Imágenes funcionales de la corteza auditiva en los gatos adultos el uso de alto campo fMRI

El objetivo general de este procedimiento es obtener imágenes funcionales de la corteza auditiva intacta del gato mediante imágenes de resonancia magnética funcional de alto campo. Esto se logra preparando primero el equipo de sonido para la presentación del estímulo. El segundo paso es preparar al gato para la exploración mediante anestesia y luego colocarlo en un trineo compatible con resonancia magnética.

A continuación, se recogen imágenes anatómicas y funcionales de todo el cerebro durante la presentación de los estímulos. El paso final es procesar las imágenes para cuantificar el nivel de activación cerebral durante la presentación del estímulo. En última instancia, las imágenes funcionales se utilizan para mostrar el grado de activación durante la presentación del sonido en la corteza auditiva intacta del gato.

Este método se puede utilizar para ayudar a responder preguntas clave en la función auditiva, como la existencia de una jerarquía en la corteza auditiva. La principal ventaja de esta técnica sobre los métodos existentes, como la imagen óptica, es que la RMF no es invasiva y puede medir la actividad cortical funcional dentro del cráneo intacto. Este método puede proporcionar información sobre la función auditiva y se puede aplicar a otras modalidades sensoriales como la visión y la sensación somática.

Pam Nixon, una técnica veterinaria registrada, y Amy Hall, una estudiante graduada en nuestro laboratorio, demostrarán el procedimiento. Todos los procedimientos con animales, tal como se describen en este protocolo, deben recibir la aprobación del comité de uso de animales de su institución antes del experimento. Para comenzar la preparación para este protocolo, primero conecte la computadora, que se utilizará para presentar el estímulo auditivo a la tarjeta de sonido externa a través de un cable USB.

A continuación, conecte los cables que conectan los puertos de salida de la tarjeta de sonido externa a los puertos de entrada del amplificador de potencia estéreo. A continuación, conecte los cables que conectan los puertos de salida del amplificador de potencia estéreo a los puertos de entrada de la caja del transformador del sistema de auriculares compatible con FMRI. Utilice cables coaxiales blindados con conexiones BNC para conectar la caja del transformador al panel de penetración fuera de la sala del escáner.

A continuación, conecte el conjunto de cables de los auriculares a los puertos BNC correspondientes del panel de penetración. Dentro de la sala del escáner, conecte las almohadillas de espuma a los auriculares. A continuación, conecte los auriculares al conjunto de cables.

Ejecute una prueba de estímulo auditivo para confirmar que el sonido se está transmitiendo desde la computadora a los auriculares. Desconecte los auriculares e inserte la espuma de forma segura en las orejas del gato durante la fase de preparación del animal. Primero, configure la bomba de jeringa que se utilizará para mantener la anestesia mientras toma imágenes combinadas de 60 mililitros de solución salina y 0,07 mililitros de ketamina en una jeringa de 60 mililitros y colóquela en la bomba de jeringa.

A continuación, administre una mezcla sedante de sulfato de atropina y una promazina SUP mediante una inyección subcutánea. Después de 20 minutos, administre ketamina y clorhidrato de d meato mediante una inyección intramuscular para inducir la anestesia. Una vez que el gato haya perdido su reflejo de escritura, aplique ungüento oftálmico en los ojos para evitar la sequedad durante el procedimiento.

Además, coloque un catéter permanente en la vena safena medial para la administración intravenosa de ketamina. Durante el procedimiento, nuevamente, pruebe el éxito de la inducción anestésica pellizcando un dedo del pie en las cuatro patas y observando si el gato retira la pata. Una vez que el reflejo de los pétalos desaparezca, suprima el reflejo nauseoso rociando lidocaína en las paredes faríngeas.

A continuación, intuble al gato con un tubo endotraqueal 4.0 o 4.5. Mantenga la anestesia durante toda la sesión de imágenes con una tasa de infusión constante de ketamina y flúor inhalado suministrado en oxígeno al 100% a uno a 1,5 litros por minuto. Envoltura de burbujas de plástico aislante de próxima capa en el suelo del trineo compatible con resonancia magnética.

Luego coloque almohadillas térmicas llenas de cera tibia encima del plástico de burbujas. Coloque otra capa de plástico de burbujas encima de las almohadillas térmicas. A continuación, coloque al gato en posición esternal dentro del plástico de burbujas aislante en el trineo compatible con resonancia magnética.

Una vez que el gato esté posicionado, ajuste la cabeza para acceder a las orejas. Enrolle las almohadillas de espuma en el diámetro más pequeño posible. A continuación, inserte cada punta profundamente en el canal auditivo.

Una vez insertadas, las almohadillas de espuma deben expandirse para llenar el espacio dentro de los canales auditivos. Ajuste el gato hasta que su cabeza esté correctamente colocada dentro de la bobina de radiofrecuencia de tres canales, estabilice la cabeza con espuma viscoelástica que amortigua la acústica. Asegúrese de colocar espuma alrededor de las orejas para proporcionar una atenuación adicional del ruido del escáner.

Ahora envuelve el cuerpo del gato en una manta de plástico de burbujas de plástico aislante. A continuación, asegure y transporte el trineo a la cama del escáner. Conecte las líneas de infusión, los tubos de administración de anestésico y el equipo de monitoreo al gato.

Además, conecte los auriculares al conjunto de cables de auriculares conectado al panel de penetración. Comience la infusión de ketamina con un flujo base de 0,6 miligramos por kilogramo por hora. A continuación, aumente el caudal según sea necesario En función de la profundidad de la anestesia, ajuste la dosis inicial de flúor al 0,5 % y luego disminuya al 0,4 % una vez que se hayan recogido las exploraciones anatómicas.

Controle y registre la saturación de oxígeno en sangre del gato y los niveles de CO2, la frecuencia cardíaca, la respiración y la temperatura rectal durante todo el experimento. Usar un equipo de monitoreo compatible con resonancia magnética colocado a una distancia adecuada del escáner. Los aumentos constantes de la frecuencia cardíaca y la respiración generalmente se asocian con una recuperación inminente de la anestesia.

Comience por recopilar escaneos anatómicos de referencia del cerebro del gato en una orientación de corte axial utilizando una secuencia de imágenes flash con los parámetros de imagen que se ven en la pantalla aquí. La duración de la exploración anatómica debe ser de aproximadamente seis minutos. A continuación, configure la adquisición de imágenes funcionales utilizando una adquisición plana de eco intercalada segmentada con los parámetros de imagen que se ven en la pantalla aquí.

Inicie la adquisición del volumen de la imagen mientras presenta un estímulo de ruido blanco de banda ancha. En un diseño de bloques, el estímulo auditivo debe reproducirse durante 30 segundos y alternarse con una condición de referencia silenciosa de 32. Repita este paso hasta que se observen actividades audaces evocadas acústicamente en la corteza auditiva.

La duración de cada tirada funcional utilizando un diseño de bloques debe ser de aproximadamente 4,5 minutos para 90 volúmenes. Presente el estímulo para el número deseado de ejecuciones funcionales. Una vez finalizada la sesión de resonancia magnética, retira al gato del trineo.

Continúe proporcionando calefacción suplementaria con almohadillas térmicas y toallas hasta que el animal se recupere por completo. Una vez que regrese el reflejo nauseoso, retire el tubo endotraqueal. Vigile el TAC hasta que se restablezca el reflejo de escritura.

Luego devuelva el animal a la instalación. Evalúe al animal al día siguiente del procedimiento para asegurarse de que no haya efectos adversos del experimento. Después del experimento, seleccione el software de análisis FMRI adecuado, como SPM o FSL, para procesar los volúmenes funcionales adquiridos.

Aquí podemos ver la activación audaz en dos animales en respuesta a un estímulo de ruido de banda ancha número 32 presentado en un bloque. Diseñe los mapas estadísticos T del ruido de banda ancha frente al contraste de referencia. En dos planos de corte de imagen, revelan grupos contiguos de actividad acústica bilateral evocada en la corteza auditiva.

Estos gráficos muestran modulaciones en la señal en negrita durante una sola ejecución funcional en los vóxeles resaltados. Y aquí podemos ver los cursos de tiempo medio relacionados con el evento de la respuesta en negrita normalizados a la señal de referencia en negrita media. En estos ejemplos, la señal en negrita exhibe un aumento significativo en relación con la línea de base de tres a seis segundos después del inicio del estímulo.

Al intentar este procedimiento, es importante controlar de cerca los parámetros fisiológicos del gato para garantizar un nivel constante de sedación durante todo el procedimiento. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar un experimento de imágenes de resonancia magnética funcional para examinar la función cortical auditiva en una preparación anestesiada. No olvide que trabajar con escáneres de resonancia magnética puede ser potencialmente peligroso.

Al realizar este procedimiento, asegúrese siempre de que el personal haya sido examinado adecuadamente, que la configuración experimental sea compatible con la resonancia magnética y que los dispositivos de monitoreo sean seguros para la resonancia magnética o estén colocados a una distancia segura del imán.