Chronic sensory-motor activity in behaving animals using regenerative multi-electrode interfaces.

Regenerative peripheral nerve interfaces have been proposed as viable alternatives for the natural control and feel of robotic prosthetic limbs. We have developed a Regenerative Multi-electrode Interface (REMI) that guides re-growing axons through an electrode array deployed in the lumen of a nerve guide. While acute studies have shown the use of the REMI in the rat sciatic nerve, the quality of chronic signal recording has not been reported. Here we show that implantation of this interface in the sciatic nerve is stable with high quality recordings up to 120 days and failures mainly attributable to abiotic factors related to pedestal detachment and wire breakage. We further tested the interfacing of REMI with fascicles of the sciatic nerve that primarily innervate muscles (tibial) and skin (sural). When implanted into the tibial nerve, bursting activity was observed synchronous to stepping. However, implantation of REMI into the sural nerve failed due to its small size. While fascicles smaller than 300 µm are a challenge for regenerative interfacing, we show that a modified REMI can be used in an insertion mode to record sensory signals from skin. In summary, the REMI represents an effective tool for recording firing patterns of specific axon types during voluntary movement, which may be used to improve the motor control and sensory feedback in closed loop control systems for robotic prosthesis.

A novel Microchannel Electrode Array: towards bioelectronic medical interfacing of small peripheral nerves.

Bioelectronic medicine is an emerging field that relies on electrical signals to modulate complex neuronal circuits, particularly in the peripheral nervous system, as an alternative to drug-enabled therapeutics. Small autonomic nerves are one of the targets in this field, however, interfacing peripheral nerves smaller than 300 µm remains a challenge. Here we report the development of a Microchannel Electrode Array (DCEA) capable of interfacing nerve fascicles as small as 50-300µm. The current µCEA records and stimulates from 28 channels and is designed for easy implantation and removal, bearing promise to enable neural interfacing in BM.

Niveles de catecolaminas bajo el efecto del HEPB en diferentes regiones del SNC de ratón adulto: estudio preliminar / Preliminary study of the effect of HEPB on catecholamine levels in different regions of the brain

Diversos estudios han demostrado que la norepinefrina (NE) y la dopamina (DA) participan en la regulación del umbral convulsivo en diferentes modelos de epilepsia experimental a través de una estrecha relación entre la concentración y la predisposición para desarrollar crisis convulsivas. También, se ha demostrado que el mecanismo de acción de algunos anticonvulsionantes conocidos, se realiza bajo una regulación de la neurotransmisión a nivel sináptico. Por otro lado, los derivados de las butiramidas presentan una importante actividad anticonvulsionante en algunos animales de experimentación. Por lo que en el presente trabajo se investigó el efecto de un derivado de las butiramidas, la 4-hidroxi, 4-etil, 4-fenil butiramida (HEPB) sobre la concentración de NE y DA en diferentes regiones cerebrales como son: la corteza cerebral, el núcleo caudado y el hipocampo. Se utilizaron ratones adultos Balb/c tratados con solución salina fisiológica (testigo), propilenglicol al 10 por ciento como vehículo (testigo) y HEPB (experimental). Las regiones cerebrales se ontuvieron previa decapacitación de los animales y la concentración de NE y DA se realizó por cromatografía de líquidos de alta resolución con detección electroquímica. Los resultados muestran que el HEPB induce un incremento de NE (70 por ciento) en el núcleo caudado a la dosis de 20 mg/kg de peso corporal. Mientras que la DA sólo se incremento en 38 por ciento en esta misma región. En la corteza cerebral y el hipocampo no se encontró diferencia significativa respecto a los grupos testigo. Con estos resultados es difícil explicar el efecto del HEPB sobre el sistema catecolaminérgico en el núcleo caudado, no obstante, es necesario continuar con estudios complementarios que permitan precisar el posible mecanismo de acción del HEPB como anticonvulsionante y en particular su efecto sobre el transporte de DA en el núcleo caudado