Erişkin Fare yılında Motor Ünite tarafından üretilen bir Lomber Motonöron ve Kuvvet Eşzamanlı intrasellüler Kaydı

Bu prosedürün genel amacı, in vivo motor nöronlardan hücre içi kayıtlar yaparak tek bir fare motor ünitesinin elektrofizyolojik ve kontraktil özelliklerini incelemektir. Bu işlem, öncelikle omuriliğin ve ilgili kasın açığa çıkarılmasıyla gerçekleştirilir. Ardından, kasın tendonuna bir kuvvet transduseri takılır.

Ardından, hücre içi bir elektrot ile motor nöron uyarılır ve böylece kaydedilen motor ünitenin kasılması sağlanır. Sonuç olarak, motor nöronun elektrofizyolojik özellikleri ile motor ünitesinin kasılma özellikleri aynı anda karakterize edilebilir. Hayvanın küçük boyutu nedeniyle mikroskobik cerrahi basamaklarını öğrenmek oldukça zor olduğundan, bu tekniğin görsel olarak gösterilmesi kritik öneme sahiptir.

Prosedüre başlamak için, bir fareye intraperitonal olarak pentobarbital sodyum veya ketamin ve ksilazin karışımı enjekte ederek anestezi uygulayın. Farenin ayak parmak sıkıştırma refleksinin kalmadığından emin olun. Ardından, küt uçlu bir makas kullanarak trake üzerinden bir kesi yapın ve deriyi her iki yana doğru çekerek ayırın.

Ardından, küt uçlu bir pens yardımıyla tükürük bezini parçalayın. Trakeayı örten iki ince kası açığa çıkarmak için, trakeayı görünür kılacak şekilde iki kası birbirinden ayırın. Bunun için bir çift Dumont seven pens kullanın.

Trakenin altına dört adet ipek sütürden oluşan iki ip kaydırın. Ardından, iki kıkırdak halka arasından trakeada transvers bir kesi yapın. Ancak trakeyi tamamen kesmemeye dikkat edin.

Şimdi, trakeal tüpü trakeadan içeri yerleştirin. İnsersiyon açıklığının her iki yanını, üzerine sütürleri bağlayarak sabitleyin. Ardından, trakeal tüpü bir fare ventilatörüne ve bir kapnografa bağlayın.

Ardından ventilatörü, bir kompliyans torbası aracılığıyla saf oksijene bağlayın. Farenin yapay ventilasyona karşı direnç göstermemesi ve ekspiryum sonu karbondioksit parsiyel basıncının %4 ile %5 arasında sabit kalması için ventilatör parametrelerini ayarlayın. Bu adımda, künt diseksiyon teknikleri kullanarak boynun bir tarafındaki juguler veni açığa çıkarın.

Juguler ven, anterior ve posterior fasiyal ven olmak üzere iki ana gövdeye ayrılır. Venle çevresindeki bağ dokuyu dikkatlice birbirinden ayırın. Ardından, venin altına altı adet ipek süturdan iki ip kaydırın ve bu iplerin ven boyunca mümkün olduğunca birbirinden uzak olmasına dikkat edin.

Ardından, venin proksimal tarafına küçük bir damar klibi yerleştirin ve venin distal tarafını bağlayın. Çok ince iris makaslarını kullanarak ven üzerinde küçük bir transvers insizyon yapın. Veni tamamen kesmemeye çok dikkat edin.

Ardından, önceden doldurulmuş 1 French kateteri, veni ve kateteri birlikte tutan damar klipsine kadar açıklıktan içeri yerleştirin. Damar klipsini dikkatlice çıkarın. Daha sonra kateteri venin içine birkaç milimetre daha itin. Kateteri, yerleştirme noktasının her iki yanından sütürlerle bağlayarak sabitleyin.

Ardından, pentobarbital sodyum veya ketamin ksilazin gibi ek anestetik dozları enjekte etmek için kateterlerden birini bir şırıngaya veya şırınga pompasına bağlayın. İşlemi başka bir ven için tekrarlayın ve diğer kateteri, %1 sodyum bikarbonat ve %14 plazmon içeren %4'lük bir glukoz çözeltisinin yavaş intravenöz infüzyonu için bir şırınga pompasına bağlayın. Son olarak, boyun derisini iğne ve sütür ile kapatın.

Ardından, fareyi tekrar pron pozisyona getirin. Şimdi, uyluğun üst kısmından aşil tendonuna kadar bir insizyon yapın. Deriyi alttaki kaslardan ayırın ve kan damarlarına zarar vermemeye dikkat edin.

Ardından, uyluk boyunca uzanan beyaz bir çizgi şeklinde görünen biceps femoris'in ön kenarını belirleyin. Daha sonra, dizden kalça kemiğine kadar bu çizgi boyunca dikkatlice açın. Biceps femoris'in altındaki siyatik siniri açığa çıkarmak için kasları birbirinden ayırın.

Biceps femoris kasını dikkatlice diseke edin ve çıkarın. Nervus ischiadicus'u ve triceps surae kaslarını açığa çıkarmak için, nervus peroneus communis ile nervus suralis arasındaki nervus tibialis'i belirleyin. Nervus tibialis'in farklı dalları arasından, triceps surae'yi innerve eden dalları, daha derine giden dallardan ayırt ederek belirleyin.

Sekizli OTT ipek iplik kullanarak, triceps surae'yi innerve eden dalları sağlam bırakıp tibial sinirin tüm dallarını birbirine bağlayın. Tibial siniri, düğümden mümkün olduğunca uzak bir noktadan kesin. Kaburgaların bağlı olduğu son vertebra olan T 13 ile L 1 vertebralarını tanımlayın.

Ardından, T 13 ve L 1'in her iki yanındaki Cunningham spinal kord vertebral klempleri ile omurga kolonunu sabitleyin. Spinal kordu sıkıştırmamaya dikkat edin, ancak boylamsal eksen üzerinde hafif bir gerginlik uygulayın. Omurga kolonunun, forsepsle nazikçe aşağı bastırarak iyice sabitlendiğinden emin olun.

Hassas R klempleri kullanarak, omuriliği açığa çıkarmak için önce spinöz çıkıntıları, ardından T 13 ve L 1 üzerindeki laminayı çıkarın. Daha sonra omuriliği çevrelemek için özel yapım plastik bir banyo yerleştirin. Ardından, banyoyu 4-0 ipek iplik kullanarak sabitleyin.

Son olarak, banyoyu hızlı döküm sızdırmazlık malzemesi ile mühürleyerek su geçirmez olduğundan emin olun. Hızlı döküm malzemesi kuruduktan sonra, omuriliği örten pamuğu kaldırın ve banyoyu mineral yağ ile doldurun. Sakral bölgenin bir spinöz çıkıntısını sabitlemek için başka bir vertebral klempi kullanın.

Hayvanın sırt bölgesini desteklemek için, sağ arka ekstremiteyi ve ayak bileğini dizden 90 derecelik bir açıyla bükülmüş ve ayak bileği 90 derece fleksiyonda olacak şekilde sabitlemek amacıyla üçüncü bir klempe kullanın. Arka ekstremite bölgesini örten gazlı bezi çıkarın. Aşil tendonunu çevre dokulardan disseke edin.

Dişli bir iğne kullanarak tricepsi çevredeki dokudan mümkün olduğunca ayırın. Achilles tendonundan altı numara (6-0) ipek sütur geçirin ve tendonun etrafına üçlü düğüm atın. Ardından, kuvvet transduserini düğümün yakınına yerleştirin.

Ardından, tendonu ipek iplik kullanarak kuvvet transdüserine sabitleyin ve tendonun distal kısmını kesin. Daha sonra, triceps surae kaslarının fasyasının altına iki adet paslanmaz çelik tel yerleştirin. Bu teller, hücre dışı bir AC amplifikatörüne bağlanmıştır.

EMG kaydı için, tricep surae sinirini bir kanca elektrodun katoduna yerleştirin ve anotun yakındaki bir kasa temas etmesini sağlayın. Ardından, maksimum seğirme genliği gözlemlenene kadar, tricep surae sinirini düşük frekansta, artan şiddette 50 microsecond kare darbe kullanarak uyarın. Daha sonra, maksimum seğirme genliği gözlemlenene kadar, tricep surae sinirini düşük frekansta, artan şiddette 50 microsecond kare darbe kullanarak uyarın.

Bu şekiller, tricep sury grubundan bir motor nöronun nasıl tanımlanacağını göstermektedir. Düşük stimülasyon yoğunluğundaki penetrasyondan sonra, yalnızca daha yüksek yoğunlukta monosinaptik bir EPSP gözlemlenebilir. EPSP, daha da yüksek stimülasyon yoğunluğunda ortotropik bir spike'ı tetikleyecek kadar büyük olabilir ve hepsi ya da hiç prensibiyle gerçekleşir.

Antidromik spike, monosinaptik EPSP'den daha kısa bir latans ile ortaya çıkar. Mikro elektrot aracılığıyla bir spike tetiklemek için yeterli akım enjekte edilirse, kısa bir gecikmenin ardından kas üzerinde bir EMG aktivitesi kaydedilebilir ve bunu bir kas seğirmesi takip eder.

Motor nöronun tanımlanmasının ardından, onun elektrofizyolojik özellikleri karakterize edilebilir. Örneğin, bu şekil; hiperpolarizan ve depolarizan akım darbeleri kullanılarak ve membran potansiyelindeki değişimlerin enjekte edilen akım miktarına karşı grafiğe dökülmesiyle giriş direncinin nasıl ölçülebileceğini göstermektedir. Motor ünitenin kontraktil özellikleri de çeşitli stimülasyon protokolleri kullanılarak incelenebilir.

Örneğin, motor nörona çeşitli frekanslarda kısa akım darbeleri verilerek kuvvet-frekans ilişkisi elde edilebilir. Ardından, sigmoidal bir kuvvet-frekans eğrisi ortaya çıkarmak için kararlı durum kuvveti, akım darbelerinin frekansına karşı grafiğe dökülebilir. Cerrahi işlemde uzmanlaşıldığında, bu tekniğin bir kısmı düzgün bir şekilde uygulandığı takdirde üç saat içinde tamamlanabilir.