بروتوكول للعلاج Photobiomodulation Transcranial في الفئران

الهدف العام للبروتوكول التجريبي التالي، هو إجراء علاج التحوّل الضوئي عبر الكروكري باستخدام مستويات منخفضة من الليزر الأحمر في الفئران. ويتم ذلك عن طريق الاتصال المباشر من مسبار الليزر على رأس الماوس. كخطوة أولى، من أجل تقييم انتقال ضوء الليزر، تشريح بعناية أنسجة الدماغ من الجمجمة.

ثم قياس قوة الضوء المنقولة من خلال الجمجمة بالإضافة إلى فروة الرأس وشريحة ملليمتر واحد من أنسجة الدماغ. في قسم العلاج، اتصل بطرف مسبار الليزر مباشرة على فروة الرأس في البرغمة. يتم تقييم هذه الوظائف التعلم المكاني والذاكرة من قبل مهمة متاهة بارنز.

في وقت لاحق، يتم تحديد مستويات ATP الحصين من خلال طريقة الطيفي. تظهر بيانات نقل الليزر أن ما يقرب من 1٪ من الضوء الذي تم اضاءته على سطح فروة الرأس وصل إلى عمق ملليمتر واحد من السطح القشري. تظهر نتائج مهمة متاهة بارنز تحسنًا في الذاكرة المكانية في الفئران القديمة بعد أسبوعين من العلاج بالليزر الأحمر عبر الوكرات.

أيضا، تشير النتائج إلى زيادة مستويات ATP فرس النهر في الفئران التي تعالج بالليزر الذين تتراوح أعمارهم بين. إن التعديل الضوئي عبر الكروكروني هو نهج علاجي غير جراحي لعلاج مجموعة واسعة من الاضطرابات العصبية والنفسية ولتحسين وظيفة الدماغ الصحية. في الواقع ، يعتقد أن العلاج بالزي الضوئي يسبب الحساسية الضوئية لأكسيد النيتريك من السيتوكروم سي أوكسيديز في الميتوكوندريا.

هذه بدورها زيادة نقل الإلكترون ميتروشونديريال، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى زيادة في إنتاج ATP. هذه الطريقة هي آمنة وفعالة من حيث التكلفة نهج تسليم الضوء التي يتم تنفيذها عن طريق إشعاع الرأس باستخدام مصادر الضوء الخارجي بما في ذلك الليزر والصمامات الثنائية الباعثة للضوء. يتم تطبيق جميع إجراءات التعديل الضوئي عبر الكروكروني تقريباً مع الضوء الأحمر إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة في الطول الموجي من 600 إلى 1100 نانومتر، وهي قوة تتراوح بين 1 إلى 500 مللي واط، وموجة تتراوح بين 1 إلى 20 جول لكل سنتيمتر مربع.

في فأر مُجَدَّد التخدير، يُشرّخُ بعناية أنسجة الدماغ من الجمجمة. أولاً، قم بإصلاح أنسجة المخ السليمة على جل agarose وإعداد جميع المواد المطلوبة بما في ذلك كلوريد الصوديوم والغراء. ثم، انتشار طبقة رقيقة من الغراء على سطح كتلة تصاعد هزاز.

إرفاق بعناية كتلة agarose وضبط موقفها. مطابقة قليلا شفرة هزاز إلى السطح العلوي من الكتلة، وتسجيل قيمة العداد. املأ خزان الاهتزازات بمحلول ملحي طبيعي بارد من الجليد.

ضبط سرعة وذبذبة اهتزاز من الاهتزاز، وتغيير العداد إلى القيمة المناسبة للحصول على سمك شريحة من ملليمتر واحد. بدوره على هزاز وعلى زر بداية الضغط وقطع الدماغ عرضية إلى شريحة بسمك واحد ملليمتر. أولاً، إضافة قطرة ماء على سطح الزجاج البصري.

ثم ضع شريحة الدماغ على الزجاج. إضافة قطرة الماء على ذلك، ووضع بعناية الزجاج البصري الثاني. لاحظ أنه يجب إضافة قطرة ماء إلى حدود العينة والزجاج من أجل منع تجفيف الأنسجة وكذلك تشتت الضوء من الأسطح الخشنة.

نقل العينات إلى المختبر البصري. قم بإعداد الأجهزة البصرية وتشغيل عداد الطاقة. ارتدي نظارات حماية العين قبل البدء في العمل مع جهاز الليزر.

بدوره على الليزر ويكون شعاع تركز على المرآة لتوجيه شعاع إلى المنطقة النشطة في الصمام الضوئي. أولا، ضع نظارتين بصريتين فارغتين على سطح عداد الطاقة، وقراءة الطاقة الخفيفة المنقولة من شاشة العرض. إزالة النظارات الفارغة ووضع بلطف عينة الدماغ على سطح متر الطاقة، والتركيز على شعاع على منطقة الأنسجة المعنية، وقراءة السلطة المنقولة.

هذه المرة، ضع زجاجًا بصريًا فارغًا على سطح عداد الطاقة وقراءة طاقة الضوء المنقولة. ثم، إزالة الزجاج فارغة ووضع قليلا الزجاج البصري مع الجمجمة الطازجة والأنسجة فروة الرأس على سطح متر الطاقة. تركيز شعاع على bregma وقراءة السلطة المنقولة.

وأخيرا، إيقاف جهاز الليزر ومتر الطاقة. ويشمل قسم العلاج في البروتوكول الحالي تطبيق أجهزة الليزر من الفئة 3B، وهذا يتطلب التدريب السليم ومبادئ توجيهية للسلامة. من أجل تكييف الحيوانات مع البيئة الجديدة ، وجلب الفئران من أقفاص منازلهم إلى غرفة العلاج قبل 20 دقيقة تقريبا من بدء العلاج.

أولاً، أدخل توصيل جهاز الليزر في حامي كهربائي. تغطية غيض من مسبار الليزر مع فيلم النايلون شفافة من أجل منع أي خدش على سطح التحقيق. قم بتوصيل مسبار الليزر بعناية إلى قناة الجهاز.

ارتدي نظارات حماية العين قبل البدء في العمل مع جهاز الليزر. قم بتشغيل جهاز الليزر وانتظر لبضع ثوانٍ من أجل الاحماء. بعد مراقبة علامة الليزر الجاهزة على لوحة الجهاز، اضبط معلمات المعالجة بما في ذلك وقت التشعيع ووضع التشغيل.

قبل البدء في العلاج، حدد متوسط طاقة الليزر عن طريق الاتصال بطرف المسبار إلى المنطقة النشطة لمتر الطاقة على الجهاز. في البروتوكول الحالي، يتم وضع مسبار الليزر على منطقة البرغمة، التي تبلغ حوالي ثلاثة ملليمترات من الأرسترالية إلى خط مرسوم بين القاعدة الأمامية للأذنين. من أجل تجنب الإشعاع المباشر لعيون الحيوان ، أولا ، ضع طرف مسبار الليزر على الرأس ، ثم ، قم بتشغيل الليزر وعقد المسبار بشكل ثابت حتى الانتهاء من التشعيع.

ثم، قم بإيقاف تشغيل جهاز الليزر وفصل المسبار عن الجهاز. في نهاية الإجراء، قم بتنظيف مسبار الليزر مع منظف بصري مناسب. يتم تنفيذ مهمة التعلم المكاني والذاكرة في متاهة بارنز.

أولاً، ضع علامة عدم إدخال على خارج باب غرفة المهام. إرفاق الإشارات المكانية البصرية إلى الجدران المحيطة. ضع كاميرا فيديو فوق منصة المتاهة.

تنظيف سطح منصة المتاهة مع 70٪ الإيثانول من أجل إزالة العظة الشم غير المرغوب فيها. إضافة كمية صغيرة من الفراش من قفص الحيوان في المنزل في مربع الهروب لتكون بمثابة جديلة الشم. قبل البدء في المهمة، ضع كل فأر في القفص الجديد، ونقل القفص إلى غرفة المتاهة بارنز.

للتعود، والسماح للحيوان بالبقاء في الغرفة لمدة 30 دقيقة قبل المهمة. ثم، إزالة الماوس من قفصه ووضع بلطف الحيوان في مربع الهروب، والسماح لها بالبقاء هناك لمدة دقيقة واحدة. بعد دقيقة واحدة، بلطف إزالة الماوس من مربع الهروب، ووضع الحيوان في وسط الساحة، ووضع غرفة البداية على ذلك.

بعد فترة عشر ثوان، ورفع غرفة البداية والسماح للحيوان لاستكشاف الساحة لمدة ثلاث دقائق. الانتقال بهدوء إلى منطقة الكمبيوتر، وارتداء earmuffs، ويؤدي إلى التحفيز السمعية السلبية التي تتكون من ضوضاء بيضاء عالية. ثم، بدء تصوير الفيديو ومراقبة سلوك الحيوان على شاشة الكمبيوتر.

لاحظ أنه يجب استخدام متاهة سوداء لاختبار الفئران البيضاء. أيضا، ينبغي وضع حصيرة سوداء تحت المتاهة في برنامج نظام تتبع الحالة هو أن تستخدم. إعداد برنامج تتبع الفيديو واستخراج المعلمات من الفائدة من أشرطة الفيديو المسجلة.

لإجراء تقييم كيميائي حيوي، قم بتشريح أنسجة قرن آمون، وانسانسها في مخزن مؤقت للعينة، وطارد مركزي، ثم قم بتقييم مستويات ATP الخاصة به باستخدام طريقة القياس الطيفي. وكان 660 نانومتر انتقال الضوء الليزر من خلال الجمجمة بالإضافة إلى فروة الرأس من الفئران المسنين ما يقرب من 16٪ أيضا، تم قياس قيمة حوالي 10٪كبث الليزر من خلال شريحة ملليمتر واحد من أنسجة الدماغ الذين تتراوح أعمارهم بين. لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في سجل النشاط الحركي في الاختبار الميداني المفتوح بين جميع المجموعات التجريبية.

وأظهرت البيانات من مهمة بارنز المتاهة أن أوقات الكمون من الحيوانات السيطرة المسنين هي بوضوح أطول من تلك التي من مجموعة التحكم الشباب في اليومين الثالث والرابع من الدورة التدريبية. ومع ذلك، فإن العلاج بالليزر الأحمر يقلل بشكل كبير من وقت الكمون في اليوم الرابع. في جلسة محاكمة الدعامة، تنفق الحيوانات السيطرة على المسنين أوقات أقصر بكثير في الربع المستهدف مقارنة مع الحيوانات تحكم الشباب.

ومع ذلك ، قضى الفئران القديمة المعالجة بالليزر أوقاتًا أطول بكثير في الأرباع المستهدفة مقارنة بفئران التحكم القديمة. بيانات الطاقة الحيوية في معسكر آمون يكشف عن انخفاض في مستويات ATP في الحيوانات السيطرة على المسنين. من ناحية أخرى، فإن العلاج بالليزر الأحمر يزيد بشكل كبير من متوسط محتويات ATP في قرن آمون الفئران القديمة.

وصفنا بروتوكولاً للمختبر لإجراء إجراء علاج ضوئي عبر الكروميري في الفئران. يمكن تكييف بروتوكولنا مع أي مختبرية أخرى تستخدم بشكل متكرر في مجال علم الأعصاب، مثل الأرنب، الكلب، القرد، إلخ. بناء على تحقيقنا، يمكن أن تسترد مستويات منخفضة من الضوء الأحمر هدم قرن آمون في الدماغ من العمر عن طريق زيادة إنتاج ATP، والذي ينعكس في وظيفة الذاكرة المكانية المحسنة.

في هذه الطريقة ، على أساس المناطق التي يتم بها الدماغ تتأثر بالأمراض ، هناك حاجة إلى عدة معلمات جسدية وعلاجية ، بما في ذلك وقت التشعيع ، وفاصل العلاج ، والإشراق المطبق ، والوبل ، ليتم تعديلها على النحو الأمثل لتحقيق نتائج أفضل. ويقترح العلاج عبر الكرواتبية الضوئية كنهج واعدة لتحسين التمثيل الغذائي في الدماغ وتعزيز المعرفي التي يمكن أن تكون استراتيجية محتملة للتدهور المعرفي المرتبط بالعمر والأمراض العصبية.