May 7th, 2017
ويبين التقييم في وقت واحد ديناميكا الدم الدماغي وخصائص تشتت الضوء في الجسم الحي الفئران أنسجة المخ يستخدم منتشر متعدد الأطياف نظام الانعكاس التصوير التقليدي.
الهدف العام من هذا الإجراء هو تصور ديناميكا الدم وخاصية تشتت الضوء لأنسجة المخ في الجسم الحي. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال البصريات الطبية الحيوية من خلال استخدام التصوير للإشارات البصرية الجوهرية في أنسجة دماغ الفئران. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنه يمكن تقييم التغيرات الزمنية الخاصة في ديناميكا الدم بعد الدماغية ومورفولوجيا الأنسجة القشرية.
تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية عبر مراقبة وظائف الدماغ وقابليتها للبقاء لنماذج اضطرابات الدماغ المختلفة لأن التجارب مع تلك النماذج الحيوانية غالبا ما يتم إجراؤها من خلال نافذة الجمجمة. لذلك يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة للإشارات الضوئية الجوهرية. يمكن أيضا تطبيقه على تقنيات التصوير الطيفي الأخرى.
ابدأ بلصق رأس الفئران في إطار تجسيمي. بعد التخدير، احلق منطقة الرأس خارج موقع الشق المحتمل باستخدام ماكينة قص الشعر حتى يظهر سطح الجلد. ثم قم بعمل شق طولي يبلغ طوله حوالي 20 ملم على طول خط الوسط للرأس باستخدام مشرط جراحي.
وفضح الأنسجة الضامة تحت الجلد. قم بإزالة الأنسجة الضامة تحت الجلد باستخدام مكشطة حادة ، واسحبها إلى جانبي الرأس لكشف عظم الجمجمة. بعد ذلك ، استخدم مثقابا عالي السرعة لحفر خندق بيضاوي الشكل على عظم الجمجمة داخل خيوط الجمجمة.
ثم احفر عظم الجمجمة داخل الخندق ببطء وبشكل متجانس. بعد ذلك ، اضغط برفق على سطح الجمجمة الرقيقة بطرف الكماشة لتقدير سمك العظام وقوتها بعد ظهور وعاء دموي دماغي. ثم استخدم طرف الكماشة لقطع خط الحدود الإهليلجي للجمجمة الرقيقة بشكل مجزأ.
وقم بإزالة الجمجمة الرقيقة ببطء من سطح الدماغ. أخيرا ، استحم نافذة الجمجمة برفق بمحلول ملحي فسيولوجي وقم بتغطيتها بلوحة زجاجية شفافة يبلغ سمكها حوالي 0.1 ملم. ابدأ باستخدام أنبوب لتوصيل المنفذ الأول لأنبوب على شكل حرف Y يسمى الموصل الأول بالمنفذ الأول لأنبوب آخر على شكل حرف Y يسمى الموصل الثاني.
ثم قم بتوصيل منفذ مدخل لسان حال المنفذ الثاني لموصل الأنبوب الأول. بعد ذلك ، استخدم أنبوبا لتوصيل المنفذ الثالث لموصل الأنبوب بجهاز مراقبة تركيز الأكسجين. وبالمثل ، استخدم أنبوبا لتوصيل المنفذ الثاني لموصل الأنبوب الثاني بمنفذ مخرج آلة التخدير ، واستخدم أنبوبا آخر لتوصيل المنفذ الثالث لموصل الأنبوب الثاني بمنفذ مخرج جهاز خليط الغاز.
بعد ذلك ، استخدم أنبوبا لتوصيل منفذ مدخل واحد لجهاز خليط الغاز بأسطوانة غاز عالية الضغط 95٪ o2 5٪. وبالمثل ، قم بتوصيل منفذ المدخل الآخر لجهاز خليط الغاز بضغط عال 95٪ n2 5٪ CO2 أسطوانة غاز باستخدام أنبوب. ثم استخدم المقابض الدوارة على جهاز خليط الغاز لتغيير معدلات تدفق الغاز ل o2 و n2.
أخيرا ، تحقق من جزء الأكسجين الملهم أو fio2 ونظمه باستخدام جهاز مراقبة تركيز الأكسجين. ابدأ بوضع الجرذ برفق على المسرح واضبط مستوى STage ببطء حتى تتمكن الكاميرا من التركيز على سطح دماغ الفئران. داخل برنامج الحصول على الصور ، حدد أمر الحفظ من قائمة الملفات لحفظ صورة في ملف ، وتسميته وفقا للعينة والطول الموجي.
ثم قم بتغيير موقع الفلتر عن طريق تدوير عجلة المرشح. كرر الحصول على الصورة في كل من الأطوال الموجية التسعة. بعد ذلك ، قم بإيقاف تشغيل مصدر ضوء مصباح الهالوجين.
قم بسد مسار الضوء إلى نظام كاميرا الجهاز المقترن بالشحن أحادي اللون باستخدام لوحة التدريع. أخيرا ، حدد أمر الحفظ من قائمة الملف واختر اسم الملف الذي يحدد العينة. يتم عرض الصور المقدرة لتركيز الهيموجلوبين وحالة الأكسجين وقوة التشتت لدماغ الفئران المكشوف في الجسم الحي هنا.
تركيز الهيموجلوبين المؤكسج وتشبع الأكسجين الإقليمي في الشرايين أعلى من تلك الموجودة في الأوردة. هنا صور لدماغ الفئران المكشوف أثناء التغييرات في fio2 لقوة تشتت الضوء B موضحة هنا. زادت قيمة B بشكل طفيف خلال الفترة من بداية نقص الأكسجين حتى توقف التنفس ، بينما انخفضت باستمرار خلال الفترة من خمس دقائق إلى 30 دقيقة بعد ظهور نقص الأكسجين.
بمجرد إتقانها ، يمكن إكمال هذه التقنية في ثلاث ساعات إذا تم إجراؤها بشكل صحيح. أثناء قياس الصور الطيفية ، من المهم أن تتذكر الحفاظ على ترتيب المكونات البصرية. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى مثل التصوير السريع متعدد الأطياف من أجل الإجابة على أسئلة إضافية حول الإشارات الجوهرية اللاحقة للبصرية.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تصور ديناميكا الدم وخصائص تشتت الضوء لأدمغة الفئران المعرضة في الجسم الحي. لا تنس أن العمل مع الأيزوفلوران يمكن أن يكون خطيرا ويجب التحكم في معدلات غاز التخدير باستخدام مسرح تنظيف غاز التخدير.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
توضح هذه الدراسة طريقة لتصور ديناميكا الدم الدماغية وخصائص تشتت الضوء في الجسم الحي باستخدام نظام تصوير انعكاس منتشر متعدد الأطياف على أنسجة دماغ الفئران. تتيح التقنية تقييم التغيرات الزمنية في وظيفة الدماغ وشكله.
Simultaneous multispectral imaging of cerebral hemodynamics and light scattering in vivo enables quantitative assessment of brain tissue function and morphology in preclinical models. This approach supports early-stage discovery by providing high-content, spatially resolved data on oxygenation and tissue structure under controlled physiological states. Such capabilities are critical for de-risking neurological target validation and informing translational research pipelines.
This imaging method integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis testing, quantitative readouts, and mechanistic de-risking in live animal models.