يُعد الدماغ أحد أكثر أعضاء الجسم نشاطاً وديناميكية من الناحية الأيضية، حيث ينتج باستمرار فضلات يجب التخلص منها بكفاءة للحفاظ على الوظائف العصبية الطبيعية1. ويُعتبر تراكم الفضلات الأيضية سمة مميزة للتنكس العصبي وشيخوخة الدماغ2. ويلعب النظام الجليمفاوي دوراً مركزياً في عملية التخليص هذه، حيث يسهل إزالة النواتج الأيضية الثانوية والفضلات السامة من خلال تدفق السائل الدماغي النخاعي (CSF) بكميات كبيرة وتبادل السائل الدماغي النخاعي مع السائل الخلالي (ISF)3,4,5، وهي عملية تسهلها قنوات المياه aquaporin-4 (AQP4) الموجودة على النهايات القدمية للخلايا النجمية6. وقد تم اكتساب فهم جوهري لديناميكيات السائل الدماغي النخاعي من خلال دراسة نقل متتبعات مختلفة للسائل الدماغي النخاعي. ويُعد التصوير بالرنين المغناطيسي الديناميكي المعزز بالتباين (DCE-MRI) باستخدام عوامل التباين القائمة على الجادولينيوم (GBCAs) مناسباً بشكل خاص لتقييم نقل المتتبعات على نطاق الدماغ بالكامل7,8. وقد تم إثبات الأهمية السريرية لهذا النهج من خلال العمل الانتقالي على البشر؛ حيث استُخدم الإعطاء داخل القراب لعوامل التباين القائمة على الجادولينيوم (GBCAs) متبوعاً بتصوير متسلسل بالرنين المغناطيسي لتقييم ديناميكيات السائل الدماغي النخاعي في الدماغ البشري9. وأظهرت أعمال لاحقة نقل المتتبعات على نطاق الدماغ بالكامل يليه تخليص خلال الليل10. طُبِّق هذا النهج مؤخراً للكشف عن ضعف نقل المتتبعات حول الشرايين لدى الأشخاص الذين يعانون من انخفاض سعة احتياطي الضغط والحجم داخل الجمجمة، وكذلك لدى المرضى المصابين باستسقاء الرأس مجهول السبب ذو الضغط الطبيعي11. وتؤكد هذه الدراسات أن التصوير بالرنين المغناطيسي الديناميكي المعزز بالتباين (DCE-MRI) لنقل متتبعات السائل الدماغي النخاعي هو نهج قابل للتطبيق سريرياً، مما يحفز تطوير طرق ما قبل سريرية دقيقة وقابلة للتكرار للبحث الميكانيكي في تنظيم ديناميكيات السائل الدماغي النخاعي وتخليص الفضلات.
يُستخدم القنطرة داخل الصهريج الكبير (ICM) بشكل شائع في دراسات الجهاز الجليمفاوي لإيصال المواد التتبعـية.12ومع ذلك، فإن ما يقرب من 20% فقط من عوامل التباين المعتمدة على الجادولينيوم (GBCAs) التي تم إيصالها عن طريق تُنقل هذه المسارات إلى متنه الدماغ، حيث يتصرف معظمها مباشرة في النخاع الشوكي أو الأوعية اللمفاوية.8ينطوي هذا النهج أيضاً على خطر إتلاف المخيخ أو جذع الدماغ، كما يظل تثبيت القنية للدراسات الطولية تحدياً تقنياً. وقد ظهر تثبيت القنية داخل البطينات الدماغية (ICV) كبديل أكثر قوة.13,14,15أظهرت دراسة حديثة إمكانية تكرار هذه الطريقة ومزاياها الرئيسية في إيصال المتتبعات الفلورية، بما في ذلك التثبيت المستقر للقنية الذي يسمح بحرية حركة الحيوان ويدعم عمليات حقن المتتبعات المتكررة في الدراسات الطولية.13.
على الرغم من هذه المزايا، فإن بروتوكولات قثطرة البطينين الجانبيين (ICV) الحالية لا تتوافق بشكل مباشر مع دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)16. وبما أن قثطرة ICV تتطلب اختراق متن الدماغ، فإنها تستخدم عادةً قثاطر حديدية مغناطيسية تسبب تداخلات شديدة في القابلية المغناطيسية في صور الرنين المغناطيسي. ونتيجة لذلك، يجب إجراء تسريب المادة التتبعية خارج الماسح الضوئي، مع إزالة القثطرة قبل نقل الحيوان للتصوير. ويتضمن سير العمل النموذجي الحصول على مسح أساسي، ثم إخراج الحيوان لإجراء القثطرة وتسريب المادة التتبعية، ثم إعادة وضع الحيوان لإجراء المسوحات الديناميكية اللاحقة. وهذا سير العمل المتقطع يمنع عملية الاستحواذ المستمرة المرجعية للخط الأساسي، ويتسبب في عدم محاذاة عند إعادة الوضع، مما قد يربك التحليل الحركي على مستوى الفوكسل. والأهم من ذلك، وبما أن مرحلة الامتصاص المبكرة هي عادةً الجزء الأكثر ديناميكية وعابرية في حركية المادة التتبعية، فإن إجراء عملية نقل الحيوان وإعداد الماسح الضوئي خلال هذه النافذة الزمنية يؤدي إلى فقدان البيانات الأكثر أهمية.
نقدم هنا بروتوكولاً يعالج هذه القيود من خلال دمج خط تسريب في البطينات الدماغية (ICV) متوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، مع إمكانية إيصال مادة تباين داخل الماسح، مما يسمح بالاستحواذ الديناميكي المستمر لصور الرنين المغناطيسي في القوارض. يتيح هذا النهج رسم خرائط كمية لكامل الدماغ لنقل مقتفي أثر السائل الدماغي الشوكي (CSF) ضمن جلسة تصوير واحدة غير منقطعة. ويعد هذا البروتوكول مناسباً جداً لدراسة ديناميكيات السائل الدماغي الشوكي على مستوى الدماغ، والنقل الجليمفاوي، وحركية تصفية المذابات. وبالرغم من وصفه هنا للجرذان البالغة، إلا أنه يمكن تكييف البروتوكول للفئران مع إجراء التعديلات المناسبة على إحداثيات القثطرة ومعايير التسريب15.