Name: El uso de la fMRI farmacológico-reto en la investigación preclínica: la aplicación al sistema de 5-HT (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-04-25T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 27 s
Description: Aprende a evaluar la función del neurotransmisor serotonina en animales vivos mediante fMRI farmacológico con fluoxetina. Esta técnica permite visualizar respuestas hemodinámicas cerebrales de forma menos invasiva que PET o SPECT.

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Este trabajo está financiado por la Organización Holandesa para la Investigación Científica (NWO) (sin Veni. 916.86.125), otorgado a L. Reneman. El donante no tenía ningún papel en el diseño del estudio, la recogida y análisis de datos, la decisión de publicar, o la preparación del manuscrito. No hay conflictos de intereses.

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<li>Schwarz, A. J., Gozzi, A., Reese, T., Bifone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+mapping+of+functional+connectivity+in+neurotransmitter+systems+using+pharmacological+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">In vivo mapping of functional connectivity in neurotransmitter systems using pharmacological MRI.</a> NeuroImage. 34, 1627-1636 (2007).</li>
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<li>Smith, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+functional+and+structural+MR+image+analysis+and+implementation+as+FSL%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL.</a> NeuroImage. 23, Suppl 1. S208-S219 (2004).</li>
<li>Stark, J. A., McKie, S., Davies, K. E., Williams, S. R., Luckman, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((5-HT%282C%29+antagonism+blocks+blood+oxygen+level-dependent+pharmacological-challenge+magnetic+resonance+imaging+signal+in+rat+brain+areas+related+to+feeding%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">5-HT(2C) antagonism blocks blood oxygen level-dependent pharmacological-challenge magnetic resonance imaging signal in rat brain areas related to feeding.</a> Eur. J. Neurosci. 27, 457-465 (2008).</li>
<li>Stark, J. A., Davies, K. E., Williams, S. R., Luckman, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+magnetic+resonance+imaging+and+c-Fos+mapping+in+rats+following+an+anorectic+dose+of+m-chlorophenylpiperazine%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Functional magnetic resonance imaging and c-Fos mapping in rats following an anorectic dose of m-chlorophenylpiperazine.</a> NeuroImage. 31, 1228-1237 (2006).</li>
<li>Steward, C. A., Marsden, C. A., Prior, M. J., Morris, P. G., Shah, Y. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methodological+considerations+in+rat+brain+BOLD+contrast+pharmacological+MRI%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Methodological considerations in rat brain BOLD contrast pharmacological MRI.</a> Psychopharmacology (Berl). 180, 687-704 (2005).</li>
<li>Strupp, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulate%3A+A+GUI+based+fMRI+Analysis+Software+Package%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Stimulate: A GUI based fMRI Analysis Software Package.</a> NeuroImage. 3, S607(1996).</li>
<li>Tomasi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methylphenidate+enhances+brain+activation+and+deactivation+responses+to+visual+attention+and+working+memory+tasks+in+healthy+controls%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimage%22%5BJournal%5D)">Methylphenidate enhances brain activation and deactivation responses to visual attention and working memory tasks in healthy controls.</a> Neuroimage. 54, 3101-3110 (2011).</li>
<li>Woolrich, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bayesian+analysis+of+neuroimaging+data+in+FSL%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroImage%22%5BJournal%5D)">Bayesian analysis of neuroimaging data in FSL.</a> NeuroImage. 45, S173-S186 (2009).</li>
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</ol>

No tenemos nada que revelar.

5-HT phMRI es una herramienta prometedora para evaluar la función del neurotransmisor en animales in vivo. Se visualiza la respuesta cerebral a un reto de 5-HT, con la RM funcional. RM tiene la gran ventaja de tener una alta resolución espacial y no necesita la inyección de contraste, agente o moléculas marcadas por radio, evitando así la exposición repetitiva a las radiaciones ionizantes. Esta técnica es aplicable en los sujetos humanos y animales y por lo tanto muy adecuado para la investigación traslacional de los sistemas neurotransmisores y trastornos psiquiátricos. Su aplicación es por supuesto no se limita a la vía de la 5-HT y ya ha sido ampliamente utilizado para evaluar los efectos de los fármacos dopaminérgicos en ambos 5,15 animales y seres humanos 22. Sin embargo, phMRI en pequeños animales sigue siendo un reto, como ya se ha señalado en los artículos de revisión por parte de Martín y 11 de Sibson y Steward 20. Uno de estos retos es el mantenimiento of parámetros estables fisiológicos durante la adquisición de la imagen. La mayoría de los anestésicos pueden alterar la función cardiovascular y teniendo en cuenta que phMRI es críticamente dependiente de los parámetros cardiovasculares / hemodinámico es esencial para asegurar que los cambios hemodinámicos son imputables exclusivamente al desafío fármaco determinado. Por consiguiente, es de vital importancia que pCO 2 niveles se mantienen constantes durante la adquisición de línea de base. La ventilación mecánica puede ayudar a asegurar la estabilidad fisiológica, y se utiliza a menudo en este tipo de experimentos. Nosotros, sin embargo optó por utilizar de libre respiración de los animales para dejar abierta la posibilidad de realizar estudios longitudinales en el futuro. En su lugar, ampliamente monitoreado (y alterado) la tasa de respiración y los valores de gases en sangre para asegurar la estabilidad fisiológica dentro de los intervalos normales antes de iniciar la exploración funcional y de esta manera para preservar la reactividad vascular estable y, por tanto T2 * / señal en T2. La literatura sobre los efectos de los anestésicos generales sobre la hemodinámica cerebral y metabolism es abundante 20 y más allá del alcance de este manuscrito. Se optó por utilizar anestesia con gas, con el ± 2% de isoflurano en este protocolo específico, ya que con anestésicos inhalatorios, la profundidad de la anestesia puede ser rápida y fácil de controlar. Esto es importante en nuestra configuración para garantizar normales rango estable pCO 2 niveles antes del comienzo de la adquisición de la imagen. El isoflurano es el más comúnmente utilizado hoy anestésico por inhalación y permite una rápida inducción y recuperación, lo cual es importante para estudios longitudinales. También produce una mínima depresión cardiovascular y respiratoria y provoca una buena relajación de los músculos esqueléticos. En segundo lugar, la administración intravenosa del fármaco estimulante es más complicado en animales pequeños que en los seres humanos. La cirugía que se necesita para la canalización de la arteria y la vena femoral requiere personal bien capacitado y con experiencia. Debido a estos procedimientos invasivos es en este momento utiliza principalmente en los procedimientos de terminales. Sin embargo, la monitorización no invasiva de la homeostasis de sangre y la inyección de vena de la cola podría ser utilizado para estudios longitudinales 23. Además, hay algunas limitaciones más generales a la técnica, que no son específicos para los animales phMRI. Además, como se ha señalado por Martin y Sibson 11, un potencial de confundir todos los estudios fMRI es que se supone que los cambios en la actividad cerebral evocadas por el desafío reflejar cambios en la actividad neuronal en lugar de periféricos efectos sistémicos. Especialmente en las estructuras cerebrales más profundas, una comprensión relativamente pobre de acoplamiento neurovascular (relación entre los cambios de actividad neuronal y los cambios hemodinámicos) se mantiene. Estudios del tipo realizado por Logothetis 10 para determinar acoplamiento neurovascular en la corteza todavía no se han realizado en otras partes del cerebro. Por lo tanto, se desconoce lo que un aumento en la señal BOLD con estructuras importantes como el estriado o la amígdala es telling nosotros acerca de la actividad neuronal. Lo mejor que podría decir en este momento es que la región del cerebro reacciona ante el desafío dado y que, dependiendo del tratamiento y / o las condiciones, podemos observar los cambios significativos de la reactividad del cerebro. Este gran medida puede ser verificada por mirando a la vez los datos de resonancia magnética y las respuestas fisiológicas. El patrón general de la activación cerebral debe ser región específica y restringida a las áreas con, en este caso, una inervación de alta de 5-HT, y no tanto una respuesta vascular en general. Además, un perfil diferente temporal entre los cambios vasculares y hemodinámicas que se espera. Considerando que los cambios de presión arterial volver a sus valores basales dentro de varios minutos, el efecto del fármaco sobre la activación BOLD es en el caso de fluoxetina visible hasta el final de la adquisición de imágenes y corresponden a las propiedades farmacocinéticas conocen de este fármaco. Finalmente, las respuestas fisiológicas de todos los animales deben ser similares a fin de hacer comparaciones entre sujetos. NonetheleSS, se sabe que una regulación neurogénica del flujo sanguíneo local por 5-HT existen 4. Por lo tanto, no puede excluirse que los cambios locales de señal BOLD puede atribuir a los cambios vasculares debido a la liberación de 5-HT en la proximidad de los vasos. Aunque estos efectos no están asociados a la activación neuronal local y por lo tanto se puede considerar como resultados positivos falsos, es también un índice de la función general específica del sistema de 5-HT (véase también 3). Los pasos críticos de esta técnica son por lo tanto, para controlar las respuestas fisiológicas y extensamente para asegurarse de que las condiciones fisiológicas del animal son estables antes y durante la adquisición de la imagen. También las condiciones del escáner debe ser tan estable como sea posible y exactamente el mismo para cada animal. Estabilidad de la señal de la secuencia deben ser verificadas y confirmadas antes del inicio de su experimento. Además, asegúrese de tener siempre gran potencia estadística suficiente, incluso con grou sujeto pequeñops. Para una buena revisión de las consideraciones experimentales de animales phMRI en general, vea Steward 20 y para ver un ejemplo adicional de un protocolo experimental para la resonancia magnética funcional farmacológica en ratas y ratones, ver a Ferrari 5. Las posibles modificaciones de la técnica que se describen aquí son numerosos. Uno podría: <ol><li> usando un medicamento diferente para el 5-HT reto, como otro ISRS o receptor 5-HT (hormiga) agonistas 16,13,18,7 o incluso a un doble desafío con el fin de revelar los mecanismos subyacentes de la acción del fármaco 6,19; </li><li> utilizar una configuración diferente experimental, tales como un régimen diferente de anestesia, ventilación mecánica, la piscina de sangre en lugar de agentes de contraste BOLD 15, los estudios longitudinales (animal necesita para mantenerse vivo, por lo que la sangre no invasiva de la presión / de sangre de medición de gas y / o ventilación mecánica es posible), o incluso combinaciones con otros (invasivo) los métodos, como la grabación de la actividad neuronal con la RM compatible con elementosctrodes 10 o PET / SPECT 4; </li><li> utilizar diferentes métodos de análisis de datos de resonancia magnética como método de la &quot;p-bloque&quot; de McKie 12 o el análisis de la conectividad funcional 15. </li></ol> ¿Qué decisiones que tomas en el montaje experimental es altamente dependiente de las posibilidades y / o la experiencia dentro de su laboratorio y el tipo de pregunta de investigación que le gustaría contestar.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo / equipo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> El isoflurano </td><td> ABBOTT <a href="http://www.abbott.co.uk/" target="_blank">Abbott Laboratories Ltd., Maidenhead, Reino Unido</a> </td><td> No B506 </td><td> Mezcla con el aire médica </td></tr><tr><td> Médico de aire </td><td> <a href="http://www.bochealthcare.co.uk/" target="_blank">BOC Salud</a> </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Almohadilla eléctrica </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.co.uk/" target="_blank">Harvard aparatos</a> </td><td> 507223F <a href="http://www.harvardapparatus.co.uk/webapp/wcs/stores/servlet/haisku3_10001_11555_39108_-1_HAUK_ProductDetail_N_37610_37611_37613" target="_blank">Sistema completo Manta homeotérmicos con sonda flexible, medio, 230 VAC, 50 Hz</a> </td><td></td></tr><tr><td> L de la Seda<html> igature </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.com/" target="_blank">http://www.harvardapparatus.com/</a> </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.com/webapp/wcs/stores/servlet/product_11051_10001_43051_-1_HAI_ProductDetail" target="_blank">2-0 de seda negro trenzado no absorbible</a> Cat Num 51-7631 </td><td></td></tr><tr><td> PE-50 Cánula </td><td> <a href="http://www.scientificlabs.co.uk/" target="_blank">http://www.scientificlabs.co.uk/~~V</a> </td><td> <a href="http://www.scientificlabs.co.uk/product/TUB3662" target="_blank">Portex tubería PE 0.58x0.96mm</a> </td><td> 0.58 ID 0.96 mm OD </td></tr><tr><td> Heparina sódica </td><td> <a href="http://www.leo-pharma.com/Home/Products/List-of-LEO-Pharma-products.aspx" target="_blank">Leo Laboratories Ltd, Bucks., Reino Unido</a> </td><td> 1000IU/ml Heparina sódica </td><td> 15 U / ml </td></tr><tr><td> Adhesivo tisular Vetbond </td><td> <a href="http://solutions.3m.co.uk" target="_blank">3M</a> </td><td>ttp :/ / solutions.3m.co.uk/wps/portal/3M/en_GB/HealthCare/Home/ProdInfo/VetProducts o &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; M adhesivo tisular Vetbond </td><td></td></tr><tr><td> Sistema de seguimiento </td><td> <a href="http://www.i4sa.com/" target="_blank">Instrumentos SA</a> </td><td> <a href="http://www.i4sa.com" target="_blank">http://www.i4sa.com</a> <a href="http://69.20.42.253/web_app/main/defaultProduct.aspx?ID=16&amp;PT=3" target="_blank">Modelo de sistema de monitoreo 1025L</a> </td><td> Los monitores de respiración y la temperatura </td></tr><tr><td> Transductor de presión </td><td> <a href="http://www.biopac.com/" target="_blank">Biopac Systems Corp</a> </td><td> <a href="http://www.biopac.com/blood-pressure-transducer" target="_blank">TRANSDUCTOR DE PRESION ARTERIAL - TSD104A</a> <a href="http://www.biopac.com/data-acquisition-analysis-system-mp150-system-windows" target="_blank">SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS MP150 - WIN - MP150WSW</a> </td><td> Monitores de presión arterial </td></tr><tr><td> Analizador de gases de la sangre Rapidlab </td><td> <a href="http://www.medical.siemens.com/" target="_blank">Siemens Medical Solutions Diagnostics</a> </td><td> <a href="http://www.medical.siemens.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay~q_catalogId~e_-111~a_catTree~e_100001,1023069,1016115~a_langId~e_-111~a_productId~e_172940~a_storeId~e_10001.htm" target="_blank">Rapidlab 248/348 Sistemas</a> </td><td></td></tr><tr><td> Escáner de animales 4.7T </td><td> Agilent Technologies (anteriormente Magnex) Frecuencia de 199.845 MHz 4.7T </td><td></td><td></td></tr><tr><td> MR cama estereotáctica compatibles </td><td> <a href="http://www.m2mimaging.com/products/preclinical.html" target="_blank">M2M Imaging Corp</a> </td><td> Cama de la rata: el elemento PA multi AHS 50-72-1003/100 </td><td></td></tr><tr><td> Bobina </td><td> <a href="http://www.m2mimaging.com/products/preclinical.html" target="_blank">M2M Imaging Corp</a> </td><td> Volumen TH / Rx RQD1 72/112 200 </td><td></td></tr><tr><td> Clorhidrato de Fluoxetina </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F-132 </td><td> 5mg/kg en solución salina </td></tr></tbody></table>

el uso de la fmri farmacológico-reto en la investigación preclínica: la aplicación al sistema de 5-ht

The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Farmacológico resonancia magnética (phMRI) es un método nuevo y prometedor para estudiar los efectos de las sustancias sobre las funciones cerebrales que a la larga pueden ser utilizados para desentrañar los mecanismos neurobiológicos subyacentes detrás de la acción de drogas y los trastornos relacionados con los neurotransmisores, como la depresión y el TDAH. Como la mayoría de los métodos de imagen (PET, SPECT, CT), que representa un avance en la investigación de los trastornos del cerebro y la función relacionada de las vías de neurotransmisores en forma no invasiva con respecto a la conectividad neuronal global. Por otra parte, también ofrece la herramienta ideal para la traducción a las investigaciones clínicas. Resonancia magnética, mientras que todavía detrás de las estrategias de imagen molecular en comparación con el PET y SPECT, tiene la gran ventaja de tener una alta resolución espacial y no hay necesidad de que la inyección de un contraste agente o moléculas marcadas por radio, evitando así la exposición repetitiva a las radiaciones ionizantes . Resonancia magnética funcional (fMRI) es ampliamente utilizado en la fijación de la investigación y la clínica, donde es gn general combinado con una tarea psico-motor. phMRI es una adaptación de resonancia magnética funcional que permite la investigación de un sistema neurotransmisor específico, como la serotonina (5-HT), bajo condiciones fisiológicas o patológicas después de la activación a través de la administración de un fármaco estimulante específico. El objetivo del método descrito aquí es evaluar el cerebro de 5-HT función en los animales libres de respiración. Al desafiar el sistema 5-HT, mientras que al mismo tiempo la adquisición de las imágenes de RM funcionales a través del tiempo, la respuesta del cerebro a este desafío puede ser visualizada. Varios estudios en animales han demostrado ya que la droga-inducida por el aumento en los niveles extracelulares de por ejemplo 5-HT (agentes liberadores, selectivos de la recaptación de los bloqueadores, etc) evocan específicos de la región los cambios en el nivel de oxigenación de la sangre que dependen de señales de resonancia magnética (negrita) (señal debido a un cambio de los niveles de hemoglobina oxigenados / desoxigenada que ocurren durante la activación del cerebro a través de un aumento del suministro de sangre para suministrar el oxígeno y glucose a las neuronas más exigentes) que proporciona un índice de la función del neurotransmisor. También se ha demostrado que estos efectos pueden ser revertidos por los tratamientos que disminuyen la disponibilidad de 5-HT 16,13,18,7. En ratas adultas, los cambios de señal BOLD siguientes aguda administración ISRS han sido descritos en varias de 5-HT regiones del cerebro relacionadas, es decir, áreas corticales, el hipocampo, el hipotálamo y el tálamo 9,16,15. La estimulación del sistema 5-HT y su respuesta a este reto se puede por lo tanto utilizarse como una medida de su función en animales y seres humanos 2,11.

El objetivo de esta técnica consiste en evaluar la serotonina (5-HT) la función de neurotransmisor en el animal vivo y sin respiración, con imágenes de resonancia magnética farmacológica (phMRI) y un desafío por vía intravenosa con un inhibidor selectivo de la recaptación de serotonina (ISRS), fluoxetina.

El uso de la fMRI farmacológico-reto en la investigación preclínica: la aplicación al sistema de 5-HT

La resonancia magnética farmacológica (phMRI) es un método nuevo y prometedor para estudiar los efectos de diversas sustancias en la función cerebral que, en última instancia, puede utilizarse para desentrañar...

El objetivo general del siguiente experimento consiste en evaluar la función del neurotransmisor serotonina o 5-HT en un animal con respiración libre mediante imágenes por resonancia magnética farmacológica y un desafío intravenoso con un inhibidor selectivo de la recaptación de serotonina, la fluoxetina. Esto se logra combinando imágenes funcionales por resonancia magnética con un desafío farmacológico tras obtener mediciones iniciales de línea base, lo cual se utiliza para visualizar la respuesta hemodinámica cerebral al fármaco específico antes del inicio y durante el experimento. Se requiere una monitorización y mantenimiento exhaustivos de las respuestas fisiológicas del animal para garantizar que la respuesta cerebral visualizada mediante FMRI se atribuya exclusivamente al desafío farmacológico administrado.Finalmente, se realiza un análisis estadístico de los datos de RM para determinar los vóxeles cerebrales que presentan variantes de señal en comparación con los valores basales y que, por lo tanto, se pueden atribuir al desafío serotoninérgico. Se obtienen resultados que indican la función serotoninérgica cerebral basada en la respuesta del cerebro a un desafío serotoninérgico, tal como se mide mediante resonancia magnética funcional. La principal ventaja de esta técnica frente a métodos de imagen existentes como la PET o la SPECT es que es menos invasiva, ya que no se utilizan trazadores radiactivos.Por lo tanto, es una técnica muy adecuada para la investigación traslacional, ya que también puede utilizarse en sujetos humanos vulnerables, como niños o pacientes. Aunque este método puede proporcionar información sobre el funcionamiento del sistema serotoninérgico, también puede aplicarse a otros sistemas de neurotransmisores al utilizar un fármaco de desafío diferente, como el sistema dopaminérgico, por ejemplo, mediante un desafío con anfetamina. Para comenzar este experimento, primero anestesie completamente la rata, luego canule la arteria y la vena femoral para realizar mediciones de gases sanguíneos y de presión arterial, así como para la administración del fármaco de desafío. Después de completar la cirugía, reduzca el nivel de anestesia al 2 % para el mantenimiento.Dependiendo de los valores de los gases en sangre arterial. Utilice un sistema de calentamiento por aire caliente para mantener la temperatura corporal dentro de 1,5 grados de 37 grados Celsius y tenga en cuenta que la imagen por resonancia magnética (RM) puede afectar la temperatura. También es posible colocar una cama de agua tibia dentro de la camilla estereotáctica.A continuación, coloque el animal en una camilla estereotáxica compatible con RM en posición prona, utilizando barras auriculares y dentales para mantener la posición de la cabeza. Coloque una correa respiratoria acoplada a un sensor de presión debajo del animal para monitorear y registrar la frecuencia respiratoria del animal durante la adquisición de imágenes.También conecte la línea arterial a un transductor de presión para monitorear la presión arterial. Aquí se utiliza un sistema de MRI para pequeños animales de 4,7 Tesla con un diámetro interno de 72 milímetros y una bobina RF transmisora-receptora cuadratura cilíndrica. Luego coloque la camilla dentro del orificio del escáner de MRI.Una vez que el animal ha sido colocado en el escáner, se deben monitorear constantemente las respuestas fisiológicas para asegurar que el animal permanezca estable, completamente anestesiado y respirando libremente durante todo el procedimiento. Para la obtención de imágenes in vivo, es importante evitar cualquier ajuste en el régimen de anestesia durante la resonancia magnética de pH. Dado que esto podría afectar la señal de RM, los valores de gases arteriales en sangre deben mantenerse estables y dentro de los rangos mostrados aquí.Antes de comenzar la resonancia magnética de pH, si es necesario, ajuste ligeramente el nivel de anestesia para permitir una respiración más profunda o más superficial y verifique los valores. Una vez más, después de un breve período, la frecuencia respiratoria debe estabilizarse entre 45 y 75 respiraciones por minuto, y la presión arterial debe mantenerse constante entre 100 y 150 milímetros de mercurio. El desafío farmacológico inducirá cambios en estas medidas, tal como se describe.Posteriormente en el protocolo, comience la adquisición con una imagen exploratoria de tres planos para posicionar correctamente el cerebro en el centro del campo de visión de la RM. A continuación, utilice la corrección de shim localizada para mejorar la homogeneidad del campo magnético. Luego, adquiera un volumen de imagen anatómica ponderada en T2 para fines de registro y segmentación.Se recomiendan 30 cortes coronales de un milímetro de grosor, centrados ocho milímetros por debajo del borde posterior del bulbo olfatorio. Consulte el manuscrito para conocer los parámetros de imagen específicos que aseguran que todas las respuestas fisiológicas sean constantes. Continúe con el escaneo de MRI de pH aquí.Se utiliza un eco de espín turbo ponderado en T2 y se adquieren 32 volúmenes. Con un tiempo total de escaneo de 84 minutos. Adquiera una serie de volúmenes de línea base antes de administrar el medicamento de desafío, al menos durante 10 minutos.Asegúrese de iniciar la infusión exactamente al mismo tiempo para todos los animales dentro de un estudio. En este protocolo, la administración se inició al comienzo del noveno volumen tras aproximadamente 21 minutos de escaneo basal. Tenga en cuenta que el desafío farmacológico con fluoxetina inducirá un breve aumento de 15 a 20 % en la frecuencia respiratoria, así como una caída breve pero pronunciada de aproximadamente 20 % en la presión arterial.Esto debería recuperarse dentro de los cinco a 10 minutos. Asegúrese de que el período de imágenes posterior a la infusión sea suficientemente largo para visualizar los cambios de señal y alcanzar el estado estacionario o la recuperación de la señal de RM, según la pregunta de investigación y la elección del desafío farmacológico. Cuando finalice la adquisición de imágenes, retire al animal del escáner y realice una medición final de gases en sangre para garantizar la estabilidad de los parámetros de gases sanguíneos durante la adquisición de imágenes descrita.A continuación se presentan varios pasos en el preprocesamiento de los datos de RM para optimizarlos para el análisis estadístico. Las herramientas mencionadas son sugerencias, ya que existen muchas herramientas diferentes disponibles. Primero, convierta todas las imágenes originales al formato de archivo compatible con el software de análisis de RM que se vaya a utilizar.Luego, para garantizar la compatibilidad con algoritmos de análisis diseñados para usarse con datos humanos, el tamaño del foxhole debe multiplicarse por un factor de 10. Asegúrese de revisar visualmente sus imágenes en busca de irregularidades y artefactos de orientación, relación señal-ruido, y descarte las exploraciones con artefactos evidentes o movimiento excesivo, ya que distorsionarán sus resultados. La orientación de todas las exploraciones debe ser similar entre las imágenes anatómicas y funcionales y estar en concordancia con el cerebro de referencia utilizado para la corrección.Para cualquier artefacto de movimiento en la serie temporal en cuatro dimensiones, utilice una herramienta de corrección de movimiento como fsls flt, que emplea un registro fino de imágenes cerebrales intermodales. A continuación, realice la segmentación cerebral tanto para la serie temporal en cuatro dimensiones como para la imagen anatómica tridimensional. Para ello, puede utilizarse la herramienta FSL, BET.Los ajustes predeterminados se desarrollaron para su uso con cerebros humanos. Por lo tanto, asegúrese de optimizar los valores para el cerebro de rata. El objetivo del análisis estadístico es determinar los vóxeles que muestran variantes adicionales atribuibles al desafío con la droga.Existen varios enfoques y paquetes de software disponibles para esto. A continuación, se presenta un método sugerido previo al análisis. Primero debe determinarse un modelo lineal general frente al cual se pueden probar sus datos.Esto puede ser un modelo simple de encendido y apagado o un modelo específico basado en los datos. Para un modelo guiado por datos, realice una prueba T de dos muestras en todos los volúmenes basales frente a todos los volúmenes posteriores al desafío. Se deben excluir el primer volumen y el volumen durante el cual se aplica el desafío, ya que estos podrían no representar un estado estable. Posteriormente, discrimine todos los vóxeles con un cambio superior a un cierto porcentaje respecto a la línea basal, por ejemplo, un cambio promedio del 1 %, y promedie la serie temporal en todos los vóxeles discriminados para obtener una impresión de la forma del modelo.Esto puede determinar si el estímulo ha tenido un efecto inmediato o diferido, si el efecto alcanza una meseta o pico, y si el efecto disminuye nuevamente durante el curso temporal del escaneo. Esto puede realizarse para todos los animales y luego promediarse para obtener el cambio medio en la señal en todos los animales. Esto será el modelo para su GLM basado en datos.A continuación, dentro de la herramienta de análisis, debe configurarse un análisis de primer nivel. Establezca el TR y observe que no es necesario aplicar un filtro pasaaltos o pasabajos ni suavizar espacialmente los datos utilizando un kernel de anchura a media altura de ocho milímetros. Ahora realice una prueba estadística de la imagen cruda en serie temporal 4D de cada animal frente al modelo lineal general establecido previamente.Esta es su variable explicativa, es decir, la matriz de diseño o forma de onda contra la cual está probando sus datos. A continuación, aplique un umbral a la imagen estadística resultante para indicar qué vóxeles o agrupaciones de vóxeles se activan a un nivel de significancia determinado. Deben utilizarse correcciones por comparaciones múltiples debido al gran número de vóxeles analizados.Finalmente, normalice espacialmente los datos respecto a un referente para realizar estadísticas de grupo. Primero, registre los datos funcionales con la imagen anatómica del cerebro del animal extraída, y luego con la imagen de referencia. A continuación, ejecute el análisis pulsando ir y verifique el resultado.Después de esto, el análisis de primer nivel de todos los animales puede combinarse en un análisis estadístico de nivel superior. Esto depende en gran medida de su propio estudio, diseño y preguntas de investigación. Las respuestas fisiológicas registradas también pueden asociarse a la señal de RM si es necesario.Cuando el fármaco de administración complicada entra en el sistema vascular, debería observarse una respuesta fisiológica clara. La fluoxetina provoca un aumento en la frecuencia respiratoria, así como una disminución en la presión arterial. Estas respuestas se normalizan en promedio entre cinco y diez minutos.Aquí, esta disminución de la presión arterial es claramente visible. Un buen ejemplo de un vóxel activado positivo y su serie temporal de señal correspondiente puede observarse aquí. La serie temporal promedio de la señal en vóxeles activados debe mostrar una línea base relativamente estable y un efecto claro del estímulo.Preferiblemente, no debería haber dificultad para detectar la deriva dependiente en los artefactos del señal, ya que la respiración, la depresión o la falla o cambios en la anestesia suelen ser claramente visibles en la señal. Un ejemplo de pérdida general de señal debido a la depresión respiratoria se observa aquí tras el análisis de primer nivel. Se espera que el patrón de activación sea principalmente positivo y esté localizado únicamente en regiones relacionadas con la serotonina, como las áreas corticales, el hipocampo, el hipotálamo y el tálamo.Si todo el cerebro muestra una disminución lineal de la señal de RM, esto a menudo es indicativo de efectos más sistémicos. Por ejemplo, dos anestesias profundas o depresión respiratoria también estaban observando este video. Usted debería tener una buena comprensión de cómo evaluar la función del neurotransmisor serotonina, el animal vivo y con respiración libre mediante imágenes de resonancia magnética farmacológica, y un desafío intravenoso con un inhibidor selectivo de la recaptación de serotonina.No olvide que trabajar con campos magnéticos intensos puede ser extremadamente peligroso, y siempre se deben tomar precauciones para evitar que objetos metálicos magnéticos se encuentren dentro del campo magnético durante la realización de este procedimiento. Esto significa que todos los equipos utilizados para monitorear al animal durante la adquisición de imágenes deben ser más compatibles.

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