Imagerie fonctionnelle du cortex auditif chez chats adultes à l'aide de haut-champ IRMf

L’objectif global de cette procédure est d’imager fonctionnellement le cortex auditif intact du chat à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle à haut champ. Ceci est accompli en préparant d’abord l’équipement sonore pour la présentation du stimulus. La deuxième étape consiste à préparer le chat au scanner en l’anesthésiant, puis à le positionner dans un traîneau compatible IRM.

Ensuite, des images anatomiques et fonctionnelles sont collectées dans l’ensemble du cerveau lors de la présentation du stimulus. La dernière étape consiste à traiter les images pour quantifier le niveau d’activation cérébrale lors de la présentation du stimulus. En fin de compte, l’imagerie fonctionnelle est utilisée pour montrer l’étendue de l’activation lors de la présentation du son dans le cortex auditif intact du chat.

Cette méthode peut être utilisée pour aider à répondre à des questions clés sur la fonction auditive, telles que l’existence d’une hiérarchie dans le cortex auditif. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes telles que l’imagerie optique est que l’IRMF est non invasive et peut mesurer l’activité corticale fonctionnelle dans le crâne intact. Cette méthode peut donner un aperçu de la fonction auditive et peut être appliquée à d’autres modalités sensorielles telles que la vision et la sensation somatique.

Pam Nixon, technicienne vétérinaire agréée, et Amy Hall, étudiante diplômée dans notre laboratoire, feront la démonstration de la procédure. Toutes les procédures relatives aux animaux, telles que décrites dans le présent protocole, doivent recevoir l’approbation du comité d’utilisation des animaux de votre établissement avant l’expérience. Pour commencer la préparation à ce protocole, connectez d’abord l’ordinateur, qui sera utilisé pour présenter le stimulus auditif à la carte son externe via un câble USB.

Branchez ensuite les câbles reliant les ports de sortie de la carte son externe aux ports d’entrée de l’amplificateur de puissance stéréo. Ensuite, fixez les câbles reliant les ports de sortie de l’amplificateur de puissance stéréo aux ports d’entrée du boîtier du transformateur du système d’écouteurs compatible FMRI. Utilisez des câbles coaxiaux blindés avec des connexions BNC pour connecter le boîtier du transformateur au panneau de pénétration à l’extérieur de la salle du scanner.

Connectez ensuite l’ensemble de câbles d’écouteurs aux ports BNC correspondants sur le panneau de pénétration. À l’intérieur de la salle du scanner, connectez les embouts en mousse aux écouteurs. Connectez ensuite les écouteurs à l’ensemble de câbles.

Exécutez un test de stimulus auditif pour confirmer que le son est transmis de l’ordinateur aux écouteurs. Débranchez les écouteurs et insérez solidement la mousse dans les oreilles du chat pendant la phase de préparation de l’animal. Tout d’abord, installez le pousse-seringue à utiliser pour maintenir l’anesthésie pendant l’imagerie combinée de 60 millilitres de solution saline et de 0,07 millilitre de kétamine dans une seringue de 60 millilitres et placez-le dans le pousse-seringue.

Administrez ensuite un mélange sédatif de sulfate d’atropine et de promazine SUP via une injection sous-cutanée. Après 20 minutes, administrer de la kétamine et du chlorhydrate de d meato par injection intramusculaire pour induire l’anesthésie. Une fois que le chat a perdu son réflexe d’écriture, appliquez une pommade ophtalmique sur les yeux pour éviter la sécheresse pendant la procédure.

Placez également un cathéter à demeure dans la veine saphène médiale pour l’administration intraveineuse de kétamine. Au cours de la procédure, encore une fois, testez la réussite de l’induction de l’anesthésie en pinçant un orteil sur les quatre pattes et en observant si le chat retire sa patte. Une fois que le réflexe pétale disparaît, supprimez le réflexe nauséeux en pulvérisant de la lidocaïne sur les parois pharyngées.

Ensuite, intubez le chat avec une sonde endotrachéale 4,0 ou 4,5. Maintenez l’anesthésie tout au long de la séance d’imagerie avec un débit constant de perfusion de kétamine et de fluor inhalé délivré à 100 % d’oxygène à raison d’un à 1,5 litre par minute. Couche suivante de papier bulle en plastique isolant sur le sol du traîneau compatible IRM.

Placez ensuite des coussins chauffants remplis de cire chaude sur le papier bulle. Placez une autre couche de papier bulle en plastique sur les coussins chauffants. Placez ensuite le chat en position sternale dans le papier bulle isolant du traîneau compatible IRM.

Une fois le chat positionné, ajustez la tête pour accéder aux oreilles. Roulez les embouts en mousse dans le plus petit diamètre possible. Insérez ensuite chaque embout profondément dans le conduit auditif.

Une fois insérés, les embouts en mousse doivent se dilater pour remplir l’espace à l’intérieur des conduits auditifs. Ajustez le chat jusqu’à ce que sa tête soit correctement positionnée dans la bobine de radiofréquence à trois canaux, stabilisez la tête avec de la mousse à mémoire de forme amortissante acoustique. Assurez-vous de placer de la mousse autour des oreilles pour atténuer davantage le bruit du scanner.

Enveloppez maintenant le corps du chat dans une couverture de papier bulle en plastique isolant. Ensuite, fixez et transportez le traîneau jusqu’au lit du scanner. Connectez les lignes de perfusion, les tubes d’administration d’anesthésique et l’équipement de surveillance au chat.

Connectez également les écouteurs à l’ensemble de câbles d’écouteurs fixé au panneau de pénétration. Commencer la perfusion de kétamine au débit de base de 0,6 milligramme par kilogramme par heure. Augmentez ensuite le débit selon les besoins En fonction de la profondeur de l’anesthésie, réglez la dose initiale de fluor à 0,5 %, puis diminuez à 0,4 % une fois les scans anatomiques collectés.

Surveillez et enregistrez le sang, la saturation en oxygène et le titre du chat, les niveaux de CO2, la fréquence cardiaque, la respiration et la température rectale tout au long de l’expérience. À l’aide d’un équipement de surveillance compatible IRM positionné à une distance appropriée du scanner. L’augmentation constante de la fréquence cardiaque et de la respiration est généralement associée à une récupération imminente de l’anesthésie.

Commencez par collecter des scans de référence anatomiques du cerveau du chat dans une orientation de coupe axiale à l’aide d’une séquence d’imagerie flash avec les paramètres d’imagerie vus à l’écran ici. La durée de l’analyse anatomique doit être d’environ six minutes. Ensuite, configurez l’imagerie fonctionnelle à l’aide d’une acquisition plane d’écho entrelacée segmentée avec les paramètres d’imagerie vus à l’écran ici.

Démarrez l’acquisition du volume de l’image tout en présentant un stimulus de bruit blanc à large bande. Dans une conception en bloc, le stimulus auditif doit être joué pendant 30 secondes et alterné avec une condition de base silencieuse de 32e. Répétez cette étape jusqu’à ce que des activités audacieuses observées dans le cortex auditif évoquent acoustiquement.

La durée de chaque exécution fonctionnelle à l’aide d’une conception de bloc doit être d’environ 4,5 minutes pour 90 volumes. Présentez le stimulus pour le nombre souhaité d’exécutions fonctionnelles. Une fois la séance d’IRM terminée, retirez le chat du traîneau.

Continuez à fournir un chauffage supplémentaire avec des coussins chauffants et des serviettes jusqu’à ce que l’animal se rétablisse complètement. Une fois que le réflexe nauséeux revient, retirez le tube endotrachéal. Surveillez le CAT jusqu’à ce que le réflexe d’écriture soit restauré.

Remettez ensuite l’animal dans l’établissement. Évaluez l’animal le lendemain de l’intervention pour vous assurer qu’il n’y a pas d’effets indésirables de l’expérience. Après l’expérience, sélectionnez un logiciel d’analyse FMRI approprié tel que SPM ou FSL pour traiter les volumes fonctionnels acquis.

Ici, nous pouvons voir l’activation audacieuse chez deux animaux en réponse à un stimulus de bruit à large bande du 32e présenté dans un bloc. Concevez les cartes statistiques T du bruit à large bande en fonction du contraste de base. Dans deux images, les plans de coupe révèlent des amas contigus d’activité acoustique bilatérale dans le cortex auditif.

Ces graphiques montrent les modulations du signal en gras au cours d’une seule exécution fonctionnelle aux voxels mis en évidence. Et ici, nous pouvons voir l’évolution temporelle moyenne de la réponse en gras liée à l’événement normalisée au signal de base en gras moyen. Dans ces exemples, le signal en gras présente une augmentation significative par rapport à la ligne de base trois à six secondes après le début du stimulus.

Lors de cette procédure, il est important de surveiller de près les paramètres physiologiques du chat pour assurer un niveau de sédation constant tout au long de la procédure. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de mener une expérience d’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle pour examiner la fonction corticale auditive dans une préparation anesthésiée. N’oubliez pas que travailler avec des scanners IRM peut être potentiellement dangereux.

Lors de l’exécution de cette procédure, assurez-vous toujours que le personnel a été correctement contrôlé, que la configuration expérimentale est compatible avec l’IRM et que les appareils de surveillance sont sûrs pour l’IRM ou placés à une distance de sécurité de l’aimant.