Bu eser Alman Araştırma Vakfı (DFG RE 2740/3-1) tarafından desteklenmiştir. Frank Huethe ve Thomas Günther ısmarlama tES kurulum ve DC-uyarıcı içi üretimi için teşekkür ederiz.

hayvanları içeren araştırma için deneyler başlamadan önce ilgili (ülkeye özgü) onay alınması gerekir. Rapor burada tüm hayvan deneyleri EU Direktifi 2010/63/AB göre Güncellenme Zamanı Alman hayvanları Koruma Kanunu gerçekleştirilir (&#34; Tierschutzgesetz &#34;) Temmuz 2013 ve Ağustos 2013 Güncellenme Zamanı Alman hayvan araştırma Yönetmeliği. Hayvan iletişim kuralları yerel makamlar tarafından onaylanmış &#34; komisyon Freiburg Bölgesel Konseyi hayvan deney için &#34; ve &#34; Üniversitesi Tıp Merkezi Freiburg hayvan deney için komisyon &#34;.
 1. araçları hazırlama ve ameliyat için malzeme <ol><li> şekil 1 ' de listelenen öğeler kullanılabilir ve zaten ameliyat için yerleştirilmiş olduğundan emin olun.</li>
	<li>İnce bir dikdörtgen Platin tabak hazırlamak (Örneğin, 10 x 6 x 0.15 mm), hangi subkutan göğsüne yerleştirilen sayaç elektrot olarak hizmet ve iki ters köşe plaka iki küçük delik yumruk.</li>
	<li>Bir kurşun içermeyen kalay lehim (olmadan bir delik) köşelerinden Platin plaka için kullanarak ~ 10 cm uzunluğunda yalıtılmış bir kabloyla lehim.</li>
	<li>Yalıtım için lehim eklem üzerindeki histo-akrilik tutkal küçük bir damla uygulamak.</li>
</ol> 2. Kemirgen hazırlanması için ameliyat <ol><li>kemirgen için çalışma numara atamak ve bu hazırlanmış ameliyat not kartı</li>
	<li>Kemirgen tartmak ve cerrahi kartı üzerinde ağırlığı dikkat edin. Enjeksiyon anestezi (Örneğin, ketamin 100 mg/kg vücut ağırlığı artı xylazine 70 mg/kg vücut ağırlığı için rats) doz hesaplamak.</li>
	<li>Yol anestezi anestezi hesaplanan tutarın mayi (IP) enjeksiyonla. 
	Not: inhalasyon anestezi yerine kullanırken (Örneğin, isoflurane) ~ %4 1-2 L/dak oksijen sürekli akışı ile bir indüksiyon odasında kemirgen yerleştirin.</li>
	<li>Onay derinliği anestezi 5 dk başlayan ayak çimdik refleks tarafından enjeksiyon sonrası. Ayak çimdik refleks hala varsa, uzaması ve ilk doz % 30'u enjeksiyonu ile anestezi derinleştirilmesi ulaşmak.
	<ol><li>Deneme herhangi bir zaman noktasında ayak çimdik refleks döndürürse, anestezi başlangıç dozunun % 30'u enjekte.</li>
		İnhalasyon anestezi, kullanırken <li>kemirgen indüksiyon odasında postürel refleks kaybı arayın ve anestezi derinliği bir ayak çimdik refleks eksikliği tarafından kontrol. Refleksleri hala varsa, anestezi odasında süresini uzatmak. Bir bakım konsantrasyon ~1-1.5% isoflurane erişene dek isoflurane anestezi derinliği yüzdesi tüm deney boyunca uyum.</li>
		<li>Azalır nefes ve nefes nefese frekans ortaya çıktığında, kemirgen ayak çimdik refleks kavuşur veya kendiliğinden hareket gösterir yüzde; indir, inhalasyon anestezik yüzdesini artırmak.</li>
	</ol></li> <li>En kısa zamanda refleksleri yok, kemirgen laboratuvar bankta yer ya da elinde tutmak. 
	Not: inhalasyon anestezi kullanırken, (şimdi 2-%3 arasında) devam eden azaltılmış isoflurane akışı Nebulizatör için bağlı bir meme yardımıyla sağlanır.</li>
	<li>Fareyi saç kaldırmak &#39; s baş kulaktan kulağa bölgeyi tıraş tarafından ve bir kesme makinesi ile kulakların arkasında sadece rostral göz hizasında arasından. Sonra göğüs kalçakemiği kadar xiphoid üzerinden ön ayakları arasındaki alan tıraş tarafından tüylerden. 
	Not: Cilt gerilim altında tutulması tıraş kolaylaştırır.</li>
	<li>Fareyi gözünde bir damla göz merhem kornea korumak için kapak.</li>
	<li>Fareyi mark &#39; göre atanan çalışma numarası s kulak. 
	Not: çalışma uzunluğuna bağlı olarak, bir kuyruk işareti yeterli olabilir, aksi halde standart tahsisini tercih edilir.</li>
</ol> 3. Cerrahi müdahale: Göğüs elektrot implantasyon Not: sayaç elektrot dışarıdan bir yelek ile traş göğsünde yerleştirildiğinde bu adım-ebilmek var olmak Kaptan.
<ol><li>Yer (göğüs üzerinde) eğilimli kemirgen operasyon masada. 
	Not: inhalasyon anestezi durumunda, sıçan tutmak &#39; s burun daha isoflurane konsantrasyonu % 1.5-2 azaltarak anestezi meme konulmak.</li>
	<li>Traş kafa derisi bir dezenfektan sprey ile veya antiseptik ajan (Örneğin, etanol %70) batırılmış ve air-dry izin bir bez ile dezenfekte. İki kere tekrar edin.</li>
	<li>Orta kulak seviyesine rostral göz seviyesinden bir satırda bir neşter ile cilt kesti. 
	Not: Bu bağlantı kablosunu implante göğüs Puarı üst baş kısmına doğru gelen bir tünel oluşturmak için izin verir ve aynı zamanda DCS elektrot soket yerleşim için istenen kesim.</li>
	<li>Göğüs maruz sıçan sırtüstü konumuna çevirin.</li>
	<li>Göğüs deri 3.2 adımda anlatıldığı gibi dezenfekte.</li>
	<li>Sağ göğüs yanal cilt doku Forseps ile yükseltmek ve bir ilik yaklaşık 0.5 cm küçük makasla sağ aksilla üzerinden medial kesti. Makasla kranial yönde düz sagittal pay olun.</li>
	<li>Cilt sol ana pektoral kas bağlantısını kesme atraumatically tarafından subkutan bir kese şeklinde. Bunu art arda küçük makas açarak (veya serum fizyolojik batırılmış pamuk bez).</li>
	<li>Hayvan onun sağ tarafta açılan baş cilt homeostatik forseps kullanarak yüzeysel fasya delici göğüs kese çıkmak için boyun boyunca sol oksipital köşesinden kablo yolu tünel açmak.</li>
	<li>Sokak keskin teller izin vermeden Platin elektrot bağlı elektrot kablosunun ucunu kapmak için homeostatik forseps dikkatlice açın. Kemirgenler sol hindlimb doğru lehim noktası ile odaklı kese, elektrot girene kadar kablo tünel üzerinden çek. Kemirgen yüzükoyun açın.</li>
	<li>(4-5 deniz mili istikrar için önerilir) köşe delik karşıt iki steril sentetik örgülü absorbe olmayan dikiş için pektoral fasya ile Platin plaka düzeltmek.</li>
	<li>Benzer şekilde doku tünel giriş önce hafif bir döngü oluşturan gevşek bir düğüm tarafından için şerit kablosunu takın.</li>
	<li>Cilt (aynı suture maddi kullanılabilir elektrot ve kablo gelince) kesim boyutuna bağlı olarak 3-4 Kutanöz dikiş ile yakın.</li>
</ol> 4. Cerrahi işlem: Epicranial tES soket yerleşimini <ol><li>yer hayvan stereotaksik çerçevesindeki. 
	Not: inhalasyon anestezi, eğer bir bakım isoflurane akışı ~1.5-1% için anestezi konsantrasyonu, ayak çimdik refleks ve nefes desen ayarlanır.</li>
	<li>3.2 adımda anlatıldığı gibi traş kafa derisi dezenfekte.</li>
	<li>Orta kulak seviyesine rostral göz seviyesinden bir satırda bir neşter ile cilt kesti. 
	Not: Eğer göğüs elektrot placemKBB gerçekleştirilen, adım 4.2 ve 4.3 zaten gerçekleştirdik.</li>
	Kapalı <li>scrape kapaklarini (kafatası üzerinde bağ dokusu) taraf neşter ve iyice için kapalı silme pamuk ile değiştirir. 4 köşe kesme, bağ dokusu bulldog kelepçeleri ile bağlamak ve yanal cerrahi alan açık tutmak için asmak izin.</li>
	<li>Uygula % 0,9 serum fizyolojik ile pamuk temizleme bezi doku ve kemik yüzeyi temizlemek için. O zaman % 3 H 2 O 2 ile kemik yüzeyi temizleyin. Doku ile temasından sakının. Bu vesile ile kemik daha iyice temizlenir ve küçük kemikten kanama durdu. Ayrıca, kapaklarini kalıntıları görünür hale gelir. Bu artıklar orta basınç uygulayarak bir pamuklu çubukla kaldırmak. 
	Not: Yapışma ve kemik yapıştırılmış tES soket dayanıklılığını kapaklarini kalanlar kaldırılması artacaktır.
	<ol><li>Durdurulamaz kanamaya, durumunda bir kemik matkap kullanmak ve için 1-3 s kemik üzerinde hafif basınç ile dokunma. Bu mekanik yordamı çoğu durumda önemli Isıtma olmadan kanamayı durdurur. Asla elektrokoter kemik üzerinde kullanma; Hatta kısa uygulama beyin doku hasarına neden olacaktır (elektrokoter sadece kullanılması gereken doku yara kanamaya).</li>
	</ol></li> <li>Gibi fiksasyon vidaları set-up bağlılık artıracak, vida boyutu uygun matkap seçin. İki burr deliği önceden el matkapla Delme ve sonra kemik matkap ile hafif dikey basınç uygulama iki farklı kemik tabak yerleştirin. Elektrot vidalama engel gibi yakın tES Soket istenen konuma kaçının (Örneğin, sol birincil motor kortikal tES için Seç sağ frontal ve posterior parietal vida pozisyonu).</li>
	<li>Bir implant sayaç elektrot durumunda, gelecekteki tünel kablo fiksasyonu için sağ posterior parietal kemik bulunan üçüncü bir delik burr.</li>
	<li>Plastik vidalar burr deliği yerleştirin ve ilk sürtünme hissedene canı cehenneme. Sonra üç ek 180 ° vida sırayla gerçekleştirin. Vida istikrar için Forseps ile denetleyin ve bir daha dönüş sıkı değil Eğer yeterince. 
	Not: Yetişkin fareler için bu vidalar epidural yerleşim dura veya beyin (bağlı olarak vida dişi tasarımı, sayı değişebilir dönüş) zarar vermeden sağlayacaktır. Bile DCS akım yoğunluğu ateş eşiğin, vida yerleşim lezyon konum veya vidaları altındaki ölçüde huzursuz değil beri paslanmaz çelik vida kullanımı da mümkün olmalıdır.</li>
	<li>Dönüş havya ve yaklaşık 5 dakika süreyle ön ısı occipitally sağ parietal vida etrafında doku tünel çıkmadan kablo Rüzgar ve ardından, yaklaşık 1 cm Kablo sarma arkasında bırakarak kesti. Dikkatli bir neşter kablosuyla sonundaki yalıtım şerit.</li>
	<li>Cyanoacrylic yapıştırıcı ile soluksuz vida ve kemik tamir.</li>
	<li>Konektörüne ve sayaç elektrot kablo çıplak tel kurşunsuz kalay-lehim az miktarda uygulamak ve kısaca her iki önceden lehimli parça birlikte kalay lehim eriyene kadar lehimleme ucu dokunmadan süre basarak her ikisi de bağlanmak (yaklaşık 2-3 s). Hemen sonraki doku hasarı ile kablo aşırı metal ısınma önlemek için lehimleme ucu kaldırmak.</li>
	<li>Özel yapılmış tES elektrot soket ( şekil 1B, kırmızı) bükülmüş, tırtıklı uç Forseps ile almak ve yuvanın alt kenarında cyanoacrylic tutkal ince bir tabaka uygulayın. Motor korteks ve 4 mm çap soket kullanarak üzerinde yerleşim için 2 mm ön ve 2 mm lateral bregma üzerinden orta soket noktası yerleştirin. Bu pozisyon için soket iç medial kenarlığını doğrudan sagittal dikiş bitmeli ve Kaudal sınır bregma yükseklikte bitmeli. Kısa bir süre (en cyanoacrylic Tutkallar sertleşmesine basıncı ile) kemik üzerine yuva basın. 
	Not: bir ışık kaynağı doğrudan soket yerleştirerek soket yerleştirerek dindirebilirim.</li>
	<li>Soket alanı içinde kemik (tutkal yansıtıcı olduğundan ışıkla kontrol ederek) tutkal ücretsizdir emin olun. Durumunda tutkal dökmek, soket kaldırmak, neşteri Tutkalla scrape ve tekrar adım 4.12.</li>
	Soket yerde ve gelecekteki stimülasyon yerde tutkal, ücretsiz sonra <li>ilk cyanoacrylic tutkal olarak bu konumda manevra için yol açabilecek bir sıvı köprü önlemek için küçük bir damla ile komşu doku prizine yanal kenarlığını kapatın. Stimülasyon alanına akışı olabilir gibi çok fazla tutkal geçerli değildir (Bu durumda, adıma 4.12 dönmek). 
	Not: stimülasyon alan tutkal ücretsiz tutmak gibi bir azalma stimülasyon çevrenin önemli ölçüde akım yoğunluğu artırabilir önemlidir (A/m²).</li>
	<li>Cyanoacrylic yapıştırıcı ile tüm vidaları kapak.</li>
	<li>İki diş akrilik çimento küçük silikon tüp veya cam karıştırın. Viskoz geçer geçmez, kemik prizine kalan kenarlıklarının kapamaya diş bir spatula ile uygulanır. Diş akrilik çimento stimülasyon alana herhangi bir akışını önlemek.</li>
	<li>Sonunda kapağı bütün kafatası, vida, sayaç elektrot kablo ve soket ilâ &#8531; diş akrilik çimento ile yuva. Çimento doğru viskozite olduğundan emin olun: çok akıcı, bu çevre dokusuna; akacaktır Eğer Eğer çok sert eşit dağıtmak zor.</li>
	Bütün kemik kaplıdır ve çimento sertleştirilmiş, <li>Kaldır bulldog kelepçeleri; böylece dikiş gerekli değildir cilt sadece İnşaatlı çimento dokunmatik gerekir. (Seçilmiş çok uzun ve bağ dokusu ilk kesildi veya kas görünür değilse, dikiş 3.12. adımda açıklandığı gibi geçerli).</li>
	<li>İyot ile kesilmiş deri sınırlarındaki bir pamuklu çubukla bir tabaka uygulayın ve subkutan carprofen (5-7.5 ml % 0,9 serum ağrı tedavisi ve sıvı değişimi için çözünmüş 5 mg/kg vücut ağırlığı) enjekte. 
	Not: inhalasyon anestezi kullanıyorsanız, şimdi kapatmak.</li>
	<li>Yer kemirgen anestezi kurtarma bir ısınma kutusundaki kadar kemirgen uyanık ve postural stabilite restore. 
	Not: hayvan kontrol &#39; s ağırlık geliştirme, devlet ve genel iyilik ölçütlere göre kurum günlük yara &#39; s öneri.</li>
</ol> 5. Transkraniyal elektrik stimülasyon yordam Not: anestezi tES etkileri etkiler gibi stimülasyon uyarı kemirgenler mümkün olduğunda performans tavsiye edilir. Kemirgen deneyler başlamadan önce en az 5 gün için (baş ve göğüs yara iyileşmesi) kurtarmak izin verir. Deneyler önceki zaman noktalarda ameliyattan sonra göğüs yarası en sinirli olduğu gibi bir yelek ile sabit bir dış sayaç elektrot kullanıldığında gerçekleştirilebilir; Ama hayvanlar elektrot yelek için birkaç gün için habituated gerekir ve davranışsal görevleri ile girişim oluşabilir.
<ol><li>TES elektrot soket yarısı % 0,9 serum fizyolojik ile doldurun ve hava kabarcıkları kaldırmak.</li>
	<li>Olmakön cathodal tDCS oturumlar, her zaman klorlama denetleyin ve bir parlak gümüş yüzey (gibi), gerekirse Ag/AgCl elektrot yeniden klorlamak. Anodal tDCS oturumları daha önce mümkün aşırı AgCl mevduat için iyi iletkenlik stimülasyon sırasında izin vermek için zımpara ile önceki elektrodlar kaldırın. TES elektrot vidalı kapak ( şekil 1B, gri parça) içinde vida. 
	Uyarı: başarısızlık elektrot cathodal tDCS oturumları arasında yeniden klorlamak klorlama stimülasyon sırasında bitkinlik ve toksik birikmesi tarafından elektrokimyasal reaksiyon neden. Bu doku hasarına neden. Yeniden klorlama içinde tek bir oturumla stimülasyon süresi 20 dk. kısa ise gerekli değildir</li>
	<li>Kafasına iki bağlantı kabloları bağlayın (anodal uyarılması için anodal kablo bağlı ters cathodal uyarılması için vidalı kapak konektörüne). 
	Not: bir harici olarak yerleştirilmiş sayaç elektrot kullanırken, kapak iletken jel ve kemirgen üzerinde yer sayaç elektrot &#39; s göğüs. Bu elektrot kemirgen stimülasyon sırasında giymek küçük bir kemirgen yeleği önceden sabit ise en kolayıdır.</li>
	<li>Kemirgen kabloları ile deneysel kafesin içine bağlı bir döner ücretsiz hareket sağlar kafes yukarıda yer.</li>
	<li>Uyarıcı üzerinde açmak ve (uyarılma şiddeti, süresi, rampa yukarı ve aşağı zaman) stimülasyon parametrelerini ayarlamak.</li>
	Piyasada bulunan stimülasyon aygıt bir emanet kapamak aşağı ve kopukluk alarm, kullanmadığınızda <li>dahil bir metre sürekli geçerli akış kontrol etmek için devrede. 
	Not: Bu kurulum ile stimülasyon uygulanabilir performansı veya eğitim davranış görevleri sırasında.</li>
	<li>Kontrol stres belirtileri veya rahatsızlık kemirgen için uyarılması sırasında.</li>
	<li>Stimülasyon sonunda kablolarının bağlantısını kesin, sökün kafasına, elektrot kap ve temiz ve kuru bir pamuklu çubukla soketinde. Kemirgen ev ortamına dönün veya istenen davranış bir yordamla devam.</li>
</ol>

<ol>
	<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=Safety+of+Transcranial+Direct+Current+Stimulation:+Evidence+Based+Update+2016.">Safety of Transcranial Direct Current Stimulation: Evidence Based Update 2016.</a> Brain Stimul. 9 (5), 641-661 (2016).</li><li>Bindman, L. J., Lippold, O. C., Redfearn, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+action+of+brief+polarizing+currents+on+the+cerebral+cortex+of+the+rat+(1)+during+current+flow+and+(2)+in+the+production+of+long-lasting+after-effects.">The action of brief polarizing currents on the cerebral cortex of the rat (1) during current flow and (2) in the production of long-lasting after-effects.</a> J Physiol. 172, 369-382 (1964).</li><li>Gartside, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+sustained+increases+of+firing+rate+of+neurones+in+the+rat+cerebral+cortex+after+polarization:+role+of+protein+synthesis.">Mechanisms of sustained increases of firing rate of neurones in the rat cerebral cortex after polarization: role of protein synthesis.</a> Nature. 220 (5165), 382-383 (1968).</li><li>Purpura, D. P., McMurtry, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+activities+and+potential+changes+during+polarization+of+motor+cortex.">Intracellular activities and potential changes during polarization of motor cortex.</a> Neurophysiol. 28 (1), 166-185 (1965).</li><li>Nitsche, M., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+changes+induced+in+the+human+motor+cortex+by+weak+transcranial+direct+current+stimulation.">Excitability changes induced in the human motor cortex by weak transcranial direct current stimulation.</a> J Physiol. 527 (Pt 3), 633-639 (2000).</li><li>Nitsche, M. A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained+excitability+elevations+induced+by+transcranial+DC+motor+cortex+stimulation+in+humans.">Sustained excitability elevations induced by transcranial DC motor cortex stimulation in humans.</a> Neurology. 57 (10), 1899-1901 (2001).</li><li>Cambiaghi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+transcranial+direct+current+stimulation+modulates+motor+excitability+in+mice.">Brain transcranial direct current stimulation modulates motor excitability in mice.</a> Eur J Neuro. 31 (4), 704-709 (2010).</li><li>Fritsch, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+current+stimulation+promotes+BDNF-dependent+synaptic+plasticity:+potential+implications+for+motor+learning.">Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning.</a> Neuron. 66 (2), 198-204 (2010).</li><li>Ranieri, 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=Modulation+of+LTP+at+rat+hippocampal+CA3-CA1+synapses+by+direct+current+stimulation.">Modulation of LTP at rat hippocampal CA3-CA1 synapses by direct current stimulation.</a> J Neurophysiol. 107 (7), 1868-1880 (2012).</li><li>Kronberg, G., Bridi, M., Abel, T., Bikson, M., Parra, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Current+Stimulation+Modulates+LTP+and+LTD:+Activity+Dependence+and+Dendritic+Effects.">Direct Current Stimulation Modulates LTP and LTD: Activity Dependence and Dendritic Effects.</a> Brain Stimul. 10 (November), 51-58 (2016).</li><li>Sun, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+current+stimulation+induces+mGluR5-dependent+neocortical+plasticity.">Direct current stimulation induces mGluR5-dependent neocortical plasticity.</a> Ann Neurol. 80 (2), 233-246 (2016).</li><li>Podda, M. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anodal+transcranial+direct+current+stimulation+boosts+synaptic+plasticity+and+memory+in+mice+via+epigenetic+regulation+of+Bdnf+expression.">Anodal transcranial direct current stimulation boosts synaptic plasticity and memory in mice via epigenetic regulation of Bdnf expression.</a> Sci Rep. 6, 22180 (2016).</li><li>Reis, J., Fritsch, B. <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+motor+performance+and+motor+learning+by+transcranial+direct+current+stimulation.">Modulation of motor performance and motor learning by transcranial direct current stimulation.</a> Curr opin Neurology. 24 (6), 590-596 (2011).</li><li>Buch, E. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+tDCS+on+motor+learning+and+memory+formation+a+consensus+and+critical+position+paper.">Effects of tDCS on motor learning and memory formation a consensus and critical position paper.</a> Clin Neurophysiol. 128 (4), 589-603 (2017).</li><li>Reis, J., Fischer, J. T., Prichard, G., Weiller, C., Cohen, L. G., Fritsch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-+but+not+sleep-dependent+consolidation+of+tDCS-enhanced+visuomotor+skills.">Time- but not sleep-dependent consolidation of tDCS-enhanced visuomotor skills.</a> Cerebral cortex. 25 (1), 109-117 (2015).</li><li>Monai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+imaging+reveals+glial+involvement+in+transcranial+direct+current+stimulation-induced+plasticity+in+mouse+brain.">Calcium imaging reveals glial involvement in transcranial direct current stimulation-induced plasticity in mouse brain.</a> Nature Comm. 7, 11100 (2016).</li><li>Gellner, A. -. K., Reis, J., Fritsch, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glia:+A+Neglected+Player+in+Non-invasive+Direct+Current+Brain+Stimulation.">Glia: A Neglected Player in Non-invasive Direct Current Brain Stimulation.</a> Front Cell Neurosci. 10, 188 (2016).</li><li>Takano, Y., Yokawa, T., Masuda, A., Niimi, J., Tanaka, S., Hironaka, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rat+model+for+measuring+the+effectiveness+of+transcranial+direct+current+stimulation+using+fMRI.">A rat model for measuring the effectiveness of transcranial direct current stimulation using fMRI.</a> Neurosci Lett. 491 (1), 40-43 (2011).</li><li>Islam, N., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anodal+polarization+induces+protein+kinase+C+gamma+(PKC+gamma)-like+immunoreactivity+in+the+rat+cerebral+cortex.">Anodal polarization induces protein kinase C gamma (PKC gamma)-like immunoreactivity in the rat cerebral cortex.</a> Neurosci Res. 21, 169-172 (1994).</li><li>Islam, N., Aftabuddin, M., Moriwaki, A., Hattori, Y., Hori, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increase+in+the+calcium+level+following+anodal+polarization+in+the+rat+brain.">Increase in the calcium level following anodal polarization in the rat brain.</a> Brain Res. 684 (2), 206-208 (1995).</li><li>Rohan, J. G., Carhuatanta, K. A., McInturf, S. M., Miklasevich, M. K., Jankord, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+Hippocampal+Plasticity+with+In+Vivo+Brain+Stimulation.">Modulating Hippocampal Plasticity with In Vivo Brain Stimulation.</a> J Neurosci. 35 (37), 12824-12832 (2015).</li><li>Wachter, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+direct+current+stimulation+induces+polarity-specific+changes+of+cortical+blood+perfusion+in+the+rat.">Transcranial direct current stimulation induces polarity-specific changes of cortical blood perfusion in the rat.</a> Exp Neurol. 227 (2), 322-327 (2011).</li><li>Koo, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=After-effects+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+on+the+excitability+of+the+motor+cortex+in+rats.">After-effects of anodal transcranial direct current stimulation on the excitability of the motor cortex in rats.</a> Rest Neurol Neurosci. 34 (5), 859-868 (2016).</li><li>Liebetanz, 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=After-effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+on+cortical+spreading+depression.">After-effects of transcranial direct current stimulation (tDCS) on cortical spreading depression.</a> Neurosci Lett. 398 (1-2), 85-90 (2006).</li><li>Fregni, 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=Effects+of+transcranial+direct+current+stimulation+coupled+with+repetitive+electrical+stimulation+on+cortical+spreading+depression.">Effects of transcranial direct current stimulation coupled with repetitive electrical stimulation on cortical spreading depression.</a> Exp Neurol. 204 (1), 462-466 (2007).</li><li>Cambiaghi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flash+visual+evoked+potentials+in+mice+can+be+modulated+by+transcranial+direct+current+stimulation.">Flash visual evoked potentials in mice can be modulated by transcranial direct current stimulation.</a> Neurosci. 185, 161-165 (2011).</li><li>Dockery, C. A., Liebetanz, D., Birbaumer, N., Malinowska, M., Wesierska, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cumulative+benefits+of+frontal+transcranial+direct+current+stimulation+on+visuospatial+working+memory+training+and+skill+learning+in+rats.">Cumulative benefits of frontal transcranial direct current stimulation on visuospatial working memory training and skill learning in rats.</a> Neurobiol Learn Mem. 96 (3), 452-460 (2011).</li><li>Faraji, J., Gomez-Palacio-Schjetnan, A., Luczak, A., Metz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beyond+the+silence:+Bilateral+somatosensory+stimulation+enhances+skilled+movement+quality+and+neural+density+in+intact+behaving+rats.">Beyond the silence: Bilateral somatosensory stimulation enhances skilled movement quality and neural density in intact behaving rats.</a> Behav Brain Res. 253, 78-89 (2013).</li><li>Pikhovych, 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=Transcranial+Direct+Current+Stimulation+Modulates+Neurogenesis+and+Microglia+Activation+in+the+Mouse+Brain.">Transcranial Direct Current Stimulation Modulates Neurogenesis and Microglia Activation in the Mouse Brain.</a> Stem Cells In. , 1-10 (2016).</li><li>Rueger, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-session+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+elicits+inflammatory+and+regenerative+processes+in+the+rat+brain.">Multi-session transcranial direct current stimulation (tDCS) elicits inflammatory and regenerative processes in the rat brain.</a> PloS one. 7 (8), e43776 (2012).</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 Neurophysiol. 120 (6), 1161-1167 (2009).</li><li>Yoon, K. J., Oh, B. -. M., Kim, D. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+improvement+and+neuroplastic+effects+of+anodal+transcranial+direct+current+stimulation+(tDCS)+delivered+1+day+vs.+1+week+after+cerebral+ischemia+in+rats.">Functional improvement and neuroplastic effects of anodal transcranial direct current stimulation (tDCS) delivered 1 day vs. 1 week after cerebral ischemia in rats.</a> Brain Res. 1452, 61-72 (2012).</li><li>Spezia Adachi, L. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exogenously+induced+brain+activation+regulates+neuronal+activity+by+top-down+modulation:+conceptualized+model+for+electrical+brain+stimulation.">Exogenously induced brain activation regulates neuronal activity by top-down modulation: conceptualized model for electrical brain stimulation.</a> Exp Brain Res. 233 (5), 1377-1389 (2015).</li><li>Jackson, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Safety+parameter+considerations+of+anodal+transcranial+Direct+Current+Stimulation+in+rats.">Safety parameter considerations of anodal transcranial Direct Current Stimulation in rats.</a> Brain, behavior, and immunity. , (2017).</li><li>Ordek, G., Groth, J. D., Sahin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+ketamine/xylazine+anesthesia+on+the+cerebral+and+cerebellar+cortical+activities+in+the+rat.">Differential effects of ketamine/xylazine anesthesia on the cerebral and cerebellar cortical activities in the rat.</a> J Neurophysiol. 109 (5), 1435-1443 (2013).</li><li>Sykes, 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=Differences+in+Motor+Evoked+Potentials+Induced+in+Rats+by+Transcranial+Magnetic+Stimulation+under+Two+Separate+Anesthetics:+Implications+for+Plasticity+Studies.">Differences in Motor Evoked Potentials Induced in Rats by Transcranial Magnetic Stimulation under Two Separate Anesthetics: Implications for Plasticity Studies.</a> Front Neural Circ. 10, 80 (2016).</li><li>Zhang, D. X., Levy, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ketamine+blocks+the+induction+of+LTP+at+the+lateral+entorhinal+cortex-dentate+gyrus+synapses.">Ketamine blocks the induction of LTP at the lateral entorhinal cortex-dentate gyrus synapses.</a> Brain Res. 593 (1), 124-127 (1992).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu iletişim kuralı tipik malzeme ve bir kalıcı tES tuzak cerrahi gerçekleşmesi için hem de uyarı Rodents sonraki uyarılması için yordam adımları açıklar. TES deneme, bir kemirgen kavramsal açıdan (insan koşulu, belirli bir beyin stimülasyonu beklenen etkileri ile karşılaştırılabilir yanı sıra birkaç metodolojik açıdan (Emanet ve tolerabilite tES, sonuç parametresi) hazırlanması sırasında bölge) dikkate alınması gerek. Metodolojik açıdan uygulamasının serbestçe hareket kemirgenler uyarısındaki sağlar beri implante göğüs sayaç elektrot kafatası tES soketinde cerrahi up boyuna çalışmaları için avantajlıdır. Habituation kemirgen kablo bağlantılarını ve kalıcı kurulum için gereklidir, ancak daha sonra düz içinde davranış görevleri ile birlikte tES sağlar. Ayrıca, hareketleri sırasında implante elektrot eski kasa ve doku temas halinde sınırlı değildir bu yana bir yelek dikili bir sayaç elektrot giymeye karşılaştırıldığında bu kurulum ile büyük olasılıkla alt kemirgen stimülasyon sırasında rahatsızlık olduğunu stimülasyon sağlanmaktadır.
Sunulan tES set-up elektrot kablosu süreksizlik, malzeme istikrarsızlık veya enfeksiyon olmadan en fazla 3 ay süren deneyleri için kullanılmıştır. Böylece set-up da bu süre uzun deneyleri için uygun olasıdır.
Bu epicranial stimülasyon montaj aşırı dermal yapıları ile manevra hangi büyük olasılıkla daha büyük ölçüde elektrot ilişkisi vücut büyüklüğüne verilen Rodents oluşmasını engeller (bkz şekil 3 ve referans1). Epicranial uyarılması Rodents için implante set-up serbestçe hareketli hayvanlar, elektrot pozisyonları net bir tanımı ve geçerli teslimatın güvenilirliğini deneyler için yüksek pratiklik sağlar. Bu faktörler deneyler standardizasyonu için büyük avantaj temsil ederken, tutarsızlık transdermal stimülasyon insanlar veya (Örneğin, başvuran32,33) kemirgen için göz önünde tutulmalıdır. Ancak, sonuçlar için geçerli beyin (beyin akım yoğunluğu), bağımsız olarak farklı dokular, geçitten ulaşan gerçek miktarı büyük alaka34-in çevrilmesidir. Sayaç elektrot yerleştirme genellikle yön ve geçerli akış1dağıtımını belirler. Böylece, için polarizasyon nöronların sayaç elektrot (geçerli akış dorsoventral yönünü) göğsünde bir yerleşim yerleşim ve boyun (geçerli akış yönünü rostrocaudal) göre daha etkili olabilir.
TES veya davranışı üzerindeki etkisi temel mekanizmaları adresleme çalışmaları gerektiğini ne zaman uygun anestezi önemli ölçüde (patho) ile etkileşim beri uyarı kemirgen gerçekleştirilmesi-nöronal aktivite35 gibi fizyolojik işlemlere ,36 ve plastisite36,37ve bastırmak veya alter tES etkinliği17, (ve bizim yayınlanmamış gözlemler) veya1,17zarar. Tersi, imzalat kemirgen elde edilen sonuçlar potansiyel olarak insanlarda araştırma için ileriye doğru çeviri engelleyen uyarı koşulu için doğrudan bir çıkarsama izin vermez. Bir örnek tDCS motor korteks imzalat fareler ve uyarı fareler için uygulanan farklarının temsilcisi sonuçları bölümünde gösterilir. aynı derecede yüksek akım yoğunluğu uygulanan tDCS microglia harekete geçirmek ve ateş içinde uyarı rats imzalat fareler17' ye göre daha büyük bir oranı indüklenen. Bu bulgular bir doz-yanıt deneyin parçası olmakla birlikte hangi tDCS microglia ve ateş üzerinde etkileri yüksek Koyulukları (değil tavsiye mechanistical veya davranışsal çalışmalar kullanmak için), o düşük tDCS geçerli spekülasyon için cazip olduğunu oluştu yoğunlukları, sonuçları aynı saptırma kemirgen uyanıklığı bağlı olarak oluşacak.
Son olarak, sağlanan iletişim kuralı bir diğer avantajı hatasının olası kaynaklarını azalma olduğunu. Sorun giderme stratejileri ve kritik adımlar iletişim kuralında vurgulu olarak gösterilmiştir. Belirli araştırma amaç için (tartışılan yukarıda olarak), tES elektrotlar hazırlanması için ihtiyaç her stimülasyon, uygulamadan önce bunlar uygun akım yoğunluğu seçimi dahil ve iyice ve onay için güvenilir gürültülerinden tekrarladı. Klorlama stimülasyon sırasında tükenme tarafından toksik birikmesi için yol açacaktır elektrodu hazırlanması ile ilgili olarak, klorlama elektrot cathodal stimülasyon (Yani, katot kortikal hedef alanı üzerinde) önce kesinlikle çok önemli olduğu için elektrokimyasal reaksiyonlara ve ikincil olarak neden doku hasarı. Deneyim, klorlama tükenme uyarım ilk 20 dk içinde oluşmaz. Aksine, daha önce tekrar tekrar anodal stimülasyon, Ag/Cl ifade anot, stimülasyon kesilmesi önlemek için kaldırılmalıdır. Gürültülerinden yalnızca elektrot hazırlık aynı zamanda pratik stimülasyon oturum kemirgen yanı sıra tES soket cerrahi implantasyon kalitesini ilgili değildir bir kritik nokta var. TES soket çevreleyen kafatası ve doku alan kapatılması akım yoğunluğu doğru tahmini için cerrahi işlemler sırasında sağlanmış olur. Bitişik doku manevra bir yandan beyne uygulanan akım tahmindi yol açar ve fizyolojik sonuçları geçerli akış yönünü bozulma göre değiştirebilir. Diğer taraftan, azaltma stimülasyon çevrenin — Ag/Cl ifade (yukarı bakın) veya kapsama tES sırasında stimülasyon çevrenin implantasyon (Örneğin, akrilik çimento veya histoacrylic tutkal tarafından) soket — için uygulanan bir küçümseme neden olabilir akım yoğunluğu ve stimülasyon sınırlı bir alan üzerinden doku hasarı için sadece istemeden yüksek tepe akım yoğunluğu tarafından neden olabilir. Son olarak, iletken orta, Örneğin, serum, en iyi şekilde sürekli uyarılması için izin vermek için stimülasyon alanı üzerinde dağıtılması gerekiyor. Devam eden bir deney sırasında değiştirilmiş gürültülerinden aşağıdaki gibi görünür hale olabilir: beklenmeyen davranış (stres belirtileri, belirli bir görev üzerinde değişken performans), kemirgen bir elektrik amper ölçerde görüntülenen geçerli teslimatın değişimler devre, ya da tam kaybı stimülasyon süreklilik. Bu durumda, elektrotlar işlemimiz temizlenmelidir ve stimülasyon alan tekrar herhangi bir enkaz için kontrol edilmelidir. Kablo bağlantıları, tES elektrot ilgili soket ve iletken orta yerleşimini kontrol ve işlevsel olmayan görünen yerine. TES teslim tutarsız çözümlemesinde dışlanacak belirli bu oturum elde edilen veri (Örneğin, davranış, Histoloji) gerekebilir.
Ateş için eşik uyarı fareler (bizim yayınlanmamış veri) cathodal ve anodal seans içinde güvende ve iyi uyarı kemirgen, 20 dakikaya kadar sürekli stimülasyon yoğunluklarda 0,4 31,8 A/m² (eşdeğer aşağıda, kullanırken tolere edilir tespit mA 4 mm çap Transkraniyal elektrot ile) ve ne zaman bu protokol için özetlenen önerilerine uymak. Ancak, daha düşük yoğunluklarda daha yakın insan stimülasyon parametreleri için seçme (0.3-1.6 A/m²) veya tercihen doz Sorumlse deneyler bilgilendirici karakter elde edilen verilerin en üst düzeye çıkarmak ve insan uygulamaya sonuçlarının ileri çeviri kolaylaştırmak için tavsiye edilir.

Beyin (tES) elektrik akımları Transkraniyal yönetiminin yıllardır beyin fonksiyonu çalışmaya ve davranışını değiştirmek için kullanılmıştır. Daha yakın, uygulama akımları doğrudan veya daha az sıklıkla alternatif akımlar (şeker ve tRNS), Noninvazif sağlam kafatası ile kullanmak ile iki veya daha fazla elektrotlar (anode(s) ve cathode(s)) klinik ve bilimsel açıdan ilgi kazanmıştır. Özellikle, tDCS sağlıklı konular ve nöropsikiyatrik hastalıkları olan hastalar daha fazla 33,200 oturumlarında kullanılan ve güvenli olarak ve kolay, uzun ömürlü yanı sıra olası tedavi potansiyeli ile düşük maliyetli başucu uygulama ortaya çıkmıştır davranışsal etkileri1. Bu açıkça artan ihtiyaç ve mekanik çalışmaları, Emanet yönleri de dahil olmak üzere bilimsel ilgi vermiştir. Bu makale stimülasyon, tDCS en yaygın olarak kullanılan form üzerinde duruluyor.
Türler arasında tDCS kortikal uyarılabilirlik ve sinaptik plastisite modüle. Uyarılabilirlik değişiklikleri polarite bağımlı değişiklik spontan nöronal ateş oranı kediler ve fareler2,3,4veya motor uyarılmış potansiyel (MEP) genlikleri insan ve fare () içinde değişimler olarak bildirilmiştir her ikisi de anodal ve azalmış sonra cathodal tDCS sonra arttı: insan5,6; fare7). Anodal DCS motor kortikal sinaptik etkinliğinin artırılması veya Hipokampal vitro birkaç saat sonra stimülasyon ya da uzun vadeli kullanılmasının muhtemelen (LTP), ne zaman synapses belirli bir zayıf sinaptik girişi gerektirerek veya ne zaman bir plastisite daha önce verilen ortak uygulanan stimülasyon8,9,10,11,12inducing. Uygun olarak, motor veya bilişsel eğitim başarı stimülasyon faydaları kez sadece ortaya çıkar tDCS8,13,14,15eğitim ile birlikte uygulanan olup olmadığını. Bu önceki bulgular esas olarak nöronlar toplantılarına isnat ederken, nöronal olmayan hücreleri (glia) da tDCS fonksiyonel etkileri katkıda bulunabilir belirtmek gerekir. Örneğin, uyarı fareler16anodal tDCS sırasında astrositik hücre içi kalsiyum düzeyleri artmış. Benzer şekilde, ateş için eşiğin akım yoğunluğu, anodal tDCS microglia17bir doz bağımlı Etkinleştirme indüklenen. Ancak, modülasyon nöron-glia etkileşim tDCS tarafından daha fazla belirli araştırma gerekir.
Alınan birlikte, hayvan araştırma açıkça tDCS düzenleyici etkisi uyarılabilirlik ve plastisite anlayışımızı gelişmiş. Ancak, içeride bir "ters çevirim boşluğu" observable yayınlarda yavaş aksine insan tDCS çalışmaların üstel artış ve in vitro ve içinde vivo tES temel mekanizmaları araştırmalarda küçük artış hayvan modelleri. Ayrıca, kemirgen tES modelleri (transdermal epicranial uyarmaya) çeşitli araştırma laboratuvarları arasında yüksek değişkenliği ile gerçekleştirilen ve bildirilen stimülasyon yordamlar genellikle değildir karşılaştırılabilir engelleyen tamamen şeffaf ve Yinelenebilirlik temel araştırma verilerini hem de sonuçları yorumlanması.
Burada, biz birincil motor korteks çeviri insan tDCS durumuna değişkenlik en aza indirirken sağlar ve olmadan tekrarlanan stimülasyon sağlar hedefleme bir Transkraniyal beyin stimülasyonu tuzak cerrahi uygulama ayrıntılı olarak tarif davranış engelleyen. Uyarı Sıçanlarda sonraki tES için adım adım bir protokol sağlanır. TES uyarı Rodents güvenli uygulama metodolojik ve kavramsal açıdan ele alınmıştır.

<table><tbody><tr><td>Softasept N</td><td>B. Braun Melsungen AG,&lt;br/&gt; Melsungen, Deutschland</td><td>3887138</td><td>antiseptic agent</td></tr><tr><td>Ethanol 70 %</td><td>Carl Roth GmbH &amp;amp; Co. KG, Karlsruhe, Deutschland</td><td>T913.1</td><td></td></tr><tr><td>arched tip forceps</td><td>FST Fine science tools, Heidelberg, Deutschland</td><td>11071-10</td><td></td></tr><tr><td>Iris Forceps, 10cm, Straight, Serrated</td><td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td><td>15914</td><td></td></tr><tr><td>Scalpel Handle #3, 13cm</td><td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td><td>500236</td><td></td></tr><tr><td>Standard Scalpel Blade #10</td><td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td><td>500239</td><td></td></tr><tr><td>Zelletten cellulose swabs</td><td>Lohmann und Rauscher, Neuwied, Deutschland</td><td>13349</td><td>5 x 4 cm&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>AbbVie Deutschland GmbH &amp;amp; Co</td><td>N01AB06</td><td></td></tr><tr><td>Iris Scissors, 11.5cm, Straight</td><td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td><td>501758</td><td>small scissors</td></tr><tr><td>cotton swab/cotton buds</td><td>Carl Roth GmbH &amp;amp; Co. KG, Karlsruhe, Deutschland</td><td>EH12.1</td><td>Rotilabo</td></tr><tr><td>Kelly Hemostatic Forceps, 14cm, Straight</td><td>World Precision Instruments, Inc, Sarasota, FL, USA, Inc, Sarasota, FL, USA</td><td>501241</td><td>surgical clamp</td></tr><tr><td>electrode plate (platinum)</td><td>custom made</td><td>Wissenschaftliche Werkstatt Neurozentrum Uniklinik Freiburg, Deutschland</td><td>10x6 mm, 0.15 mm thickness</td></tr><tr><td>insulated copper strands (~1 mm diameter)</td><td>Reichelt elektronik GmbH &amp;amp; Co. KG, Sande, Germany</td><td>LITZE BL</td><td>electrode cable</td></tr><tr><td>Weller EC 2002 M soldering station</td><td>Weller Tools GmbH, Besigheim, Germany</td><td>EC2002M1D</td><td></td></tr><tr><td>Iso-Core EL 0,5 mm</td><td>FELDER GMBH L&amp;ouml;ttechnik, Oberhausen, Deutschland</td><td>20970510</td><td>lead free solder</td></tr><tr><td>MERSILENE Polyester Fiber Suture</td><td>Johnson &amp;amp; Johnson Medical GmbH, Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany</td><td>R871H</td><td>nonabsorbable braided suture, 4-0</td></tr><tr><td>Histoacryl</td><td>B. Braun Melsungen AG,&lt;br/&gt; Melsungen, Deutschland</td><td>9381104</td><td>cyanoacrylate</td></tr><tr><td>Ketamin 10%</td><td>Medistar GmbH, Germany</td><td>n/a</td><td>anesthetics</td></tr><tr><td>Rompun 2% (Xylazine)</td><td>Bayer GmbH, Germany</td><td>n/a</td><td>anesthetics</td></tr></tbody></table>

transcranial electrical brain stimulation in alert rodents

Transkraniyal elektrik beyin stimülasyonu kortikal uyarılabilirlik ve plastisite insanlar ve kemirgenler modüle. Stimülasyon insanlarda en sık görülen Transkraniyal doğru akım stimülasyon (tDCS) olduğunu. Daha az sıklıkla Transkraniyal alternatif akım stimülasyon (şeker) veya Transkraniyal rasgele gürültü stimülasyon (tRNS), önceden tanımlanmış frekans aralığı içinde rastgele uygulanan bir elektrik akımı kullanarak tACS belirli bir form kullanılır. İnvaziv olmayan elektrik beyin stimülasyonu araştırma insanlarda, deneysel ve klinik amaçlar için her ikisi de artış hayvan çalışmalarında temel, mekanik, emniyet için artan bir ihtiyaç vermiştir. Bu makalede Transkraniyal elektrik beyin stimülasyonu (tES) için bir model olduğu gibi kafatası uyarı Rodents motor sistemi hedefleme üzerinden anlatılmaktadır. İletişim kuralı göğüs üzerinde bir implant sayaç elektrot ile birlikte kalıcı epicranial elektrot soket cerrahi set-up için adım adım yönergeler sağlar. Stimülasyon elektrot epicranial yuvaya yerleştirerek, farklı elektriksel stimülasyon türleri, tDCS, şeker ve insanlarda, tRNS karşılaştırılabilir teslim edilebilir. Ayrıca, uyarı Rodents tES için pratik adımlar tanıtılmaktadır. Uygulanan akım yoğunluğu, stimülasyon süresi ve stimülasyon türü deneysel gereksinimlerine bağlı olarak seçmiş olabilirsiniz. Uyarılar, avantajları ve dezavantajları Bu tuzak, yanı sıra Emanet ve tolerabilite yönleri ele alınmıştır.

Bir tuzak için uyarı Rodents güvenilir tekrarlanan tES açıklanan uygulama kolayca mekanik deneyler, doz-yanıt çalışmalar veya davranışsal görevler de dahil olmak üzere deneyler entegre edilebilir. Bugüne kadar hayvan çalışmaları (invaziv) tES kullanarak verileri karşılaştırılabilir tES stimülasyon set-up laboratuvarlar arasında değişkenlik ve stimülasyon parametreleri (çeşitli akım yoğunluğu, uygulananÖrneğin, farklılıkları tarafından engel fahiş yüksek düzeyleri) insan uygulamaya göre. Bu nedenle, tES alanında hayvan araştırma bilgilendirici değeri sınırlıdır. Bu makale "etkin" elektrot yerleşim hedefli korteks yukarıda kemik uygulayarak laboratuvarlar arasında standartlaştırmak kolay bir tES set-up sunar (burada, birincil motor korteks (M1) yukarıda) ile serum iletken olarak tercih Orta ve sayaç elektrot yerleştirilir göğüs (harici veya implante).
Özellikle yakın, Örneğin, ve boyun (geçerli modelleme örnekleri için Counter elektrot yerleştirildiğinde kemirgenler küçük boyutu göz önüne alındığında, kemirgen 's cilt üzerinde hedeflenen korteks yukarıda elektrot yerleştirme aşırı manevra için neden olabilir (referans1' den benimsenmiştir) şekil 3 ' e bakın). Ayrıca, istikrar ve elektrot temas daha az güvenilir olduğunu ve kemirgenler daha transdermal uygulama kullanırken tarafından tekrarlanan elektrot yerleştirme kafa derisi tahriş. Kalıcı olmayan set-up fiksasyonu da kemirgen serbestçe gerçekleştirmesini engelleyebilir. Buna ek olarak, kemirgenler hızlı bir şekilde bu kalıcı olarak mevcut implante kurulum için ayarlayın.
İnsan stimülasyon parametrelerine göre bir eşdeğer stimülasyon yoğunluk tahmini modelleri sadece sınırlı sayıda faktörlerin dikkate alın ve kemirgenler pachygyric yana zordur (bkz. bir ölçekleme tahmini için başvuru1 faktörü). Bu nedenle, düşük yoğunluklu akımları da dahil olmak üzere doz-yanıt verilerini toplama en bilgilendirici olabilir. Bir doz-yanıt çalışmada imzalat Sıçanlarda sunulan cerrahi Kurulumu kullanarak, stimülasyon dönem (24 h sonrası stimülasyon) elemelerinde doz bağımlı mikroglial harekete geçirmek gösterdi ve yüksek meydana gelen ateş üzerinden dissociable yoğunluk DCS (şekil 4; başvuru17kabul). Mikroglial harekete geçirmek, morfolojik değişiklik tarafından değerlendirildi oluştu önce 31,8 A/m² (şekil 4 c), ateş ilk belirtileri 47.8 algılanan iken A/m². Fluorojade C (FJC) pozitif oluşan bozucu nöronlar uyarı Sıçanlarda beyin dilimlerle yüzde 47.8 A/m² (4A şekilitibariyle) daha yüksek olduğu gibi bu deneylerde, anestezi DCS yanıt büyüklüğü açıkça etkilenen. ≥ 24 h için eşik olarak mikroglial harekete geçirmek süren lezyon eşik yakın olmakla beraber büyük ölçüde insanlar fizyolojik bilişsel ve plastik işlemlerinde teşvik yoğunluklarını, böyle harekete geçirmek yerine bir pre-lesional iltihabı gösteriyor olabilir DC'ler tarafından indüklenen. Bu nedenle, DCS davranış ya da moleküler etkileri bu yüksek yoğunluklarda, mechanistically farklı olmak düşük yoğunluklu etkileri (etkileri ve yoğunluklarını tDCS deneyler şekil 5' te özetleme düzenini görmek) göre bekleniyor.

<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56242/56242fig1.jpg"> 
Şekil 1: malzemeleri cerrahisi ve teknik düzeni tES soket ve elektrot kap Gordon (A) 1. Pamuk temizleme bezi, 2. Dezenfektan, 3. stereotaksik çerçeve, 4. havya, 5. analjezik (örneğin, carprofen), 6. &#38; 7. Anestezi (Örneğin, xylazine &#38; ketamin), 8. şırınga, 9. Clipper, 10. kulak Zımba, 11. göz merhemi (örneğin, bepanthene), 12. kurşun içermeyen kalay lehim, 13. İki diş akrilik çimento (DAC), 14. iyot, 15. % 3 H2O2, 16. % 0,9 serum, 17. sentetik absorbe olmayan dikiş (örneğin, Mersilene 4-0), 18 örgülü. Matkap burguları, 19. cyanoacrylic tutkal, 20. Bulldog kelepçeleri 21. homeostatik forseps, 22. bükülmüş, tırtıklı uç forseps, 23. düz, keskin ucu forseps, 24. düz, doku forseps, 25. Diş spatula, 26. Neşter, 27. makas, 28. el matkap, 29. tornavida, 30. Matkap, 31 tahrik motor. dişi konektörler, 32. tES soket, 33. Platin elektrot kablosu için ortak lehimleme 34 histoacrylic yapıştırıcı ile kaplı ekli kare. plastik vidalar. (B) tES (kırmızı) 4 mm iç çap ile kemirgen kafatası üzerinde tespit için soket; elektrot birimi (gri) damgası altına yapıştırılmış Ag/Cl disk elektrot kablosu için oda bırakarak bir merkez deliği olan bir vidalı kapak ve iç bir damgası tarafından inşa edilmiştir. Bu tuzak maksimal kararlılığı ve hassas tel elektrot bağlantı noktası tel tatili kaçınma sağlar. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56242/56242fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56242/56242fig2.jpg"> 
Şekil 2: fareler donatılmış tES set-up. Fareyi sol bir harici sabit sayaç elektrot traş göğüs üzerinde bulunuyor. Karbon lastik elektrot yelek altına dikti. Fareyi sağ kafasına tünel kablosu ile bir implant göğüs Puarı var. (Kaudal) kablosuna bağlı kadın bağlayıcı tES elektrot (rostral) için yuva arkasında diş akrilik çimento inşa birimindeki sabit. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56242/56242fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56242/56242fig3.jpg"> 
Resim 3: iki farklı kemirgen tES montages geçerli dağıtım modelleme. Sonlu elemanlar modelleri iki fare modelleri izin1ile modifiye epicranial tDCS montages ile beyin geçerli akışında tahmin. Bu modelleri kullanarak, kortikal lezyonları ikna etmek için tahmin edilen eşik beyin akım yoğunluğu 17,0 oldu A/m² Fritsch, et al. kullanılan montajı için 8 (a)ve 6.3 A/m² için montaj tarafindan fotograf, vd. Sırasıyla 61 ve 23 V/m, elektrik alanlarına karşılık gelen 21 (B). Biçiminde iki farklı montages geçerli akış şekil farklılıkları unutmayın. (A) (B) daha düşük bir ücret yoğunluğu sonuçlanan bir daha yüksek akım yoğunluğu daha kısa bir süre için uygulanır. En önemlisi sayaç elektrot (boyun göğüs vs) yerleşimini sonucundaki beyin geçerli akışını ek bir etkisi olabilir. Bu nedenle, kemirgen veri yorumlanması için elektrot boyutu, uygulanan yerleştirme (her iki elektrot), geçerli ve stimülasyon süre tayini gereklidir. Sıçan beyin içinde gerçek geçerli sadece Hesaplamalı bu modelleri kullanarak tahmin edilebilir olduğunu unutmayın. Renk ölçeğini gösterir akım yoğunluğu 11,6 sıfırdan A/m² ve yukarıda. <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56242/56242fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56242/56242fig4.jpg"> 
Şekil 4: doz yanıt DCS microglia harekete geçirmek ve etkileri beyin dilimleri içinde ateş elde anodal tDCS Primer motor korteks uygulanan farklı dozlarda sonra. Rakam bir doz-yanıt tDCS çalışma immunohistological bulguları özetleyen17 değiştirilir. (A) ilişkisimorfolojik microglia anti-CD11b/c (derece aşağıya bakınız) Boyama tarafından değerlendirildi ve FJC pozitifliği tarafından ortaya ateş aktif. Sıçan motor kortikal beyin dilimleri anti-CD11b/c ve FJC boyama olarak ya kör bir dedektif tarafından negatif, anti-CD11b/c olumlu tek (hafiye-in harekete geçirmek morfolojik belirlenen) veya anti-CD11b/c ve FJC olarak olumlu puan. Mikroglial harekete geçirmek ateş oluşumu öncesinde dikkat edin. (B) temsilcisi koronal bölümlerini sol motor kortikal beyin dilimleri (veya yakınındaki +1.56 mm den bregma) anodal tDCS Primer motor korteks uygulanan farklı şiddetlerde maruz fareler. De imzalat, fareler, ateş belirtisi yok 31,8 oluştu A/m², birkaç sırasında oluşan bozucu nöronlar 47.8 A/m² ve nöronal hasar giderek artan bir doz daha da arttı, vardı. Bir dikkat, 47.8 A, anodal DCS/m² uyarı Sıçanlarda artmış ateş dilimlerle yüzdesi. Ölçek çubuğu tüm bölümleri için: 500 µm. büyütme giriş ölçek çubuğu tüm bölümlerin: 20 µm. (C) histolojik örnek resim microglia etkinleştirme (etkin) 0'dan (ciddi aktif 4'e kadar anti-CD11b/c immünhistokimya,'Rating ), 1-4 olarak "olumlu" dekor. Ölçek çubukları 50 µm. = <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56242/56242fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56242/56242fig5.jpg"> 
Şekil 5: şu anda arasındaki bağıntı gösteren düzeni kullanılan kemirgen tDCS akım yoğunluğu insan uygulamaya göre: iltihabı, ateş ve ilâ 30 stimülasyon sürelerini, fizyolojik süreçlerin modülasyon için eşikler min. Şu anda kullanılan kemirgen DCS akım yoğunluğu arasında değişir 1.3 143 A/m² kullanarak yapılan çalışmaların çoğunluğu ile daha çok 20 A/m², insan çalışmaları çoğu akım yoğunluğu 0,3 ve 0.8 A/m²1,14arasında iken. En az bir büyüklük sırasında ateş1için eşiğin insan stimülasyon parametreleridir. Kortikal uyarılabilirlik bastırılmış17olduğunda ateş için eşik anestezi altında önemli ölçüde daha yüksek olur. Mikroglial harekete geçirmek süren aşağıda ama nöronal hasar17inducing yoğunluklarda yakın başlar. DCS etkileri fizyolojik beyin süreçleri lezyon eşiğin yüksek yoğunluklarda, oransal soruşturma büyük olasılıkla çok düşük yoğunluklarda (insan uygulamaya benzer), görülen Tezler farklıdır. Türler arasında stimülasyon parametrelerinin tam çeviri araştırılmaktadır. Tahminler boyutu ve Anatomi (sulci ve gyri) gibi pasif faktörler tarafından ama elektrik alanları nöronlar, glia ve ağlar olası farklı hassasiyetleri tarafından (aynı geçerli akış için aynı yol açacak olup olmadığı bilinmemektedir türlerin karşıdan karşıya engel fizyolojik etkisi). Bu nedenle, en bilgilendirici çalışma tasarım tES etkileri çok düşük geçerli yoğunluklarda da dahil olmak üzere bir doz yanıt şekilde, test ediyor. Düzeni7,12,16,18,19,20,21,22, gelen verileri esas 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 , 30 , 31 (30 dk oturum başına en fazla stimülasyon süresi, veri olan hastalığı hayvan modelleri hariç). <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56242/56242fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents at JoVE.com

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Transkraniyal elektrik beyin stimülasyonu uyarı Rodents

Bu iletişim kuralı bir cerrahi kurulum için kalıcı epicranial elektrot soket ve implante göğüs Puarı Rodents açıklar. İkinci bir elektrot yuvaya yerleştirerek, Transkraniyal elektrik beyin stimülasyonu farklı türde uyarı hayvanlarda olduğu gibi kafatası ile motor sistemi teslim edilemez.

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

transcranial-electrical-brain-stimulation-in-alert-rodents

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.6K Görüntüleme.  Albert-Ludwigs-University Freiburg. Bu iletişim kuralı bir cerrahi kurulum için kalıcı epicranial elektrot soket ve implante göğüs Puarı Rodents açıklar. İkinci bir elektrot yuvaya yerleştirerek, Transkraniyal elektrik beyin stimülasyonu farklı türde uyarı hayvanlarda olduğu gibi kafatası ile motor sistemi teslim edilemez.

Video: Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, which is unlike the protocols used for human subjects. We report a successful application of rTMS to the unilateral hemisphere of rat brain. The rTMS was delivered with a low-frequency (1 Hz), high-frequency (20 Hz), or sham stimulation protocol to one side of the brain by using a small 25-mm figure-8 coil. We placed the center of the coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulated the coil 45&#176; to the ground to minimize a potential direct effect of rTMS on the contralateral cortex. We also used an in-house water cooling system to enable repetitive magnetic stimulation for more than 20 min, even at a 20-Hz stimulation frequency. Increases in the transcriptions of immediate early genes (Arc, Junb, and Egr2) were greater after rTMS than after sham stimulation. After 5 consecutive days of 20-min 1-Hz rTMS, bdnf mRNA expression was significantly higher in stimulated cortex than in contralateral side. The model presented herein will elucidate the molecular mechanisms of rTMS by allowing analysis of the inter-hemispheric difference in its effect.

We applied repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the unilateral hemisphere of rat brain, by placing a 25-mm figure-8 coil 1 cm lateral to the vertex on the biauricular line and angulating the coil by 45&#176;. An in-house water cooling system was used for rTMS for more than 20 min.

Sıçan Beyin Tek Taraflı Yarımküre için Transkraniyal Manyetik Uyarım

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...

Davranış

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 ...

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 ...

Nörobilim

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, ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a closed-loop event-triggered manner. Although many studies are focusing on the possible benefits and side-effects of TES in healthy and pathologic brains, there are still many fundamental open questions regarding the mechanism of action of the stimulation. Therefore, there is a clear need for a robust and reproducible method to test the acute and the chronic effects of TES in rodents. TES can be combined with regular behavioral, electrophysiological, and imaging techniques to investigate neuronal networks in vivo. The implantation of transcranial stimulation electrodes does not impose extra constraints on the experimental design while it offers a versatile, flexible tool to manipulate brain activity. Here we provide a detailed, step-by-step protocol to fabricate and implant transcranial stimulation electrodes to influence brain activity in a temporally constrained manner for months.

This detailed protocol describes transcranial stimulation electrode placement on the temporal bone in order to investigate the short- and long-term effects of transcranial electrical stimulation in freely moving rats.

Kronik Transkraniyal elektriksel stimülasyon ve Sıçanlarda Intracortical kayıt

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

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for several neuropsychiatric diseases. The biological effects of tDCS are not fully understood, which is in part explained due to the difficulty in obtaining human brain tissue. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode allowing the study of the long-lasting biological effects of tDCS. In this experimental model, tDCS changes the cortical gene expression and offers a prominent contribution to the understanding of the rationale for its therapeutic use.

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a therapeutic technique proposed to treat psychiatric diseases. An animal model is essential for understanding the specific biological alterations evoked by tDCS. This protocol describes a tDCS mouse model that uses a chronically implanted electrode.

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 ...

Establishment of Acute Pontine Infarction in Rats by Electrical Stimulation

Pontine infarction is the most common stroke subtype in the posterior circulation, while there lacks a rodent model mimicking pontine infarction. Provided here is a protocol for successfully establishing a rat model of acute pontine infarction. Rats weighing about 250 g are used, and a probe with an insulated sheath is injected into the pons using a stereotaxic apparatus. A lesion is produced by the electrical stimulation with a single pulse. The Longa score, Berderson score, and beam balance test are used to assess neurological deficits. Additionally, the adhesive-removal somatosensory test is used to determine sensorimotor function, and the limb placement test is used to evaluate proprioception. MRI scans are then used to assess the infarction in vivo, and TTC staining is used to confirm the infarction in vitro. Here, a successful infarction is identified that is located in the anterolateral basis of the rostral pons. In conclusion, a new method is described to establish an acute pontine infarction rat model.

Presented here is a protocol for establishing acute pontine infarction in a rat model via electrical stimulation with a single pulse.

Elektrikstimülasyon ile Sıçanlarda Akut Pontin Enfarktüsü Kurulması

Pontine infarction is the most common stroke subtype in the posterior circulation, while there lacks a rodent model mimicking pontine infarction. Provided ...

Head Implants for the Neuroimaging of Awake, Head-Fixed Rats

Anesthetics, commonly used in preclinical and fundamental scientific research, have a depressive influence on the metabolic, neuronal, and vascular functions of the brain and can adversely influence neurophysiological results. The use of awake animals for research studies is advantageous but poses the major challenge of keeping the animals calm and stationary to minimize motion artifacts throughout data acquisition. Awake imaging in smaller-sized rodents (e.g., mice) is very common but remains scant in rats as rats are bigger, stronger, and have a greater tendency to oppose movement restraints and head fixation over the long durations required for imaging. A new model of neuroimaging of awake, head-fixed rats using customized hand-sewn slings, 3D-printed head implants, head caps, and a headframe is described. The results acquired following a single trial of single-whisker stimulation suggest an increase in the intensity of the evoked functional response. The acquisition of the evoked functional response from awake, head-fixed rats is faster than that from anesthetized rats, reliable, reproducible, and can be used for repeated longitudinal studies.

A detailed new procedure for functional imaging of awake, head-fixed rats is described.

Uyanık, Kafaya Sabitlenmiş Sıçanların Nörogörüntülemesi için Kafa İmplantları

Anesthetics, commonly used in preclinical and fundamental scientific research, have a depressive influence on the metabolic, neuronal, and vascular ...

Düşük Maliyetli EEG ve Milimetre Boyutunda Bobin ile Fare Beynini Uyarmak

Low-Cost Electroencephalographic Recording System Combined with a Millimeter-Sized Coil to Transcranially Stimulate the Mouse Brain In Vivo

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, utilizing a millimeter-sized coil. Using conventional screw electrodes combined with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain. In addition, we explain how a millimeter-sized coil is produced using low-cost equipment usually found in laboratories. Practical procedures for fabricating the flexible multielectrode array substrate and the surgical implantation technique for screw electrodes are also presented, which are necessary to produce low-noise EEG signals. Although the methodology is useful for recording from the brain of any small animal, the present report focuses on electrode implementation in an anesthetized mouse skull. Furthermore, this method can be easily extended to an awake small animal that is connected with tethered cables via a common adapter and fixed with a TMS device to the head during recording.The present version of the EEG-TMS system, which can include a maximum of 32 EEG channels (a device with 16 channels is presented as an example with fewer channels) and one TMS channel device, is described. Additionally, typical results obtained by the application of the EEG-TMS system to anesthetized mice are briefly reported.

Yazar Spotlight: Fare Beynini İn Vivo Transkraniyal Olarak Uyarmak için Milimetre Boyutunda Bir Bobinle Birleştirilmiş Düşük Maliyetli Elektroensefalografik Kayıt Sistemi  

A low-cost electroencephalographic recording system combined with a millimeter-sized coil is proposed to drive transcranial magnetic stimulation of the mouse brain in vivo. Using conventional screw electrodes with a custom-made, flexible, multielectrode array substrate, multi-site recording can be carried out from the mouse brain in response to transcranial magnetic stimulation.

Fare Beynini In Vivo'da Transkraniyal Olarak Uyarmak için Milimetre Boyutlu Bir Bobin ile Birleştirilmiş Düşük Maliyetli Elektroensefalografik Kayıt Sistemi

A low-cost electroencephalographic (EEG) recording system is proposed here to drive transcranial magnetic stimulation (TMS) of the mouse brain in vivo, ...

Serebral Kan Akışının ve Elektrik Alanlarının Haritalanması: Farelerde Elektrot Yerleştirme

Placement of Extracranial Stimulating Electrodes and Measurement of Cerebral Blood Flow and Intracranial Electrical Fields in Anesthetized Mice

The detection of cerebral blood flow (CBF) responses to various forms of neuronal activation is critical for understanding dynamic brain function and variations in the substrate supply to the brain. This paper describes a protocol for measuring CBF responses to transcranial alternating current stimulation (tACS). Dose-response curves are estimated both from the CBF change occurring with tACS (mA) and from the intracranial electric field (mV/mm). We estimate the intracranial electrical field based on the different amplitudes measured by glass microelectrodes within each side of the brain. In this paper, we describe the experimental setup, which involves using either bilateral laser Doppler (LD) probes or laser speckle imaging (LSI) to measure the CBF; as a result, this setup requires anesthesia for the electrode placement and stability. We present a correlation between the CBF response and the current as a function of age, showing a significantly larger response at higher currents (1.5 mA and 2.0 mA) in young control animals (12-14 weeks) compared to older animals (28-32 weeks) (p &lt; 0.005 difference). We also demonstrate a significant CBF response at electrical field strengths &lt;5 mV/mm, which is an important consideration for eventual human studies. These CBF responses are also strongly influenced by the use of anesthesia compared to awake animals, the respiration control (i.e., intubated vs. spontaneous breathing), systemic factors (i.e., CO2), and local conduction within the blood vessels, which is mediated by pericytes and endothelial cells. Likewise, more detailed imaging/recording techniques may limit the field size from the entire brain to only a small region. We describe the use of extracranial electrodes for applying tACS stimulation, including both homemade and commercial electrode designs for rodents, the concurrent measurement of the CBF and intracranial electrical field using bilateral glass DC recording electrodes, and the imaging approaches. We are currently applying these techniques to implement a closed-loop format for augmenting the CBF in animal models of Alzheimer's disease and stroke.

Yazar Spotlight: Alzheimer Modelinde Serebral Kan Akışını İyileştirmek için Stimülasyona Dayalı Yaklaşım 

We describe a protocol for assessing dose-response curves for extracranial stimulation in terms of brain electrical field measurements and a relevant biomarker-cerebral blood flow. Since this protocol involves invasive electrode placement into the brain, general anesthesia is needed, with spontaneous breathing preferred rather than controlled respirations.

Anestezi Uygulanmış Farelerde Ekstrakraniyal Uyarıcı Elektrotların Yerleştirilmesi ve Serebral Kan Akımı ve İntrakraniyal Elektrik Alanlarının Ölçülmesi

The detection of cerebral blood flow (CBF) responses to various forms of neuronal activation is critical for understanding dynamic brain function and ...