تحفيز الدماغ العميق مع الرنين المغناطيسي الوظيفي في وقت واحد في القوارض

مرحبا ، أنا جون يا ، وأنا دان ألبا. اليوم سوف نظهر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. التحفيز العميق المتزامن للدماغ في الفئران.

يمكننا استخدام هذه التقنية لرسم خريطة للاستجابات الوظيفية في جميع أنحاء الدماغ للتحفيز العميق للدماغ في مجموعة متنوعة من الأهداف. يتضمن هذا الإجراء الحصول على FMRI لزرع القطب الكهربائي التجسيمي ، وهو تحليل للاستجابات الوظيفية. الخطوة الأولى هي زرع القطب.

سنقوم بزرع قطب كهربائي من جانب واحد في النواة تحت المهاد. سنبدأ بتخدير تماما ومراقبة المعلمات الفسيولوجية ، بما في ذلك الأكسجين ودرجة حرارة الجسم طوال العملية. ابدأ في تحضير موقع الجراحة عن طريق إزالة الشعر وربط بإطار تجسيمي.

استخدم مرهما لتليين عيون أثناء العملية. ضع مطهر على الموقع وقم بتطبيق الستائر على الحقل المعقم. لاستكمال إعداد موقع الجراحة.

قم بإزالة الجلد واللفافة التي تغطي الجمجمة ، مع التأكد من كشف bgma و lambda. استخدم مشرطا لتخشين سطح الجمجمة لتحسين ارتباط الأسمنت لاحقا في الإجراء. واستخدم القطن المعقم في الكي الكهربائي للإرقاء على سطح العظام واستخدام الأنسجة المقطوعة.

استخدم إبرة متصلة بالذراع التجسيمية للمس الموقع الدقيق ل bgma كمرجع لموقع حج القحف وتحديد الموقع على الجمجمة بإبرة النواة تحت المهاد. سيكون هذا 3.6 ملم العصعي الخلفي و 2.5 ملم جانبيا من خط الوسط. استخدم مثقابا صغيرا لعمل ثقب صغير في الجمجمة لتنظيف وفحص حواف الحفرة.

استخدم إبرة قياس صغيرة لإزعاج السطح الجافوي تماما وتنظيف أي نزيف إضافي أو تسرب للسائل النخاعي الدماغي. الآن سنضع برغي متوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي في الجمجمة للتثبيت. حفر ثقب في الجمجمة المقابل والخلفي لموقع القطب المستقبلي.

ضع المسمار عميقا بما يكفي ليكون آمنا ، ولكن دون الضغط على الجافية أو القشرة ، نستخدم قطب كهربائي صغير من التنغستن ثنائي القناة متوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي للتحفيز. افحص القطب للتأكد من أنه مستقيم وعدم تقسيم الأسلاك. ضع القطب الكهربائي على الذراع التجسيمي في وضع رأسي والمس الطرف إلى bgma.

حرك القطب الكهربائي إلى موضع منطقة الدماغ المستهدفة باستخدام الإطار التجسيمي للقياس ولمس السطح القشري. اخفض القطب الكهربائي باستخدام الإطار التجسيمي للقياس. تأكد من عدم وجود انحناء في القطب.

خلال هذه العملية ، ضع طبقة أولية من الأسمنت أولا ، مما يضمن خدمة الجمجمة الجافة. بعد أن تجف الطبقة الأولى ، قم بثني القطب للخلف ، ثم ضع أسمنتا إضافيا لزيادة الاستقرار. اترك الأسمنت يجف تماما قبل إزالة.

يمكن الآن إنعاش أو إعداده على الفور لفحص التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. الخطوة الثانية هي إعداد للاستحواذ على FMRI و FMRI. يمكن إجراء ذلك مباشرة بعد الجراحة أو بعد عدة أيام.

يجب استخدام غطاء الرأس لشل حركة رأس تماما فيما يتعلق بالملف. يجب أن يكون داخل القصبة الهوائية والتنبيب والتهوية. يمكن استخدام مجموعة متنوعة من التخدير.

نحن نستخدم dme ، toine ، والجمع مع جرعة منخفضة isof. يجب إجراء شلل الفلور باستخدام هندسة غطاء اكتساب البانتونيوم بالقرب من تقاطع أنبوب التهوية مع الأنبوب الرغامي. اضبط إعدادات جهاز التنفس الصناعي لتثبيت TAL CO2 النهائي.

في المعدل الطبيعي ، يجب مراقبة درجات الحرارة القريبة من 3٪ بشكل عام باستخدام مسبار المستقيم المثبت على قاعدة الذيل. يجب تعديل حمام الماء الساخن الدائري لتحقيق الاستقرار في درجة حرارة الجسم ضمن المعدل الطبيعي. يمكن أيضا الحصول على قياس التأكسج النبضي في منطقة المخلب الخلفي ، ووضع معجون الأسنان فوق المنطقة المراد مسحها ضوئيا لتحسين جودة الصورة.

ضع ملفا سطحيا مباشرة فوق مناطق الدماغ المراد مسحها ضوئيا. قم بتثبيت الملف بإحكام على غطاء الرأس والحامل. قم بتوصيل نظام التحفيز بموصل القطب الكهربائي وقم بتأمين الخيوط في مكانها.

قم بتغطية لتحسين العزل في البيئة المبردة للمغناطيس. حان الوقت الآن لإدخال في وسط المغناطيس. استخدم صورة استكشافية بثلاث درجات S عادية لتحديد موضع داخل الماسحة الضوئية بدقة على مستوى العالم.

الرقائق مع الإشارة إلى السطح القشري لتحسين تجانس المجال المغناطيسي. ثم استخدم FMAP للرقائق محليا في مناطق الدماغ لاستخدامها في عمليات المسح الوظيفية. احصل على شريحة واحدة مرجحة بحجم T في مستوى متوسط السهم.

قم بإنشاء تدرج لقطة واحدة. مسح Echo EPI بحجم مصفوفة 96 × 96 ، مجال رؤية 2.56 × 2.56 سم. وقت التكرار 1000 مللي ثانية ، ووقت الصدى 14 مللي ثانية وعرض الشريحة ملليمتر واحد مع أربع عمليات مسح وهمية متبوعة ب 70 تكرارا.

يجب أن تستمر كل عملية مسح باستخدام هذه المعلمات ثانية واحدة. للحصول على وقت مسح إجمالي يبلغ 70 ثانية ، قم بمحاذاة فحص EPI هذا مع المسح الأمامي للصورة السهمية السابقة T للحصول على الاتساق الهندسي بين الأشخاص الذين قاموا بإعداد التحفيز والتردد وعرض النبضة ونموذج التحفيز ، ومزامنة محفزات التحفيز مع مخرجات التردد اللاسلكي من تسلسل المسح. نستخدم هنا تردد 130 هرتز عرض نبضة 90 ميكروثانية ونموذج تحفيز 60 ثانية من الراحة ، متبوعا ب 30 ثانية من التحفيز ، وأخيرا 120 ثانية من الراحة.

ثم قم بإعداد نوع تيار التحفيز ، بما في ذلك السعة الحالية المطلوبة وتشغيل إخراج التيار ثنائي القطب. يقوم EPI بفحص التأكد من أن التحفيز يتم تشغيله بشكل مناسب بعد فحص الاستحواذ لضمان استجابة قوية باستخدام أدوات تحليل البيانات الموضحة في القسم التالي. إذا لم يحدث هذا ، فتحقق من توصيلات المحفز.

بعد الحاجة إلى جميع عمليات المسح ، يجب إجراء عمليات المسح التشريحي لقياس موضع القطب التقريبي وضمان موضع القطب داخل الهدف المقصود. بعد ذلك ، يمكن إنعاش الجرذ وحفظه لمزيد من التجارب. أخيرا ، بعد إجراء جميع التجارب اللازمة ، قد يتم القتل الرحيم للحيوان في الدماغ مع الفورمالين.

مع إزالة المسالك القطبية ، يمكن إجراء فحصين مرجحين لتحديد مسار القطب الكهربائي وعلاقته بالهياكل القريبة. في هذه الحالة ، ينتهي جهاز القطب البطني فقط إلى الكبسولة الداخلية في النواة تحت المهاد مما يؤكد دقة الزرع. بعد ذلك ، سنقوم بمعالجة وتحليل نتائج عمليات الفحص الوظيفية الخاصة بنا.

لهذا ، سنستخدم برنامجا مكتوبا مخصصا يعمل داخل matlab ، على الرغم من أنه يمكن استخدام حزم البرامج الأخرى لتحليل FMRI بطريقة مماثلة في matlab. استخدم رموز SPM لتطبيق الجسم الصلب عبر جميع تجارب التحفيز. ثم قم بإنشاء مقطع متوسط من الصور ، مع الحفاظ على المسار الزمني لعمليات المسح ، وإجراء تجريد الجمجمة يدويا بعد تطبيق عتبة القطع.

الآن سنقوم بإنشاء خرائط معامل الارتباط لمناطق الدماغ ذات الأهمية. يمكن إجراء تقليل الضوضاء باستخدام الحد الأدنى لحجم المجموعة أو تنعيم التمرير المنخفض بثلاثة في ثلاثة. يجب أن يكون نموذج التحفيز مدخلا ويمكن تعيين تأخير نموذج قصير لمراعاة التأخر الديناميكي الدموي.

لكل فوكسل ، يمكن بعد ذلك حساب معامل ارتباط تغير شدة الإشارة بمرور الوقت فيما يتعلق بنموذج التحفيز. يمكن تعيين هذا على كل شريحة لتحديد المناطق التشريحية العصبية حيث ترتبط استجابة الكرة ارتباطا وثيقا بالبروتوكول التجريبي. يمكن تحديد مناطق الاهتمام يدويا أو استخدام مضلع كتقريب.

يمكن بعد ذلك تحديد النسبة المئوية لتغير الإشارة داخل هذه المنطقة ذات الاهتمام باستخدام إشارة التحفيز المسبق كخط أساس. يمكن بعد ذلك تصدير هذه القيم للتحليل الإحصائي. لقد أجرينا هنا تحفيزا عميقا للدماغ في النواة تحت المهاد والاستجابات على خريطة معامل الارتباط الخاصة بنا موجودة في مناطق الدماغ البعيدة عن تلك النواة.

هنا نرى مناطق إيجابية وجريئة وقشرية أمام موقع التحفيز في الشريحة الخلفية. تكون القطعة الأثرية من القطب المحفز مرئية عندما يتم حساب التغيير في شدة الإشارة الجريئة بمرور الوقت لعينة من المنطقة القشرية ذات الأهمية. يتم عرض النتيجة على الشاشة مع نموذج التحفيز المعروض هنا بواسطة شريط أصفر.

يمكن استخدام هذا لتحديد الاستجابة الجريئة ولمزيد من التحليل ، أظهرنا للتو التحفيز العميق للدماغ مع التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي المتزامن في نموذج القوارض. شكرا لك على المشاهدة ونتمنى لك السعادة في تجاربك.