Новая конструкция гибридной инфузионной многоэлектродной системы, отпечатанной на 3D-принтере, для регистрации локальных полевых потенциалов внутримозговой доставки лекарств свободно-передвигающимся мышам

O. Senkov, А. Миронов, A. Dityatev

Ключевые слова: гибридная инфузионно-регистрирующая система; мультиэлектродная система; электроэнцефалография; локальные полевые потенциалы; гиппокамп; доставка лекарств.

В нашей последней методологической статье (Senkov и др., 2015 г., журнал “Frontiers in Neuroscience”) мы представили универсальную гибридную инфузионно-регистрирующую систему многоразового применения (ГИРС), которую можно использовать для тестирования свободно передвигающихся мышей, выполняющих когнитивные задачи, с одновременной электрофизиологической записью их мозговой активности в терминах локального потенциала поля и с разрешением по каждому электроду. Систему можно комбинировать с доставкой лекарственных средств внутрь коры головного мозга и гиппокампа за несколько часов до поведенческих экспериментов. В данной работе мы приводим описание усовершенствованной версии ГИРС-системы, в которой некоторые детали можно быстро изготовить, используя современную технологию 3D-печати. Наши предварительные результаты показывают, что применение 3D-принтеров для изготовления мелких деталей системы облегчает и ускоряет весь производственный процесс и улучшает точность и надёжность ГИРС-имплантатов. Кроме того, увеличиваются износостойкость, безопасность имплантатов, что способствует нормальному состоянию мышей в послеоперационный период и в течение длительных поведенческих тестов.

Литература

Senkov O., Mironov A., Dityatev A. A novel versatile hybrid infusion-multielectrode recording (HIME) system for acute drug delivery and multisite acquisition of neuronal activity in freely moving mice. Front Neurosci 2015; 9: 425, https://doi.org/10.3389/fnins.2015.00425.
Wlodarczyk J., Mukhina I., Kaczmarek L., Dityatev A. Extracellular matrix molecules, their receptors, and secreted proteases in synaptic plasticity. Dev Neurobiol 2011; 71(11): 1040–1053, https://doi.org/10.1002/dneu.20958.
Kochlamazashvili G., Senkov O., Grebenyuk S., Robinson C., Xiao M.F., Stummeyer K., Gerardy-Schahn R., Engel A.K., Feig L., Semyanov A., Suppiramaniam V., Schachner M., Dityatev A. Neural cell adhesion molecule-associated polysialic acid regulates synaptic plasticity and learning by restraining the signaling through GluN2B-containing NMDA receptors. J Neurosci 2010; 30(11): 4171–4183, https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.5806-09.2010.
Pizzorusso T., Medini P., Landi S., Baldini S., Berardi N., Maffei L. Structural and functional recovery from early monocular deprivation in adult rats. Proc Natl Acad Sci USA 2006; 103(22): 8517–8522, https://doi.org/10.1073/pnas.0602657103.
Korotchenko S., Cingolani L.A., Kuznetsova T., Bologna L.L., Chiappalone M., Dityatev A. Modulation of network activity and induction of homeostatic synaptic plasticity by enzymatic removal of heparan sulfates. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 2014; 369(1654): 20140134, https://doi.org/10.1098/rstb.2014.0134.
Dityatev A., Frischknecht R., Seidenbecher C.I. Extracellular matrix and synaptic functions. Results Probl Cell Differ 2006; 43: 69–97, https://doi.org/10.1007/400_025.
Senkov O., Andjus P., Radenovic L., Soriano E., Dityatev A. Neural ECM molecules in synaptic plasticity, learning, and memory. Prog Brain Res 2014; 214: 53–80, https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63486-3.00003-7.