Funktionelle Magnet-Resonanz-Spektroskopie bei 7 T in der Ratte Barrel Cortex während der Whisker-Aktivierung

Nach der Überprüfung durch Blut-Sauerstoff-Niveau-abhängigen funktionelle Magnetresonanztomographie (BOLD fMRT), die der entsprechenden somatosensorischen Fass Feld Kortex Bereich (genannt S1BF) korrekt aktiviert, die wichtigsten Ziel dieser Studie ist es, Laktat Inhalt zu quantifizieren Schwankungen in den aktivierten Ratte Gehirnen von lokalisierten Proton Magnetische Resonanzspektroskopie (¹H-MRS) bei 7 T.

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen auf dem Gebiet der Neurogenetik zu beantworten und die metabolischen Veränderungen zu entschlüsseln, die zwischen Ruhe und aktivierten Zuständen auftreten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, diese Variation in vivo in Echtzeit in nicht-invasiver Weise zu verfolgen. Insbesondere kann diese Technik auf pathologische oder genetisch veränderte Tiere angewendet werden, um beispielsweise die Rolle eines bestimmten Proteins in der metabolischen Interaktion zwischen Neuronen und Lyozellen zu bestimmen. Beginnen Sie, indem Sie einen Atemsensor auf dem Magnetbett platzieren und die Ratte in der anfälligen Position mit ihrer Nase in der Isofluranmaske und mit dem Atemsensor zwischen dem Rippenkäfig und dem Magnetbett auf das Magnetbett übertragen. Stellen Sie sicher, dass die richtigen Schnurrhaare frei sind und sichern Sie die Ratte mit Klebeband. Verwenden Sie Klebeband, um einen Verkauf zu machen, der alle richtigen Schnurrhaare einfängt und das flexible Auslassrohr des Luftpuffsystems entlang des Ratten-MRT-Bettes ausrichtet, so dass das Teil, das das Rohr verlässt, senkrecht und etwa anderthalb Zentimeter vom Verkauf entfernt ist. Dann fixieren Sie das Rohr in Position mit mehr Klebeband. Als nächstes verbinden Sie das flexible Einlassrohr von einer Druckluftquelle an einen Magnetregelventileingang und das Auslassrohr an den Ausgang des Magnetregelventils, wobei darauf zu achten ist, dass das Magnetregelventil außerhalb des Magnetraums bleibt. Verwenden Sie den Transistor-Transistor-Logik-Anschluss, um das Pulsiergerät an das Magnetventil und den Magneten azustecken und das Gerät so zu konfigurieren, dass die Pulsfrequenz acht Hertz beträgt, die Pulsierzeit 20 Sekunden und die Ruhezeit 10 Sekunden beträgt. Zur Whiskerstimulation die Ratte mit dem Gehirn in eine aufrechte Position bringen und das Tier mit Ohrbügeln sichern. Platzieren Sie die Volume-Array-Spule über dem Kopf und fixieren Sie das Array mit Band. Schalten Sie das Luft-Puff-System ein, um zu überprüfen, ob sich der Verkauf in anteroposterior Richtung ohne Drehung und ohne Reibung bewegt. Schalten Sie dann das Luft-Puff-System aus und legen Sie die Bettendspule in die Mitte des Magneten. Für die blutsauerstoffabhängige funktionelle Resonanztomographie, überprüfen Sie die Verkaufsbewegung erneut und verwenden Sie eine Lokalisationssequenz, um zu bestätigen, dass die Ratte gut positioniert ist. Ziehen Sie die Registerkarte Der Lokalisierersequenz in den Anweisungsnamen, und klicken Sie auf Fortfahren. Wenn die Position in Ordnung ist, ziehen Sie die Registerkarte T2 Star FID EPI-Sequenz in den Anweisungsnamen, zentrieren Sie das Ansichtsfeld in der Mitte des Gehirns, und klicken Sie auf die Anpassungsplattform, um die bearbeitete Scananweisung zu öffnen. Nehmen Sie dann eine B0-Karte auf und starten Sie die T2 Star FID EPI-Sequenz. Erfassen Sie eine weitere Lokalisierungssequenz, wie gerade gezeigt, um mit der ersten zu vergleichen und zu überprüfen, ob sich die Ratte während der T2 Star FID EPI-Sequenz bewegt hat. Kehren Sie dann in seine Ausgangsposition zurück und entfernen Sie die Volumen-Array-Spule. Um die Bilder zu verarbeiten, öffnen Sie die T2 Star FID EPI-Datei und lesen Sie das T2 Star FID EPI-Bild in der Bildanzeige. Öffnen Sie das Startfenster des Funktionscontrollers und wählen Sie auf der Registerkarte Verarbeitung das funktionale Imaging-Fenster aus. Definieren Sie das Stimulationsprotokoll und wählen Sie das Protokollfenster aus, indem Sie den Ein-Zeitraum auf 40 und den Ausschaltzeitraum auf 20 festlegen. Klicken Sie auf die Invert-Attribution und ziehen Sie den Schieberegler für den Stimulationszustand nach links, um einen Wert von einem auszuwählen. Stellen Sie im Vorverarbeitungsfenster den Medianfilter für die Vorverarbeitung und den Medianfilter 2D 3D für die Nachbearbeitung in klar. Klicken Sie dann auf Ausführen. Ziehen Sie die Cursor, um die Overlay-Suchtabelle anzupassen und den aktivierten Hirnbereich zu visualisieren. Um die Oberflächenspule für die Protonen-Magnetresonanzspektroskopie oder MRS korrekt zu positionieren, drehen Sie den Kopf um etwa 30 Grad im Uhrzeigersinn, so dass die Oberflächenspule direkt über dem linken Fasskortex in einer horizontalen Position platziert werden kann und sich im Inneren des Magneten am Magneten befindet. Stecken Sie die Oberflächenspule und fixieren Sie die Spule mit Klebeband. Überprüfen Sie, ob sich der Verkauf immer noch korrekt bewegen kann, wenn das Luft-Puff-System eingeschaltet ist. Legen Sie dann das Bett in den Magneten und überprüfen Sie die Verkaufsbewegung erneut.Bestätigen Sie die korrekte Position des Tieres mit der gezeigten Lokalisierungssequenz und ziehen Sie die Registerkarte T2-TurboRARE-Sequenz in das Anweisungsnamenfenster. Klicken Sie dann auf Weiter, um das Scanprogramm auszuführen und die korrekte Lokalisierung des Voxels innerhalb des somatosensorischen Lauffeldkortex zu ermöglichen. Ziehen Sie am Ende des Scans die Lasersequenz-Registerkarte in das Anweisungsnamenfenster und platzieren Sie den Voxel in der Mitte des somatosensorischen Lauffeld-Kortexbereichs. Klicken Sie auf die Einstellungsplattform, um die bearbeitete Scananweisung zu öffnen, und klicken Sie auf Wackeln, um die Impedanz der Empfängerspule für die Abstimmung leicht zu ändern. Wenn die Abstimmung abgeschlossen ist, klicken Sie auf Anwenden, um den Anweisungseditor zu schließen und die Änderungen in der bearbeiteten Anweisung anzuwenden. Zeichnen Sie eine B0-Karte auf und starten Sie die pro-diem MRS-Erfassung während einer Ruhezeit. Erfassen Sie eine weitere Lokalisierungssequenz, um sie mit der ersten zu vergleichen und zu bestätigen, dass sich die Ratte während der Laseraufnahme nicht bewegt hat. Schalten Sie dann das Luft-Puff-System ein und verwenden Sie die Lasersequenz, um eine zweite Proton MRS durchzuführen. Führen Sie eine abschließende Lokalisierungssequenz durch, um zu überprüfen, ob sich die Ratte bewegt hat, bevor Sie das Bett an seine Ausgangsposition zurückbringen. Entfernen Sie dann die Oberflächenspule und bringen Sie die Ratte mit Überwachung bis zur vollständigen Rückgewinnung auf die Bank zurück. Um die MRS-Bilder zu verarbeiten, öffnen Sie die lineare Kombination von Modellspektren oder LC-Modellsoftware und wählen Sie den entsprechenden Datentyp und die entsprechende Datei aus. Klicken Sie auf okay, und geben Sie im Titelabschnitt manuell einen Titel ein und definieren Sie einen angemessenen Teil pro Milliliterbereich. Klicken Sie dann auf LC-Modell ausführen, um die QUANTifizierung des LC-Modells zu starten. Wenn rechte Schnurrhaare mit dem hausgemachten Luft-Puff-System stimuliert werden, wie gezeigt, wird ein positives BOLD-Signal im linken Fass-Kortex, auch somatosensorisches Fassfeld genannt, erkannt. Mit Hilfe anatomischer Magnetresonanzbilder und eines Rattenhirnatlasschemas ermöglicht der durch bold-funktionelle MRT visualisierte aktivierte Hirnbereich die Platziertheit eines Voxels im somatosensorischen Lauffeldbereich, der während der Whiskerstimulation aktiviert wird. Wenn das Paradigma für die Schnurrhaarstimulation aktiviert ist, wird im linken somatosensorischen Fassfeld eine Erhöhung des Laktatgehalts beobachtet. Um die metabolischen Schwankungen zwischen Ruhezeiten und aktivierten Perioden besser zu visualisieren, kann eine spektrale Subtraktion durchgeführt werden. Von diesem subtrahierten Spektrum kann die Zunahme des Laktatgehalts mit Gehirnaktivierung viel einfacher visualisiert werden. Zum Beispiel wurde bei dieser Ratte das N-Acetylaspartat-Signal leicht verringert. Während die Laktatspitze auf diesem in vivo-Dekonvolution-Spektrum im Ruhezustand kaum nachgewiesen wird, konnte das LC-Modell den Peak mit einer guten Genauigkeit und Cram quantifizieren.