekleri içinde uzun vadeli etkileri yanı sıra plastisite sonraki olayları incelemek için kullanılmıştır. Bu çalışmalarda, fizyolojik (ABR), uygulayarak AC ablations Protokolü doğrulandı davranış (yanıt-e doğru ürkütmek, prepulse inhibisyon; ÜFE) ve moleküler (DNA microarrays, qPCR ve Western Blot) yöntemleri13,14,15,16,17,18,19. Burada, bizim iletişim kuralı etkinliğini göstermek için biz bir hafta boyunca hayatta üç ablated AC fareler ve izin için toplanan cochleae doku toplama sırasında adım en uygun AMPA alt birimleri yetişkin koklea içinde mevcut ifade değişiklikleri çalışma , GluA2 ve qPCR tarafından GluA3. AC gelen transkript arasında karşılaştırma fareler ablated ve sahte denetim hayvanlar tüm cerrahi işlemi, ancak değil kortikal ablasyon yapılacağı yeri aşağı-Yönetmeliğin GluA2 ve bir yukarı-yönetmelik için GluA3 için her iki cochleae (şekil 3) gösterdi , hangi olduğunu bizim önceki anlaşarak çalışma19.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56429/56429fig1.jpg"> 
Şekil 1: üç farklı cerrahi adım sıçan temporal kemikte görüntülerini. (A)transferi AC stereotaksik koordinatlarını temporal kemik. Dört puan Koordinatlar: A: A/P =-5.8 mm, M/M = 6,4 mm + /; B: A/P =-2.7 mm, M/M = 6,4 mm + /; C: A/P =-2.7 mm, M/M = +/-8.67 mm; D: A/P =-5.8 mm, M/M +/-8.67 mm koordinatları bir pencere açılması rehberlik edecek temporal kemik yüzeyine bir dikdörtgen çizmek için bir başvuru olarak kullanılır. (B) =. Sondaj sonra kemik pencere açtı (C) gösterir. Kan damarları ile meninkslerde beyin yüzeyinde görülebilmektedir. R: rostral, D: dorsal. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56429/56429fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56429/56429fig2.jpg"> 
Şekil 2: sıçan beyin lezyonlar bulmak için yordam. (A)bir ablated AC beyin Lambda ve Bregma stereotactically implante iğneler (göre Paxinos ve Watson'ın koordinatları19) ile dorsal yüzeyi fotoğrafı. Noktalı çizgiler olduğu gibi beyin dorsal yüzeyi Bregma ve Interaural 0 9 cm x 9 cm kılavuz konumunu işaretleyin. (B) AC koordinat Haritası üst üste ablated beyin yanal yüzeyinin fotoğrafı. Lezyon çevre resimdeki kırmızı etiketli. AC alanı çevresine siyah harita etiketlenir. Bu örnekte, %84.79 AC ablasyon ile ilgili Toplam alan AC tarafından işgal yüzdesidir. AC: işitsel korteks, IA: işitsel, Inter FR: Rhinal çatlak. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56429/56429fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56429/56429fig3.jpg"> 
Şekil 3: değişiklikleri AMPA reseptör alt birimleri GluA2 ve GluA3 tek taraflı AC ablations 7 gün sonrası lezyon sonra düzeyde mRNA. Sonuçlar kat değişim ortalama ± standart sapma sunulur. GluA2 transkript için değişiklikler mavi renkle gösterilir. GluA3 transkript için değişiklikler kırmızıyla sunulmaktadır. Her iki cochleae GluA2 önemli bir azalma ve GluA3 bir artış görülmektedir (ipsi - ve ablasyon kontralateral) sham denetimleri ile 7 gün sonra ameliyat; kortikal yok ablations göre bizim önceki sonuçları19ile anlaşma bu. <a href="https://ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56429/56429fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Stereotactically-guided Ablation of the Rat Auditory Cortex, and Localization of the Lesion in the Brain at JoVE.com

Stereotactically-guided Ablation of the Rat Auditory Cortex, and Localization of the Lesion in the Brain

Stereotactically destekli ablasyon sıçan işitsel korteks ve beyin lezyon lokalizasyonu

Biz stereotactically güdümlü konumunu, pozlama ve ablasyon Sıçanlarda işitsel korteks için bir yöntem açıklanmaktadır. Ablasyon lokalizasyonu koordinat harita otopsi kullanarak değerlendirilir.

The rat auditory cortex (AC) is becoming popular among auditory neuroscience investigators who are interested in experience-dependence plasticity, ...

stereotactically-guided-ablation-rat-auditory-cortex-localization

Research

JoVE Journal

Behavior

11.5K Görüntüleme.  University of Salamanca. Biz stereotactically güdümlü konumunu, pozlama ve ablasyon Sıçanlarda işitsel korteks için bir yöntem açıklanmaktadır. Ablasyon lokalizasyonu koordinat harita otopsi kullanarak değerlendirilir.

Video: Stereotactically-guided Ablation of the Rat Auditory Cortex, and Localization of the Lesion in the Brain

Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in which functional MRI data and in vivo intracortical recording can be performed simultaneously. The combination of MRI and electrical recording is technically challenging because the electrodes used for recording distort the MRI images and the MRI acquisition induces noise in the electrical recording. To minimize the mutual interference of the two modalities, glass microelectrodes were used rather than metal and a noise removal algorithm was implemented for the electrophysiology data. In our studies, two microelectrodes were separately implanted in bilateral primary somatosensory cortices (SI) of the rat and fixed in place. One coronal slice covering the electrode tips was selected for functional MRI. Electrode shafts and fixation positions were not included in the image slice to avoid imaging artifacts. The removed scalp was replaced with toothpaste to reduce susceptibility mismatch and prevent Gibbs ringing artifacts in the images. The artifact structure induced in the electrical recordings by the rapidly-switching magnetic fields during image acquisition was characterized by averaging all cycles of scans for each run. The noise structure during imaging was then subtracted from original recordings. The denoised time courses were then used for further analysis in combination with the fMRI data. As an example, the simultaneous acquisition was used to determine the relationship between spontaneous fMRI BOLD signals and band-limited intracortical electrical activity. Simultaneous fMRI and electrophysiological recording in the rodent will provide a platform for many exciting applications in neuroscience in addition to elucidating the relationship between the fMRI BOLD signal and neuronal activity.

We have developed a method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and electrophysiological recording in the rodent brain, providing a platform for the investigation of the relationship between neural activity and the blood oxygenation level dependent (BOLD) MRI signal.

Kemirgen Beyin aynı anda fMRI ve Elektrofizyoloji

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in ...

Nörobilim

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer scale. However, current methods mostly rely on tethered cable recordings or only use unidirectional systems, allowing either recording or stimulation of neural activity, but not at the same time or same target. Here, a new wireless, bidirectional device for simultaneous multichannel recording and stimulation of neural activity in freely behaving rats is described. The system operates through a single portable head stage that both transmits recorded activity and can be targeted in real-time for brain stimulation using a telemetry-based multichannel software. The head stage is equipped with a preamplifier and a rechargeable battery, allowing stable long-term recordings or stimulation for up to 1 h. Importantly, the head stage is compact, weighs 12 g (including battery) and thus has minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire, making the method applicable to a broad set of behavioral tasks. Moreover, the method has the major advantage that the effect of brain stimulation on neural activity and behavior can be measured simultaneously, providing a tool to assess the causal relationships between specific brain activation patterns and behavior. This feature makes the method particularly valuable for the field of deep brain stimulation, allowing precise assessment, monitoring, and adjustment of stimulation parameters during long-term behavioral experiments. The applicability of the system has been validated using the inferior colliculus as a model structure.

A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats

A wireless, bidirectional system for multi-channel neural recordings and stimulation in freely behaving rats is introduced. The system is light and compact, thus having minimal impact on the animal&#180;s behavioral repertoire. Moreover, this bidirectional system provides a sophisticated tool to assess causal relationships between brain activation patterns and behavior.

Kablosuz, Vivo içinde kayıt ve fareler serbestçe davranışlar içinde sinirsel aktivite uyarılması için çift yönlü arayüzü

In vivo electrophysiology is a powerful technique to investigate the relationship between brain activity and behavior at a millisecond and micrometer ...

Davranış

Stereotaxic Surgery for Excitotoxic Lesion of Specific Brain Areas in the Adult Rat

Many behavioral functions in mammals, including rodents and humans, are mediated principally by discrete brain regions. A common method for discerning the function of various brain regions for behavior or other experimental outcomes is to implement a localized ablation of function. In humans, patient populations with localized brain lesions are often studied for deficits, in hopes of revealing the underlying function of the damaged area. In rodents, one can experimentally induce lesions of specific brain regions.
Lesion can be accomplished in several ways. Electrolytic lesions can cause localized damage but will damage a variety of cell types as well as traversing fibers from other brain regions that happen to be near the lesion site. Inducible genetic techniques using cell-type specific promoters may also enable site-specific targeting. These techniques are complex and not always practical depending on the target brain area. Excitotoxic lesion using stereotaxic surgery, by contrast, is one of the most reliable and practical methods of lesioning excitatory neurons without damaging local glial cells or traversing fibers.
Here, we present a protocol for stereotaxic infusion of the excitotoxin, N-methyl-D-aspartate (NMDA), into the basolateral amygdala complex. Using anatomical indications, we apply stereotaxic coordinates to determine the location of our target brain region and lower an injection needle in place just above the target. We then infuse our excitotoxin into the brain, resulting in excitotoxic death of nearby neurons. While our experimental subject of choice is a rat, the same methods can be applied to other mammals, with the appropriate adjustments in equipment and coordinates.
This method can be used on a variety of brain regions, including the basolateral amygdala1-6, other amygdala nuclei6, 7, hippocampus8, entorhinal cortex9 and prefrontal cortex10. It can also be used to infuse biological compounds such as viral vectors1, 11. The basic stereotaxic technique could also be adapted for implantation of more permanent osmotic pumps, allowing more prolonged exposure to a compound of interest.

Targeted ablation of specific brain region(s) by infusion of an excitotoxin using stereotaxic coordinates is described. This technique could also be adapted for infusion of other chemicals into the rat brain.

Yetişkin Rat spesifik Beyin Alanlarının eksitotoksik Lezyon için Stereotaksik Cerrahi

Many behavioral functions in mammals, including rodents and humans, are mediated principally by discrete brain regions. A common method for discerning the ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for using blood oxygen level dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) to image rodents with simultaneous DBS. DBS fMRI presents a number of technical challenges, including accuracy of electrode implantation, MR artifacts created by the electrode, choice of anesthesia and paralytic to minimize any neuronal effects while simultaneously eliminating animal motion, and maintenance of physiological parameters, deviation from which can confound the BOLD signal.&#160;Our laboratory has developed a set of procedures that are capable of overcoming most of these possible issues. For electrical stimulation, a homemade tungsten bipolar microelectrode is used, inserted stereotactically at the stimulation site in the anesthetized subject. In preparation for imaging, rodents are fixed on a plastic headpiece and transferred to the magnet bore. For sedation and paralysis during scanning, a cocktail of dexmedetomidine and pancuronium is continuously infused, along with a minimal dose of isoflurane; this preparation minimizes the BOLD ceiling effect of volatile anesthetics. In this example experiment, stimulation of the subthalamic nucleus (STN) produces BOLD responses which are observed primarily in ipsilateral cortical regions, centered in motor cortex. Simultaneous DBS and fMRI allows the unambiguous modulation of neural circuits dependent on stimulation location and stimulation parameters, and permits observation of neuronal modulations free of regional bias. This technique may be used to explore the downstream effects of modulating neural circuitry at nearly any brain region, with implications for both experimental and clinical DBS.

This protocol describes a standard method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and deep brain stimulation in the rodent. The combined use of these experimental tools allows for the exploration of global downstream activity in response to electrical stimulation at virtually any brain target.

Kemirgenler Eşzamanlı fMRI ile derin beyin stimülasyonu

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

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

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, dystonia or tremor. DBS is based on the delivery of electrical stimuli to specific deep anatomic structures of the central nervous system. However, the mechanisms underlying the effect of DBS remain enigmatic. This has led to an interest in investigating the impact of DBS in animal models, especially in rats. As DBS is a long-term therapy, research should be focused on molecular-genetic changes of neural circuits that occur several weeks after DBS. Long-term DBS in rats is challenging because the rats move around in their cage, which causes problems in keeping in place the wire leading from the head of the animal to the stimulator. Furthermore, target structures for stimulation in the rat brain are small and therefore electrodes cannot easily be placed at the required position. Thus, a set-up for long-lasting stimulation of rats using platinum/iridium electrodes with an impedance of about 1 M&#937; was developed for this study. An electrode with these specifications allows for not only adequate stimulation but also recording of deep brain structures to identify the target area for DBS. In our set-up, an electrode with a plug for the wire was embedded in dental cement with four anchoring screws secured onto the skull. The wire from the plug to the stimulator was protected by a stainless-steel spring. A swivel was connected to the circuit to prevent the wire from becoming tangled. Overall, this stimulation set-up offers a high degree of free mobility for the rat and enables the head plug, as well as the wire connection between the plug and the stimulator, to retain long-lasting strength.

A method for implanting electrodes into the subthalamic nucleus (STN) of rats is described. Better localization of the STN was achieved by using a microrecording system. Furthermore, a stimulation set-up is presented that is characterized by long-lasting connections between the head of the animal and the stimulator.

Mikroelektrod Uzun vadeli Derin Beyin Stimülasyonu için Sıçan Subtalamik Nucleus içine elektrotlar implantasyonu Rehberli

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

Concurrent Recording of Co-localized Electroencephalography and Local Field Potential in Rodent

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the neurogenesis of EEG is still very limited. Local field potentials (LFPs) recorded via a multi-laminar microelectrode can provide a more detailed account of simultaneous neural activity across different cortical layers in the neocortex, but the technique is invasive. Combining EEG and LFP measurements in a pre-clinical model can greatly enhance understanding of the neural mechanisms involved in the generation of EEG signals, and facilitate the derivation of a more realistic and biologically accurate mathematical model of EEG. A simple procedure for acquiring concurrent and co-localized EEG and multi-laminar LFP signals in the anesthetized rodent is presented here. We also investigated whether EEG signals were significantly affected by a burr hole drilled in the skull for the insertion of a microelectrode. Our results suggest that the burr hole has a negligible impact on EEG recordings.

This protocol describes a simple method for concurrent recording of co-localized electroencephalography (EEG) and multi-laminar local field potential in an anesthetized rat. A burr hole drilled in the skull for the insertion of a microelectrode is shown to produce negligible distortion of the EEG signal.

Co yerelleştirilmiş elektroansefalografi ve yerel alan potansiyel kemirgen eşzamanlı kayıt

Although electroencephalography (EEG) is widely used as a non-invasive technique for recording neural activities of the brain, our understanding of the ...

A Micro-CT-based Method for Characterizing Lesions and Locating Electrodes in Small Animal Brains

Lesion and electrode location verification are traditionally done via histological examination of stained brain slices, a time-consuming procedure that requires manual estimation. Here, we describe a simple, straightforward method for quantifying lesions and locating electrodes in the brain that is less laborious and yields more detailed results. Whole brains are stained with osmium tetroxide, embedded in resin, and imaged with a micro-CT scanner. The scans result in 3D digital volumes of the brains with resolutions and virtual section thicknesses dependent on the sample size (12&#8211;15 and 5&#8211;6 &#181;m&#160;per voxel for rat and zebra finch brains, respectively). Surface and deep lesions can be characterized, and single tetrodes, tetrode arrays, electrolytic lesions, and silicon probes can also be localized. Free and proprietary software allows experimenters to examine the sample volume from any plane and segment the volume manually or automatically. Because this method generates whole brain volume, lesions and electrodes can be quantified to a much higher degree than in current methods, which will help standardize comparisons within and across studies.

This article describes a straightforward method to prepare small animal brains for micro-CT imaging, in which lesions can be quantified and electrodes located with high precision in the context of the whole brain.

Lezyonlar karakterize ve küçük hayvan beyinlerinde elektrot bulmak için bir mikro-CT-esaslı Yöntem

Lesion and electrode location verification are traditionally done via histological examination of stained brain slices, a time-consuming procedure that ...

In vivo Positron Emission Tomography to Reveal Activity Patterns Induced by Deep Brain Stimulation in Rats

Deep brain stimulation (DBS) is an invasive neurosurgical technique based on the application of electrical pulses to brain structures involved in the patient&#39;s pathophysiology. Despite the long history of DBS, its mechanism of action and appropriate protocols remain unclear, highlighting the need for research aiming to solve these enigmas. In this sense, evaluating the in vivo effects of DBS using functional imaging techniques represents a powerful strategy to determine the impact of stimulation on brain dynamics. Here, an experimental protocol for preclinical models (Wistar rats), combined with a longitudinal study [18F]-fluorodeoxyclucose positron emission tomography (FDG-PET), to assess the acute consequences of DBS on brain metabolism is described. First, animals underwent stereotactic surgery for bilateral implantation of electrodes into the prefrontal cortex. A post-surgical computerized tomography (CT) scan of each animal was acquired to verify electrode placement. After one week of recovery, a first static FDG-PET of each operated animal without stimulation (D1) was acquired, and two days later (D2), a second FDG-PET was acquired while animals were stimulated. For that, the electrodes were connected to an isolated stimulator after administering FDG to the animals. Thus, animals were stimulated during the FDG uptake period (45 min), recording the acute effects of DBS on brain metabolism. Given the exploratory nature of this study, FDG-PET images were analyzed by a voxel-wise approach based on a paired T-test between D1 and D2 studies. Overall, the combination of DBS and imaging studies allows describing the neuromodulation consequences on neural networks, ultimately helping to unravel the conundrums surrounding DBS.

In vivo Positron Emission Tomography to Reveal Activity Patterns Induced by Deep Brain Stimulation in Rats

We describe a preclinical experimental method to evaluate metabolic neuromodulation induced by acute deep brain stimulation with in vivo FDG-PET. This manuscript includes all experimental steps, from stereotaxic surgery to the application of the stimulation treatment and the acquisition, processing, and analysis of PET images.

İn vivo Sıçanlarda Derin Beyin Stimülasyonunun İndüklediği Aktivite Kalıplarını Ortaya Çıkarmak için Pozitron Emisyon Tomografisi

Deep brain stimulation (DBS) is an invasive neurosurgical technique based on the application of electrical pulses to brain structures involved in the ...

Implanting a Wireless Bidirectional Microelectrode System in a Rat Brain

Source: Melo-Thomas, L., et al., <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/56299">A Wireless, Bidirectional Interface for In Vivo Recording and Stimulation of Neural Activity in Freely Behaving Rats.</a> J. Vis. Exp. (2017)
The video demonstrates a procedure for implanting a wireless bidirectional multichannel electrode unit into a rat brain to record and stimulate multichannel neural networks.

Bir Sıçan Beynine Kablosuz Çift Yönlü Mikroelektrot Sistemi Yerleştirilmesi

All procedures involving animal models have been reviewed by the local institutional animal care committee and the JoVE veterinary review board.
1. ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neurophysiology

Electrophysiology Techniques

A Stereotactically Guided Ablation Technique for Auditory Cortex Removal in Rats

Source: Lamas, V., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/56429">Stereotactically-guided Ablation of the Rat Auditory Cortex, and Localization of the Lesion in the Brain.</a>&#160;J. Vis. Exp. (2017).
This video demonstrates a stereotactically-guided surgical procedure for ablating the auditory cortex in a rat. The steps include identifying anatomical landmarks in an anesthetized rat secured in a stereotactic frame, creating a window on the skull above the auditory cortex, aspirating the cortical layers, and providing post-operative care to assess the impact of the ablation on sound processing.

Source: Lamas, V., et al. Stereotactically-guided Ablation of the Rat Auditory Cortex, and Localization of the Lesion in the Brain.&#160;J. Vis. Exp. ...