Name: in vivo electrophysiological measurement of the rat ulnar nerve with axonal excitability testing
Uploaded: 2018-02-06T12:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 56 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing at JoVE.com

Proje Lundbeck Vakfı, Novo Nordisk Vakfı, Danimarkalı Tıbbi Araştırma Konseyi, Ludvig ve Sara Elsass Foundation, Nöroloji ve Jytte Araştırmaları Vakfı ve Kaj Dahlboms Vakfı tarafından desteklenmiştir. Ambulans bir erken kariyer bulunan Kardeşliği tarafından Ulusal Sağlık ve tıbbi araştırma Konseyi, Avustralya (#1091006) desteklenir

Burada açıklanan tüm deneysel yordamlar hayvan bakım ve Etik Komitesi UNSW Sydney ile uyulması ve ulusal sağlık ve tıbbi araştırma Konseyi (NHMRC) hayvan deneme için Avustralya düzenlemelerin uygun olarak gerçekleştirilmiştir.
1. deneysel kurmak
Not: Bu yordamda 12 hafta yaşlı, kadın uzun-Evans fareler kullanıldı.
<ol><li>%4 isoflurane ve 1 L min O2 akış hızı kullanarak bir indüksiyon odası köstebeğiyle anestezi. Yeterli anestezi için iyileştiren refleks sınayarak doğrulayın ve onun yokluğu hayvan indüksiyon odasından çıkarmadan önce emin olun. Not çeşitli anestezik ajanların sinir uyarılabilirlik10farklı etkileri vardır.</li>
	<li>Güvenli bir şekilde hayvanın burun burun konisi ek olarak yerleştirin ve başına min O2 akış hızı % 2.5 isoflurane ve 1 L bir idame dozu teslim.</li>
	<li>Yeterli anestezi pedal çekilmesi ve kornea refleksleri için hayvanın ayak pinching ve yavaşça onun göz dokunmadan kontrol ederek onaylayın. Not: anestezi iken altında kuruluk önlemek için veteriner merhem gözleri, önerilen ancak yordam genellikle hayvan başına 30 dakika sürer gibi temel uygulamasıdır.</li>
	<li>Bir geribildirim kontrollü Isıtma mat ve rektal termometreyi prob kullanımı ile 37 ° C'de farenin vücut ısısını korumak. Isıtma mat ve entegre vücut sıcaklık sensörü ile 40 ° C ile daha yüksek sıcaklıklarda oluşur herhangi bir cilt hasarı önlemek için ayarlayın. Not: Bu bir hayvan fizyolojik izleme sistemi kullanımı ile her 10s monitör ve kayıt fizyolojik önlemler için (kalp hızı, oksijen doygunluğu, vücut ısısı ve solunum hızı) tavsiye edilir. Çevre sıcaklığı çekirdek sıcaklığı11 (şekil 1) soğuk olabilir gibi en iyi kayıt yordamları yerel uzuv sıcaklık ölçümü içermelidir.</li>
	<li>Antiseptik eldiven giymek ve % 70 etanol ile temizlenmiş aletleri prosedürü boyunca patojen içermeyen bir ortam sağlamak için her zaman kullanın.</li>
</ol>2. Elektrofizyolojik kurmak
<ol><li>Düşük empedansı Platin electroencephalogram (EEG) iğne elektrotları için bu yordamı kullanın.</li>
	<li>Hypothenar kas ve referans elektrot 4 haneli dorsal yönünü aracılığıyla kayıt iğne elektrot (şekil 1; içinde belirtilen mor) ekleyerek kayıt iğne elektrotları hazırlayın (şekil 1; içinde belirtilen turuncu) bileşik kas aksiyon potansiyelleri (insert) kaydetmek için.</li>
	<li>Uyarıcı ve elektrotlar (şekil 1; içinde belirtilen yeşil) kayıt arasında önkol üstün yönü üzerinde deri yoluyla zemin elektrot yerleştirin. Kas dokusu önlemek için elektrotlar eklerken ilgilen.</li>
	<li>Perkütan uyarıcı iğne elektrot katot (şekil 1; içinde etiketli mavi) ekleyerek hazırlamak yaklaşık 4 mm distal kübital tünel dirsek. Anot (şekil 1; etiketli olarak kırmızı) Ekle yaklaşık 1 cm uzağından axillar bölgesinin deri yoluyla.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56102/56102fig1.jpg"> Şekil 1: iğne elektrot yerleşim sıçan forelimb olarak bir şematik diyagramı. Katot (mavi) yaklaşık olarak 4 mm dirsek, kübital tünel için distal eklenir ve anot (kırmızı) eklenen yaklaşık 1 cm uzağından axillar bölgesinin deri yoluyla. Zemin iğne elektrot (yeşil) uyarıcı ve elektrotlar kayıt arasında önkol üstün yönü üzerinde deri yoluyla eklenir. (Mor) kayıt ve başvuru (turuncu) iğne elektrotları hypothenar kas ve 4th haneli dorsal yönünü aracılığıyla eklenir. Sıcaklık probu (gri) tenar kas üstün yönü üzerinde yer alıyor. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56102/56102fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
3. aksonal uyarılabilirlik yordamları
<ol><li>Kemirgen motor sinir yarı otomatik TRONDNF iletişim kuralı'nı gerçekleştirmek, bilgisayar kontrollü aksonal uyarılabilirlik programı sürekli geçerli uyarıcı ve bir amplifikatör (malzemeleri tablo görmek) bağlı. 50/60 Hz gürültü giderici kullanarak aşırı 50 Hz elektrik gürültü çıkarmak.<ol>
<li>Aynı anda CMAP Morfoloji görselleştirme ve bir 1'i uyguladıktan CMAP hypothenar kas üzerinden kayıt ms kare dalga darbe katot iğne elektrot ile ulnar sinir.<ol>
<li>En uygun kayıtları elde etmek, bir en iyi bifazik yanıt eğrisi sürekli genlik ile bu kadar dikkatle açı ve/veya katot konumunu ayarlamak (şekil 2A.) elde. Bir kez en iyi konum belirlendikten sonra bir repositionable elektrot tutucu katotlu stabilize etmek. Not: otomatik olarak kullanılan yazılım aşağıda açıklanan test uyaranlara sunar ve artırır veya azaltır mevcut eşik ulaşmak için gerekli.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Artımlı olarak bir 1 uyarıcı yoğunluğunu artırarak bir uyarıcı-tepki eğrisi kayıt 1 ms itki en büyük bir yanıt elde kadar anne. Not: Mor ve yeşil satır şekil 2B ve 2C, uyarıcı yoğunluğu ve otomatik sistem artımlı artış sırasıyla temsil eder. Hedef genlik eşiği izleme için uyarıcı-tepki eğrisi en dik yamaçta alanına karşılık gelen maksimal genlik % 40'ını ayarlanmıştır. 'Eşik' değişikliği (yani % 40 temin için gerekli uyarıcı CMAP) çeşitli tarafından indüklenen test uyaranlara protokol geri kalanı elde edilen değişken olduğunu.</li>
		<li>Eşik electrotonus (TE), dahil olmak üzere birden çok aksonal uyarılabilirlik parametreleri kayıt geçerli-eşik (ı / V) ilişki ve kurtarma döngüsü (başvurusunda açıklandığı gibi RC)12. Not: Bilgisayar kontrollü aksonal uyarılabilirlik programı ve denetim eşiği ±40% %20 geçerli ayarlanan eşik (TE) ile 100 ms depolarize ve akımları hyperpolarizing subthreshold değerlendiriyor. Eşik depolarize hem hyperpolarizing akımları sonra değişikliği otomatik olarak 14 saat noktalarda 100 ms geçerli polarize ve 12 puan sırasında geçerli polarize sonra kaydedilir. Eşik electrotonus dolaylı olarak internodal conductances değerlendiriyor ve membran potansiyeli belirtecidir. I / V ilişki yoğunluğu + 50 üzerinden alternatif 200 ms subthreshold Klima akımları ile değerlendirildi % -100% 10 %'luk oranlarla denetim eşiği. Ben / V ilişki farklı TE'ye akımları cinsinden süresi daha uzun olduğunu, polarizasyon yoğunluğunu kademeli 50 farklı olan % -100% ve eşik Değiştir her yoğunlukta 1 değerlendirildi geçerli polarize kesildiği tarih vardır sonra ms. I / V ilişki axon1işletmeye özelliklerini görmemizi sağlar. Belirli aralıklarla 2.5 ms 200 Bayan bu parametre nodal içinde meydana gelen olayları iyi tanımlanmış bir dizi testler için bir dizi test uyaranlara tarafından takip bir ilk supramaximal Klima uyarıcı uygulandığı bir çifte darbe paradigma ile belgili tanımlık RC değerlendirildi supramaximal uyarım takip axon bölgesi. Bu olaylar, bir sonraki yanıt temin daha zor hale getirir ve refractoriness ve göreli Refrakter dönem 1tarafından sayısal inactivation voltaj Na+ kanal içerir. Bu şarj bir düğümler arası ve artan uyarılabilirlik hızlı potasyum kanalları, superexcitability tarafından sayısal tarafından aracılı bir süre takip eder. Son olarak, yavaş yavaş aktive potasyum kanalları azaltılmış uyarılabilirlik, subexcitability sayılabilir bir geç dönem aracılık.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56102/56102fig2.jpg"> Resim 2: bir aksonal uyarılabilirlik denemedir ham verileri Masası'A abiphasic CMAP yanıt eğrisi sonra ulnar sinir stimülasyonu artımlı artış gösterir. Panelleri B ve C uyarıcı yoğunluğu (mA) ve genliği CMAP (mV), sırasıyla temsil eder. B ve C yeşil bileşenin uyarıcı yoğunluğu artan otomatik azalma ve izleme eşik için gerekli CMAP ilişkili sigmoid şekilli düşüş gösteriyor.
4. mesaj Elektrofizyoloji yordamları
<ol><li>Sternal recumbency korumak için yeterli kendine geldi kadar sıçan için ayrı bir kafes aktarın. Tam anesteziden kurtarıldı kadar bir hayvan ve diğer hayvanların şirkette katılımsız bırakmayın. Fare tamamen anesteziden kurtarıldı sonra geri orijinal onun kafes aktarın.</li>
	<li>Çalışma bitiminde, fareyi bir barbitürat (örneğin lethabarb) hayvan, örneğin öldürücü mayi enjeksiyon için acısız ötenazi.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Krishnan, A. V., Lin, C. S. -. Y., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+ion+channels+from+bench+to+bedside:+a+translational+neuroscience+perspective.">Axonal ion channels from bench to bedside: a translational neuroscience perspective.</a> Prog neurobiol. 89 (3), 288-313 (2009).</li><li>Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Park, S. B., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulatory+effects+on+axonal+function+after+intravenous+immunoglobulin+therapy+in+chronic+inflammatory+demyelinating+polyneuropathy.">Modulatory effects on axonal function after intravenous immunoglobulin therapy in chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy.</a> Arch neurol. 68 (7), 862-869 (2011).</li><li>Park, S. B., Goldstein, D., Lin, C. S. -. Y., Krishnan, A. V., Friedlander, M. L., Kiernan, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+abnormalities+of+sensory+nerve+function+associated+with+oxaliplatin-induced+neurotoxicity.">Acute abnormalities of sensory nerve function associated with oxaliplatin-induced neurotoxicity.</a> J. Clin. Oncol. 27 (8), 1243-1249 (2009).</li><li>Arnold, R., Pussell, B. A., Pianta, T. J., Lin, C. S. -. Y., Kiernan, M. C., Krishnan, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+between+calcineurin+inhibitor+treatment+and+peripheral+nerve+dysfunction+in+renal+transplant+recipients.">Association between calcineurin inhibitor treatment and peripheral nerve dysfunction in renal transplant recipients.</a> Am. J. Transplant. 13 (9), 2426-2432 (2013).</li><li>Bo&#235;rio, D., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+properties+of+motor+axons+in+the+maturing+mouse.">Excitability properties of motor axons in the maturing mouse.</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 14 (1), 45-53 (2009).</li><li>Bo&#235;rio, D., Kalmar, B., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitability+properties+of+mouse+motor+axons+in+the+mutant+SOD1(G93A)+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Excitability properties of mouse motor axons in the mutant SOD1(G93A) model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Muscle &amp; Nerve. 41 (6), 774-784 (2010).</li><li>Alvarez, S., Calin, A., Graffmo, K. S., Moldovan, M., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Peripheral+motor+axons+of+SOD1(G127X)+mutant+mice+are+susceptible+to+activity-dependent+degeneration.">Peripheral motor axons of SOD1(G127X) mutant mice are susceptible to activity-dependent degeneration.</a> Neurosci. 241, 239-249 (2013).</li><li>Fledrich, 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=Soluble+neuregulin-1+modulates+disease+pathogenesis+in+rodent+models+of+Charcot-Marie-Tooth+disease+1A.">Soluble neuregulin-1 modulates disease pathogenesis in rodent models of Charcot-Marie-Tooth disease 1A.</a> Nat. Med. 20 (9), 1055-1061 (2014).</li><li>Vianello, S., 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=Low+doses+of+arginine+butyrate+derivatives+improve+dystrophic+phenotype+and+restore+membrane+integrity+in+DMD+models.">Low doses of arginine butyrate derivatives improve dystrophic phenotype and restore membrane integrity in DMD models.</a> FASEB J. 28 (6), 2603-2619 (2014).</li><li>Osaki, 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=Effects+of+anesthetic+agents+on+in+vivo+axonal+HCN+current+in+normal+mice.">Effects of anesthetic agents on in vivo axonal HCN current in normal mice.</a> Clin Neurophysiol. 126 (10), 2033-2039 (2015).</li><li>Biessels, G. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotyping+animal+models+of+diabetic+neuropathy:+a+consensus+statement+of+the+diabetic+neuropathy+study+group+of+the+EASD+(Neurodiab).">Phenotyping animal models of diabetic neuropathy: a consensus statement of the diabetic neuropathy study group of the EASD (Neurodiab).</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 19 (2), 77-87 (2014).</li><li>Bo&#235;rio, D., Greensmith, L., Bostock, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+of+mouse+motor+nerve+excitability+and+the+effects+of+polarizing+currents.">A model of mouse motor nerve excitability and the effects of polarizing currents.</a> J. Peripher. Nerv. Syst. 16 (4), 322-333 (2011).</li><li>Arnold, R., Moldovan, M., Rosberg, M. R., Krishnan, A. V., Morris, R., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+excitability+in+the+rat+forelimb:+a+technique+to+improve+translational+utility.">Nerve excitability in the rat forelimb: a technique to improve translational utility.</a> J. Neurosci. Methods. 275, 19-24 (2017).</li><li>Moldovan, M., Alvarez, S., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+axon+excitability+during+Wallerian+degeneration.">Motor axon excitability during Wallerian degeneration.</a> Brain. 132 (Pt 2), 511-523 (2009).</li><li>Madison, R. D., Robinson, G. A., Krarup, C., Moldovan, M., Li, Q., Wilson, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+electrophoresis+and+in+vivo+electrophysiology+of+peripheral+nerve+using+DC+field+stimulation.">In vitro electrophoresis and in vivo electrophysiology of peripheral nerve using DC field stimulation.</a> J. Neurosci. Methods. 225, 90-96 (2014).</li><li>Moldovan, M., Krarup, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Na+/K++pump+function+following+repetitive+activity+in+mouse+peripheral+nerve.">Evaluation of Na+/K+ pump function following repetitive activity in mouse peripheral nerve.</a> J. Neurosci. Methods. 155 (2), 161-171 (2006).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Basit ve güvenilir, açıklanan yordamı gösterir minimal invaziv tekniği bu biyofiziksel özellikleri değerlendirilmesi ve akson membran potansiyeli kısa bir süre içinde sağlar. Sinir pozlama gerektiren diğer daha invaziv teknikleri ile karşılaştırıldığında aksonal uyarılabilirlik test mevcut yöntem böylece fizyolojik şartlarda, korur vivo içinde değerlendirme etkinleştirme minimal doku hasarı neden olmaktadır sinir ilgi ve tekrarlanan ölçülerini sağlar.
<p class="jove_content"...

Elektrofizyolojik tekniklerin kullanımı nörolojik bozukluklar periferik sinir fonksiyonu vivo incelenmesi için önemli bir araçtır. Geleneksel sinir iletim yöntemleri supramaximal uyaranlara motor aksiyon potansiyeli genlik ve gecikme süresi kaydetmek için kullanmak. Bu teknikler bu nedenle lifleri yürütülmesi sayısını ve iletim hızı en hızlı liflerinin yararlı bilgiler sağlar. Değerli bir tamamlayıcı araç aksonal uyarılabilirlik test bu. Dolaylı faaliyetin iyon kanalları, enerji bağımlı Pompalar, iyon değiştirme işlemleri ve membran potansiyeli gibi periferik sinirler biyofiziksel özellikleri değerlendirmek için sofistike Elektrofizyolojik stimülasyon desenleri bu tekniği kullanır 1.
Aksonal uyarılabilirlik test sık klinik ortamda patofizyolojik süreç ve çeşitli sinir hastalıkları tedavi müdahaleler etkilerini araştırmak için kullanılmaktadır. Önemlisi, aksonlar uyarılabilirlik önlemler periferik sinir fonksiyonu intravenöz immünglobulin (IVIG) tedavisi2gibi etkiler tedavi müdahaleler duyarlıdır kemoterapi3 ve kalsinörin inhibitörü (CNI) tedavisi 4. her ne kadar bu çalışmalar önemli bilgiler vermişlerdir, klinik çalışmalar kez soruşturma erken hastalık özellikleri ve roman tedavi olanakları5engel. Bu nedenle, nörolojik hastalıkların hayvan modellerinde bu yöntemlerin kullanımı son zamanlarda çekiş6,7,8,9kazanmıştır. Nitekim, bu yöntemleri böylece translasyonel araştırma ilerleyen bu bozuklukları ile ilişkili belirli sinir uyarılabilirlik değişiklikleri anlamak için bir fırsat sağlar.
Burada açıklanan yordamı ulnar sinir kayıt aksonal uyarılabilirlik ölçüsü olduğu gibi fare için basit ve güvenilir bir yöntemdir.

<table><tbody><tr><td>QTracS Program</td><td>Digitimer Ltd.</td><td></td><td>Axonal excitability program</td></tr><tr><td>AM-Systems 2200, Analog Stimulus Isolator, 2200V/50Hz</td><td>SDR Scientific</td><td>850005</td><td>Stimulator</td></tr><tr><td>High Performance AC Amplifier Model LP511</td><td>Grass Technologies</td><td></td><td>Amplifier</td></tr><tr><td>Humbug 50/60Hz Noise eliminator</td><td>Quest Scientific Instruments</td><td>726310</td><td>Noise eliminator</td></tr><tr><td>Low Impedance Platinum Monopolar Subdermal Needle Electrodes</td><td>Grass Technologies</td><td>F-E2-24</td><td>Recording electrodes, 10 mm length, 30 gauge</td></tr><tr><td>Low Impedance Platinum Electroencephalography Needle Electrodes</td><td>Cephalon</td><td>9013L0702</td><td>Stimulating electrodes, 10 mm length, 30 gauge</td></tr><tr><td>Multifunction I/O Device Model USB-6341</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Multifunction input/output device</td></tr><tr><td>Iron Base Plate IP</td><td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td><td></td><td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td></tr><tr><td>Rotating X-block X-4</td><td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td><td></td><td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td></tr><tr><td>Magnetic Stand GJ-8</td><td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td><td></td><td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td></tr><tr><td>Micromanipulator M-3333</td><td>Narishige Scientific Instrument Laboratory</td><td></td><td>Used for holding stimulating needle electrode in place</td></tr></tbody></table>

in vivo electrophysiological measurement of the rat ulnar nerve with axonal excitability testing

Elektrofizyoloji periferik sinir işlevi içinde vivoobjektif değerlendirme sağlar. Kronik akson kaybı ve demiyelinizasyon, sırasıyla tespit genlik ve gecikme süresi gibi geleneksel sinir iletim ölçer. Aksonal uyarılabilirlik tekniklerle ""eşik izleme iyon kanalları, pompalar ve akut işleve ilgilidir ve dejeneratif olaylar koyun değiştiriciler etkinliği ile ilgili bilgi sağlayan tarafından bu ölçümleri genişletin. Bu nedenle, nörolojik hastalıkların hayvan modellerinde aksonal uyarılabilirlik kullanımı roman tedavi müdahaleler değerlendirmek için yararlı vivo içinde ölçü birimi sağlayabilir. Burada fare ulnar sinir motor aksonlar uyarılabilirlik teknikleri birden fazla ölçü için deneysel bir kurulumunu açıklayan.
Hayvanlar isoflurane ile anestezi ve anestezi sürekli ve yeterli derinliği emin olmak için dikkatle izlenir. Vücut ısısı, solunum hızı, kalp hızı ve kandaki oksijen doygunluğu sürekli olarak izlenir. Aksonal uyarılabilirlik çalışmalar ulnar sinir ve forelimb pençe hypothenar kaslarının kaydından perkütan stimülasyon kullanılarak gerçekleştirilir. Doğru elektrot yerleştirme ile uyarıcı yoğunluğu artan ile genlik artırır net bileşik kas aksiyon potansiyeli kaydedilir. Otomatik bir program daha sonra 5 belirli uyarılabilirlik önlemler aşağıdaki sırayla oluşturmak elektrik darbeleri bir dizi sunmak için kullanılmaktadır: uyarıcı yanıt davranışını, gücü süresi zaman sabit, eşik electrotonus, akım-eşik ilişki ve kurtarma döngüsü.
Burada sunulan verileri belirtmek bu önlemlerin tekrarlanabilir ve aynı gün değerlendirirken sol ve sağ ulnar sinir arasında benzerlik göstermektedir. Doz ve zaman anestezi altında etkisi bu ortamda bu tekniklerin bir kısıtlamadır. Dikkatli izlenmesi ve bu değişkenleri kayıt dikkate değer çözümleme zamanında yapılmalıdır.

Sıçan ulnar sinirin Elektrofizyolojik önlemleri mevcut protokolü ile elde edilmiştir. Şekil 3 12 hafta-yaşlı kadın uzun Evans fare sol ulnar sinir kayıt bir temsilcisi gösterir. Bileşik kas aksiyon potansiyeli aynı anda aktif lifler iletken sayısı ile ilgilidir. Supramaximal en yüksek yanıt (mV) (şekil 3A) ne zaman orada olan herhangi bir değişiklik (2B rakam) yanıt olana uyaran ...

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing at JoVE.com

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Vivo Aksonal uyarılabilirlik test ile sıçan Ulnar sinirin Elektrofizyolojik ölçüm

Aksonal uyarılabilirlik teknikleri patofizyolojisi ve geri dönüşü olmayan dejeneratif olayları öncesinde biyofiziksel değişiklikleri incelemek için güçlü bir araç sağlar. Bu el yazması imzalat sıçan ulnar sinir üzerinde bu tekniklerin kullanımı gösterilmiştir.

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

in-vivo-electrophysiological-measurement-rat-ulnar-nerve-with-axonal

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

9.1K Görüntüleme.  University of New South Wales. Aksonal uyarılabilirlik teknikleri patofizyolojisi ve geri dönüşü olmayan dejeneratif olayları öncesinde biyofiziksel değişiklikleri incelemek için güçlü bir araç sağlar. Bu el yazması imzalat sıçan ulnar sinir üzerinde bu tekniklerin kullanımı gösterilmiştir.

Video: In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Nerve Excitability Assessment in Chemotherapy-induced Neurotoxicity

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. Chemotherapy-induced peripheral neuropathy produces symptoms of numbness and paraesthesia in the limbs and may progress to difficulties with fine motor skills and walking, leading to functional impairment. In addition to producing troubling symptoms, chemotherapy-induced neuropathy may limit treatment success leading to dose reduction or early cessation of treatment. Neuropathic symptoms may persist long-term, leaving permanent nerve damage in patients with an otherwise good prognosis3. As chemotherapy is utilised more often as a preventative measure, and survival rates increase, the importance of long-lasting and significant neurotoxicity will increase.
There are no established neuroprotective or treatment options and a lack of sensitive assessment methods. Appropriate assessment of neurotoxicity will be critical as a prognostic factor and as suitable endpoints for future trials of neuroprotective agents. Current methods to assess the severity of chemotherapy-induced neuropathy utilise clinician-based grading scales which have been demonstrated to lack sensitivity to change and inter-observer objectivity4. Conventional nerve conduction studies provide information about compound action potential amplitude and conduction velocity, which are relatively non-specific measures and do not provide insight into ion channel function or resting membrane potential. Accordingly, prior studies have demonstrated that conventional nerve conduction studies are not sensitive to early change in chemotherapy-induced neurotoxicity4-6. In comparison, nerve excitability studies utilize threshold tracking techniques which have been developed to enable assessment of ion channels, pumps and exchangers in vivo in large myelinated human axons7-9.
Nerve excitability techniques have been established as a tool to examine the development and severity of chemotherapy-induced neurotoxicity10-13. Comprising a number of excitability parameters, nerve excitability studies can be used to assess acute neurotoxicity arising immediately following infusion and the development of chronic, cumulative neurotoxicity. Nerve excitability techniques are feasible in the clinical setting, with each test requiring only 5 -10 minutes to complete. Nerve excitability equipment is readily commercially available, and a portable system has been devised so that patients can be tested in situ in the infusion centre setting. In addition, these techniques can be adapted for use in multiple chemotherapies.
In patients treated with the chemotherapy oxaliplatin, primarily utilised for colorectal cancer, nerve excitability techniques provide a method to identify patients at-risk for neurotoxicity prior to the onset of chronic neuropathy. Nerve excitability studies have revealed the development of an acute Na+ channelopathy in motor and sensory axons10-13. Importantly, patients who demonstrated changes in excitability in early treatment were subsequently more likely to develop moderate to severe neurotoxicity11. However, across treatment, striking longitudinal changes were identified only in sensory axons which were able to predict clinical neurological outcome in 80% of patients10. These changes demonstrated a different pattern to those seen acutely following oxaliplatin infusion, and most likely reflect the development of significant axonal damage and membrane potential change in sensory nerves which develops longitudinally during oxaliplatin treatment10. Significant abnormalities developed during early treatment, prior to any reduction in conventional measures of nerve function, suggesting that excitability parameters may provide a sensitive biomarker.

This abstract describes a novel method to assess the development of neurotoxicity in patients receiving chemotherapy treatment. While conventional assessment methods are limited in their ability to detect early changes in nerve function, nerve excitability techniques provide early identification of patients at risk of severe neurotoxicity and insight into pathophysiology.

Kemoterapiye bağlı Nörotoksisite Sinir Eksitabilite Değerlendirme

Chemotherapy-induced neurotoxicity is a serious consequence of cancer treatment, which occurs with some of the most commonly used chemotherapies1,2. ...

Nörobilim

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological techniques, in the understanding of the underlying pathophysiology1. Here we describe a method to perform electrophysiological studies on mouse sciatic nerves in vivo.
The animals are anesthetized with isoflurane in order to ensure analgesia for the tested mice and undisturbed working environment during the measurements that take about 30 min/animal. A constant body temperature of 37 &#176;C is maintained by a heating plate and continuously measured by a rectal thermo probe2. Additionally, an electrocardiogram (ECG) is routinely recorded during the measurements in order to continuously monitor the physiological state of the investigated animals.
Electrophysiological recordings are performed on the sciatic nerve, the largest nerve of the peripheral nervous system (PNS), supplying the mouse hind limb with both motoric and sensory fiber tracts. In our protocol, sciatic nerves remain in situ and therefore do not have to be extracted or exposed, allowing measurements without any adverse nerve irritations along with actual recordings. Using appropriate needle electrodes3 we perform both proximal and distal nerve stimulations, registering the transmitted potentials with sensing electrodes at gastrocnemius muscles. After data processing, reliable and highly consistent values for the nerve conduction velocity (NCV) and the compound motor action potential (CMAP), the key parameters for quantification of gross peripheral nerve functioning, can be achieved.

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Measurements of nerve conduction properties in vivo exemplify a powerful tool to characterize various animal models of neuromuscular diseases. Here, we present an easy and reliable protocol by which electrophysiological analysis on sciatic nerves of anesthetized mice can be performed.

Fare Siyatik Sinir Vivo elektrofizyolojik ölçümlerde

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is impaired, such as aging and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Here we describe an experimental protocol that can be used to measure NMJ functionality by combining two types of electrical stimulation: direct muscle membrane stimulation and the stimulation through the nerve. The comparison of the muscle response to these two different stimulations can help to define, at the functional level, potential alterations in the NMJ that lead to functional decline in muscle.
Ex vivo preparations are suited to well-controlled studies. Here we describe an intensive protocol to measure several parameters of muscle and NMJ functionality for the soleus-sciatic nerve preparation and for the diaphragm-phrenic nerve preparation. The protocol lasts approximately 60 min and is conducted uninterruptedly by means of a custom-made software that measures the twitch kinetics properties, the force-frequency relationship for both muscle and nerve stimulations, and two parameters specific to NMJ functionality, i.e. neurotransmission failure and intratetanic fatigue. This methodology was used to detect damages in soleus and diaphragm muscle-nerve preparations by using SOD1G93A transgenic mouse, an experimental model of ALS that ubiquitously overexpresses the mutant antioxidant enzyme superoxide dismutase 1 (SOD1).

A functional assessment of the neuromuscular junction (NMJ) can provide essential information on the communication between muscle and nerve. Here we describe a protocol to comprehensively evaluate both the NMJ and muscle functionality using two different muscle-nerve preparations, i.e. soleus-sciatic and diaphragm-phrenic.

Nöromüsküler kavşak işlevleri ölçme

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is ...

Establishing a Mouse Model of a Pure Small Fiber Neuropathy with the Ultrapotent Agonist of Transient Receptor Potential Vanilloid Type 1

Patients with diabetes mellitus (DM) or those experiencing the neurotoxic effects of chemotherapeutic agents may develop sensation disorders due to degeneration and injury of small-diameter sensory neurons, referred to as small fiber neuropathy. Present animal models of small fiber neuropathy affect both large- and small-diameter sensory fibers and thus create a neuropathology too complex to properly assess the effects of injured small-diameter sensory fibers. Therefore, it is necessary to develop an experimental model of pure small fiber neuropathy to adequately examine these issues. This protocol describes an experimental model of small fiber neuropathy specifically affecting small-diameter sensory nerves with resiniferatoxin (RTX), an ultrapotent agonist of transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1), through a single dose of intraperitoneal injection, referred to as RTX neuropathy. This RTX neuropathy showed pathological manifestations and behavioral abnormalities that mimic the clinical characteristics of patients with small fiber neuropathy, including intraepidermal nerve fiber (IENF) degeneration, specifically injury in small-diameter neurons, and induction of thermal hypoalgesia and mechanical allodynia. This protocol tested three doses of RTX (200, 50, and 10 &#181;g/kg, respectively) and concluded that a critical dose of RTX (50 &#181;g/kg) is required for the development of typical small fiber neuropathy manifestations, and prepared a modified immunostaining procedure to investigate IENF degeneration and neuronal soma injury. The modified procedure is fast, systematic, and economic. Behavioral evaluation of neuropathic pain is critical to reveal the function of small-diameter sensory nerves. The evaluation of mechanical thresholds in experimental rodents is particularly challenging and this protocol describes a customized metal mesh that is suitable for this type of assessment in rodents. In summary, RTX neuropathy is a new and easily established experimental model to evaluate the molecular significance and intervention underlying neuropathic pain for the development of therapeutic agents.

This study establishes an experimental model of pure small fiber neuropathy with resiniferatoxin (RTX). A unique dose of RTX (50 &#181;g/kg) is optimal for developing a small fiber neuropathy model that mimics patient characteristics and could help investigate the nociceptive molecular significance underlying neuropathic pain.

Saf küçük Fiber nöropati bir fare modeli ile geçici reseptör potansiyel Vanilloid tip 1 Ultrapotent Agonist kurulması

Patients with diabetes mellitus (DM) or those experiencing the neurotoxic effects of chemotherapeutic agents may develop sensation disorders due to ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings provide a sensitive approach to measure nerve conduction in humans and rodent models. To broaden the technical possibilities for electromyography in mice, the measurement of compound muscle action potentials (CMAPs) from the brachial plexus nerve in the forelimb using needle electrodes is described here. CMAP recordings after stimulating the sciatic nerve in hindlimbs have been previously described. The newly introduced method here allows for the evaluation of the nerve conductivity at an additional site, and thus provides a more profound overview of the neuromuscular functionality. The technique provides information on both the relative number of functional axons and the myelination level. Thereby, this method can be applied to assess both axonal diseases as well as demyelinating conditions. This minimally invasive method does not require extraction of the nerve and therefore it is suitable for repeated measurements for longitudinal follow-up in the same animal. Similar recordings are performed in clinical setups to emphasize the translational relevance of the method.

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

The measurement of nerve conduction is a useful tool to assess mouse models of neurodegeneration but it is frequently only applied to stimulate the sciatic nerve in hindlimbs. Here, we describe a technique to measure compound muscle action potential (CMAP) in vivo in the mouse forelimb muscles innervated by the brachial plexus.

Vivo Bileşik kas aksiyon potansiyeli Motor nöron hastalığı, fare modellerinde ön ayakları üzerinden elektrofizyolojik ölçümü

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

Use of In Vivo Single-fiber Recording and Intact Dorsal Root Ganglion with Attached Sciatic Nerve to Examine the Mechanism of Conduction Failure

Single-fiber recording has been a classical and effective electrophysiological technique over the last few decades because of its specific application for nerve fibers in the central and peripheral nervous systems. This method is particularly applicable to dorsal root ganglia (DRG), which are primary sensory neurons that exhibit a pseudo-unipolar structure of nervous processes. The patterns and features of the action potentials passed along axons are recordable in these neurons. The present study uses in vivo single-fiber recordings to observe the conduction failure of sciatic nerves in complete Freund&#8217;s adjuvant (CFA)-treated rats. As the underlying mechanism cannot be studied using in vivo single-fiber recordings, patch-clamp-recordings of DRG neurons are performed on preparations of intact DRG with the attached sciatic nerve. These recordings reveal a positive correlation between conduction failure and the rising slope of the after-hyperpolarization potential (AHP) of DRG neurons in CFA-treated animals. The protocol for in vivo single fiber-recordings allows the classification of nerve fibers via the measurement of conduction velocity and monitoring of abnormal conditions in nerve fibers in certain diseases. Intact DRG with attached peripheral nerve allows observation of the activity of DRG neurons in most physiological conditions. Conclusively, single-fiber recording combined with electrophysiological recording of intact DRGs is an effective method to examine the role of conduction failure during the analgesic process.

Single-fiber recording is an effective electrophysiological technique that is applicable to the central and peripheral nervous systems. Along with the preparation of intact DRG with the attached sciatic nerve, the mechanism of conduction failure is examined. Both protocols improve the understanding of the peripheral nervous system&#39;s relationship with pain.

İletim Yetmezliği Mekanizmasını İncelemek Için Bağlı Siyatik Sinir ile In Vivo Tek Lifli Kayıt ve Bozulmamış Dorsal Kök Ganglion Kullanımı

Single-fiber recording has been a classical and effective electrophysiological technique over the last few decades because of its specific application for ...

Functional and Physiological Methods of Evaluating Median Nerve Regeneration in the Rat

The main goal of this investigation is to show how to create and repair different types of median nerve (MN) lesions in the rat. Moreover, different methods of simulating postoperative physiotherapy are presented. Multiple standardized strategies are used to assess motor and sensory recovery using an MN model of peripheral nerve lesion and repair, thus permitting easy comparison of the results. Several options are included for providing a postoperative physiotherapy-like environment to rats that have undergone MN injuries. Finally, the paper provides a method to evaluate the recovery of the MN using several noninvasive tests (i.e., grasping test, pin prick test, ladder rung walking test, rope climbing test, and walking track analysis), and physiological measurements (infrared thermography, electroneuromyography, flexion strength evaluation, and flexor carpi radialis muscle weight determination). Hence, this model seems particularly appropriate to replicate a clinical scenario, facilitating extrapolation of results to the human species.
Although the sciatic nerve is the most studied nerve in peripheral nerve research, analysis of the rat MN presents various advantages. For example, there is a reduced incidence of joint contractures and automutilation of the affected limb in MN lesion studies. Furthermore, the MN is not covered by muscle masses, making its dissection easier than that of the sciatic nerve. In addition, MN recovery is observed sooner, because the MN is shorter than the sciatic nerve. Also, the MN has a parallel path to the ulnar nerve in the arm. Hence, the ulnar nerve can be easily used as the nerve graft for repairing MN injuries. Finally, the MN in rats is located in the forelimb, akin to the human upper limb; in humans, the upper limb is the site of most peripheral nerve lesions.

Presented is a protocol to produce different types of median nerve (MN) lesions and repair in the rat. Additionally, the protocol shows how to evaluate the functional recovery of the nerve using several noninvasive behavioral tests and physiological measurements.

Sıçanda Median Sinir Rejenerasyonunun Değerlendirilmesinde Fonksiyonel ve Fizyolojik Yöntemler

The main goal of this investigation is to show how to create and repair different types of median nerve (MN) lesions in the rat. Moreover, different ...

Tıp

Preparation of Rat Sciatic Nerve for Ex Vivo Neurophysiology

Ex vivo preparations enable the study of many neurophysiological processes in isolation from the rest of the body while preserving local tissue structure. This work describes the preparation of rat sciatic nerves for ex vivo neurophysiology, including buffer preparation, animal procedures, equipment setup and neurophysiological recording. This work provides an overview of the different types of experiments possible with this method. The outlined method aims to provide 6 h of stimulation and recording on extracted peripheral nerve tissue in tightly controlled conditions for optimal consistency in results. Results obtained using this method are A-fibre compound action potentials (CAP) with peak-to-peak amplitudes in the millivolt range over the entire duration of the experiment. CAP amplitudes and shapes are consistent and reliable, making them useful to test and compare new electrodes to existing models, or the effects of interventions on the tissue, such as the use of chemicals, surgical alterations, or neuromodulatory stimulation techniques. Both conventional commercially available cuff electrodes with platinum-iridium contacts and custom-made conductive elastomer electrodes were tested and gave similar results in terms of nerve stimulus strength-duration response.

Preparation of Rat Sciatic Nerve for Ex Vivo Neurophysiology

This protocol describes the preparation of rat whole sciatic nerve tissue for ex vivo electrophysiological stimulation and recording in an environmentally-regulated, two-compartment, perfused saline bath.

Ex Vivo Nörofizyoloji için Sıçan Siyatik Sinirinin Hazırlanması

Ex vivo preparations enable the study of many neurophysiological processes in isolation from the rest of the body while preserving local tissue structure. ...

Terminal H-reflex Measurements in Mice

The Hoffmann reflex (H-reflex), as an electrical analog to the stretch reflex, allows electrophysiological validation of the integrity of neural circuits after injuries such as spinal cord damage or stroke. An increase of the H-reflex response, together with symptoms like non-voluntary muscle contractions, pathologically augmented stretch reflex, and hypertonia in the corresponding muscle, is an indicator of post-stroke spasticity (PSS).
In contrast to rather nerve-unspecific transcutaneous measurements, here, we present a protocol to quantify the H-reflex directly at the ulnar and median nerves of the forepaw, which is applicable, with minor modifications, to the tibial and sciatic nerve of the hindpaw. Based on the direct stimulation and the adaptation to different nerves, the method represents a reliable and versatile tool to validate electrophysiological changes in spasticity-related disease models.

The clinical evaluation of spasticity based on the Hoffmann reflex (H-reflex) and using electrical stimulation of peripheral nerves is an established method. Here, we provide a protocol for a terminal and direct nerve stimulation for H-reflex quantification in the mouse forepaw.

Farelerde Terminal H-refleks Ölçümleri

The Hoffmann reflex (H-reflex), as an electrical analog to the stretch reflex, allows electrophysiological validation of the integrity of neural circuits ...

Biyoloji

In Vivo Measurement of the Compound Muscle Action Potential in a Rat

Source: Wild, B. M., et al. <a href="https://appjove.unicartagenaproxy.elogim.com/v/56102">In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video demonstrates the procedure for recording compound muscle action potential (CMAP) in rats by applying electrical stimuli to the ulnar nerve, adjusting electrodes for optimal signal, and increasing stimulation to assess nerve functionality. This method enables the in vivo investigation of the peripheral nerve functions in neurological disorders.

Bir Sıçanda Bileşik Kas Aksiyon Potansiyelinin İn vivo Ölçümü

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