获取大鼠的静态功能磁共振成像数据

静态功能磁共振成像，或休息状态fMRI，已成为一种越来越流行的方法，研究大脑功能在休息非任务状态。技术进步使休憩状态fMRI能够适应啮齿动物模型，并可用于揭示疾病状态背后的机制。这里描述的协议结合了低剂量异黄酮与低剂量去多米多米丁，允许高质量的数据采集和保存大脑网络功能。

这种方法还允许自发呼吸和接近正常的生理长达五个小时。在这段视频中，我们涵盖了在麻醉、动物诱导和制备、动物设置、解剖扫描采集和休息状态扫描采集四个不同阶段对大鼠生理学的监测，然后对数据进行质量评估。使用系统从所有需要的区域提供吸入麻醉剂和清除废气，在30%富氧空气中诱导2.5%异黄素麻醉。

一旦动物麻醉，从室中取出，称量动物，并将其放在加热垫的加热垫上的准备空间，保持在2.5%异黄素。将眼部润滑软膏涂在每只眼睛上，以防止干燥。确认麻醉的深度缺乏脚趾捏反应，使用剪子剃两英寸由两英寸平方面积在动物的背部下腰部区域直接在尾巴上方。

使用25口径针头将腹腔内注射到腹部右下象限中，每公斤施用0.015毫克的去克肌氨酸溶液。开关异黄素从准备空间流向动物摇篮。把动物移到动物的摇篮里。

将老鼠的门牙牢牢地放在咬栏上。将鼻锥压在鼻子上，以确保紧贴。如果鼻锥不覆盖下颚，Parafilm 可用于轻轻地将下颚紧闭，同时密封在鼻锥周围。

将呼吸垫放在动物腹部下方的肋骨笼下，并重新定位，直到呼吸波形显示以每次呼吸为中心的深槽。呼吸低于每分钟40次时，进入麻醉的下一阶段。将耳塞插入耳道，使鼠头稳定在动物摇篮中。

一旦定位，向前拉在咬杆上，并确认头部不动。根据需要重新调整鼻锥和帕拉膜。将温度探头插入预润滑的一次性探头盖中。

轻轻地将温度探针插入直肠约 1/2 英寸，然后用医用胶带将其胶带插入尾部底部。将脉冲氧计夹放在后脚的骨质区域，确保光源位于脚底。夹子的旋转会影响信号，因此，创建一个保持爪子和夹子直立的支架将导致更大的稳定性。

计算每公斤脱氧多明的输液率0.015毫克。将药物泵设置为计算的输液率并填充输液管。使用酒精擦拭，清洁剃须区，去除任何杂乱的头发。

将皮肤捏在尾巴底部上方大约两个手指宽度。将1/3的输液线针插入帐篷皮肤。用一条三英寸宽的医用胶带将针头固定在皮肤上。

将第二块宽的医疗胶带放在第一块穿过老鼠的上面，并附着在动物摇篮的两侧。铁磁针必须密封好，以防止扫描过程中的运动。开始输液皮下去克西霉素。

将一块纱布放在老鼠鼻桥上，为线圈创建一个水平表面。使用不干扰 MRI 信号的纸胶带将线圈固定在鼠头上，使其集中在大脑上。将纸巾放在动物身上，用实验室胶带将它们固定在动物摇篮上。

如果使用空气加热系统，将塑料布包裹在整个摇篮周围以容纳暖空气。将动物移入孔中并调谐磁铁。将异黄素降低到1.5%，使呼吸量稳步增加，达到每分钟约45至50次呼吸。

在解剖扫描期间保持在此级别。使用 FLASH 定位扫描确保大脑与磁铁同位素中心对齐。重新定位动物，并在必要时重复。

运行更高分辨率的 RARE 定位扫描，并使用此扫描输出对齐以大脑为中心的 15 个下垂切片。使用中间的下垂切片，将中心轴向切片对齐到前部切口的凹口，该切片显示为暗点。请注意切片偏移，以便稍后在休息状态扫描中使用。

使用 FLASH 和 RARE 轴向协议获取 23 片，以帮助在扫描后分析期间注册到公共空间。使用按压序列在整个大脑中闪闪发光。完成解剖扫描后，将异黄素降低到0.5至0.75%调整，使动物的呼吸每分钟60至65次。

在此级别上至少停留 10 分钟，然后开始静态扫描以确保稳定性。当生理稳定时，使用与解剖轴向系列相同的切片偏移获得 15 片 EPI 扫描。每次休息状态扫描完成后，使用独立的组件分析检查质量，将数据分解成空间和时间组件。

获得至少三次高质量的休息状态扫描。扫描完成后，将异黄素增加到2%，并停止皮下去皮除虫素输注。将动物摇篮从磁孔中取出，然后返回动物准备空间。

使用25米针将每公斤稀释的阿提帕梅索溶液注射0.015毫克。将鼠子放回加热垫顶部的家庭笼子中，并监视直到动物流动。使用独立的组件分析，在每次休息状态扫描后评估稳定性。

此处显示的是一个非常高稳定性的示例。请注意，从空间上讲，这些组件具有很高的区域性。在中间面板显示的时间过程中，信号是稳定的，不可预测的，这表明真正的大脑活动。

底部的功率频谱显示的频率主要较低。此处显示的是来自相同扫描的噪声组件。注意功率频谱中的非区域性、高频时程和单个高频峰值。

在扫描后分析期间，应取消噪音组件。最后，该组件来自麻醉不稳定的扫描。显示的时间过程是可变和不规则的。

当这种情况发生时，需要改进麻醉方案，通常对鼻锥的天花板和废气的清理。动物的稳定性，无论是身体还是生理，都是获得高质量的休息状态数据的关键。动物必须达到进入麻醉下一阶段之前设定的生理阈值。

遵循这种生存技术，休息状态fMRI可用于纵向研究，结合实验操作，并探索疾病模型。低剂量异黄素与本协议中使用的去多米多米丁的结合，为有兴趣在啮齿动物大脑静息状态成像的研究人员提供了各种各样的临床前研究。