הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית תפקודית-7 T בקליפת חבית חולדה במהלך ההפעלה שפם

8.6K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/58912

⸱

8 בפברואר 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Centre de Résonance Magnétique des Systèmes Biologiques (CRMSB), Unités Mixtes de Recherche (UMR) 5536, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)/Université Bordeaux

במאמר זה

סיכום

לאחר בדיקת על-ידי דם חמצן-רמת-תלויי-פונקציונלי דימות תהודה מגנטית (fMRI מודגש) זה האזור המקביל של קליפת שדה חבית המגע (נקרא S1BF) כראוי מופעל, הראשי מטרתו של מחקר זה היא לכמת לקטט תוכן תנודות המוח עכברוש מופעל על ידי פרוטון מקומי תהודה מגנטית ספקטרוסקופיה (1H-גברת) ב ט 7

תקציר

תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ספקטרוסקופיה מציעה את ההזדמנות כדי למדוד מטבוליט מוחי תוכן ויוו , noninvasively. בזכות פיתוחים טכנולוגיים בעשור האחרון, הגדלת עוצמת השדה המגנטי, עכשיו זה אפשרי להשיג רזולוציה טובה ספקטרה ויוו במוח חולדה. Neuroenergetics (קרי, חקר המוח חילוף החומרים), במיוחד, מטבולית אינטראקציות בין סוגי תאים שונים משכו עניין יותר ויותר בשנים האחרונות. בין אלה אינטראקציות מטבולית, קיומו של שירות הסעות לקטט בין הנוירונים האסטרוציטים עדיין לדיון זה. זה, לפיכך, עניין רב לביצוע ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית תפקודית פרוטון (1H-גברת) במודל של עכברים של המוח הפעלה ולפקח לקטט. עם זאת, הפסגה לקטט מתיל חופף השומנים תהודה פסגות, קשה לכמת. הפרוטוקול המתואר להלן מאפשרת חילוף החומרים, לקטט תנודות כדי להיות במעקב באזור המוח מופעל. הפעלה מוחית מתקבל על ידי גירוי משערה ומתבצעת 1H-גברת בקליפת חבית מופעל המתאימים, שבאזור מזוהה באמצעות הדמיית תהודה מגנטית תפקודית דם חמצן-רמת-תלויי-(מודגש fMRI). כל השלבים מתוארים באופן מלא: הבחירה של חומרי הרדמה, סלילי, רצפים, להשגת גירוי יעיל משערה ישירות במגנט ולאחר עיבוד הנתונים.

מבוא

המוח בעל מנגנונים פנימיים המאפשרים ויסות המצע העיקרי שלה (כלומר, גלוקוז), על התרומה שלו וסילוק שלה, בהתאם וריאציות של פעילות מוחית מקומית. אמנם המצע האנרגיה העיקרי למוח גלוקוז, ניסויים שבוצעו בשנים האחרונות הראו לקטט זה, אשר מופק על ידי האסטרוציטים, יכול להיות המצע אנרגיה יעיל לתאי העצב. זה מעלה את ההשערה של לקטט מעבורת בין האסטרוציטים ו נוירונים1. המכונה ANLS, הסעות לקטט אסטרוציט-נוירון2, התיאוריה לדיון זה עדיין מאוד אבל הוביל ההצעה הסוכרים, ולא הולך ישירות לתוך הנוירונים, רשאים להיכנס האסטרוציטים, איפה זה עובר מטבוליזם לתוך לקטט, מטבוליט זה , הועבר לאחר מכן, הנוירונים, אשר משתמשים בו כמו אנרגיה יעיל המצע. אם כזה שירות הסעות קיים ויוו, הייתי מספר השלכות חשובות, על ההבנה של טכניקות בסיסיות הדמיה תפקודית מוחית (פליטת פוזיטרונים טומוגרפיה [מחמד]) והן עבור פענוח שינויים מטבוליים נצפתה בפתולוגיות במוח.

ללמוד חילוף החומרים במוח, במיוחד, זמינות מטבולית אינטראקציות בין הנוירונים האסטרוציטים, ארבע טכניקות הראשי (לא כולל מיקרו-/ nanosensors): autoradiography, PET, מיקרוסקופיה קונפוקלית פלורסנט שני הפוטונים, גברת. Autoradiography היה באחת השיטות הראשונה המוצעת ומספק תמונות של הצטברות רדיואקטיבי 14C-2-deoxyglucose פרוסות המוח, בזמן חיית המחמד התשואות ויוו תמונות של תפיסה אזורית רדיואקטיבי 18 אזוריים F-deoxyglucose. יש להם שני החיסרון של באמצעות מולקולות irradiative תוך הפקת תמונות ברזולוציה נמוכה-מרחבית. מיקרוסקופ שני הפוטונים מספק הסלולר ברזולוציה של הגששים פלורסנט, אך פיזור אור על ידי רקמת מגביל עומק הדמיה. שלוש טכניקות אלה שימשו בעבר ללמוד neuroenergetics בחולדות במהלך משערה גירוי3,4,5,6. אין ויוו גברת יש יתרון כפול של להיות לא פולשנית, nonradioactive, ניתן לסייר כל מבנה המוח. יתר על כן, גברת יכול להתבצע במהלך ההפעלה עצביים, טכניקה שנקראת גב' פונקציונלי (fMRS), אשר פותחה לאחרונה ב מכרסמים7. לפיכך, מוצע פרוטוקול כדי לפקח על חילוף החומרים במוח במהלך פעילות מוחית על ידי 1H-גברת ויוו , noninvasively. ההליך המתואר עכברים בריאים למבוגרים עם הפעלה מוחית מתקבל על ידי גירוי משערה אוויר-פאף מבוצע ישירות imager תהודה מגנטית (MR) 7 T, אבל עשוי להיות מותאם בבעלי חיים מהונדסים, כמו גם בכל מצב פתולוגי .

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

כל ההליכים בבעלי חיים נערכו בהתאם להנחיות ניסויים בבעלי חיים של פקודת מועצת הקהילות באירופה של 24 בנובמבר 1986 (86/609/EEC). הפרוטוקול פגש את ההנחיות האתית של משרד החקלאות הצרפתי והיערות, אושרה על ידי ועדות האתיקה המקומית (Comité d 'éthique יוצקים L' expérimentation Animale בורדו n ° 50112090-A).

הערה: במהלך המדידות מר, רמה נאותה של הרדמה וניטור פיזיולוגיים (טמפרטורת הגוף, קצב נשימה) הן דרישות הכרחיות.

1. בעלי חיים

  1. השתמש חולדות Wistar זכר במשקל בין 350 ו- 450 g.
  2. לשמור אותם על 12:12 מחזור אור h: כהה, לספק מזון ומים ad libitum.

2. הרדמה

  1. להכין את הציוד הדרוש עבור הרדמה (איור 1 א', ב', ראה טבלה של חומרים): מזרק 5 מ ל המכיל medetomidine בתמיסה תמיסת מלח פיזיולוגית (240 µg/kg/h, עם קצב זלוף של µL 20/min), המכיל מזרק 0.5 מ ל atipamezole (μL 20, ב- 0.5 מ ל תמיסת מלח), משחה העין.
    הערה: שומר את כל הציוד מתחת למכסה המנוע extractor, למעט המזרק מ ל המכיל medetomidine, אשר ממוקם בתוך משאבת מזרק הקרוב למגנט עבור הרדמה במהלך מר רכישות.
  2. למקם את החולדה בבית הבליעה אינדוקציה, להתחיל את ההרדמה על-ידי אספקת 4% איזופלוריין, להתאים את קצב זרימת חמצן כדי 1.5 ליטר/דקה.
  3. להעריך את עומק ההרדמה על-ידי הערכת הנסיגה של כף הרגל רפלקסים.
  4. כאשר העכבר אינו מגיב לגירוי, קח את זה מהקופסה הרדמה, למקם אותו על הספסל עם האף שלה במסכת איזופלוריין ולתחזק הרדמה על-ידי אספקת 2.5% חמצן ב- 1.5 ליטר/דקה.
  5. בעדינות לעסות את הזנב ולמקם את חוסם העורקים (איור 1C).
    הערה: ניתן לבצע את העיסוי במים חמים, עם טמפרטורת בין 38 ל- 42 מעלות C, כדי לקבל יותר vasodilation של הורידים.
  6. הכנס את היקפי תוך ורידי קטטר (22 גרם), בעבר heparinized, את תקחי את הזנב שמאלה או ימינה. שימו לב כי החזר ורידי נצפית (טיפת דם הוא גלוי בחלק הדיסטלי של המחט) כאשר הצנתר הוא כראוי מוכנס (איור 1D).
  7. לפוצץ את כל בועות האוויר נוכח שטח מת קטטר האחסון באמצעות המזרק 2 מ"ל המכילה פתרון תמיסת מלח פיזיולוגית, הפארין.
  8. להחיל את המשחה העין ולהכין את המזרק המכיל atipamezole (17 µg/mL) כדי לעורר את החולדה בסוף הניסוי.

3. עכברוש השמתם מגנט לגירוי שפם

  1. במקום יש חיישן נשימה על המיטה מגנט ולאחר מכן להעביר את החולדה מהספסל אל המיטה מגנט. למקם אותו במצב שכיבה עם האף שלה במסכה איזופלוריין, בעזרת חיישן נשימה הממוקם בין הצלעות המיטה מגנט.
    הערה: כל הציוד הנכנס לחדר MRI צריך להיות MRI-בטוח.
  2. להקטין את איזופלוריין (מ- 4% עד 1.5% – 2%) במהלך עכברוש השמה ולעבור את ההרדמה medetomidine בסופו של הליך זה. ודא נכון נכון חינם, שיש לחתוך את הקצה הימני בחזית של העכברוש MRI המיטה מראש כדי לאפשר תנועה של נכון.
  3. להחזיק את החולדה בעמדה עם קלטת ונטר את הנשימה אשר חייב להיות בין 60 ו 80 נשימות לדקה.
  4. להפוך מפרש זאת מלכודות שפם בסדר את הקלטת נייר (איור 2). יישר הצינור לשקע גמיש של מערכת אוויר-עלים לאורך העכברוש MRI המיטה כך החלק יציאה הצינור הוא בניצב, על-1.5 ס מ המפרש. . לתקן את זה עם טייפ נייר

4. שפם גירוי

  1. לחבר את הצינור הגמיש כניסת ממקור אוויר דחוס (בר 1) פקד סולנואיד קלט שסתום, צינור עודפים כדי הפלט שסתום בקרת ברז חשמלי (איור 3). להבטיח ברז חשמלי שליטה מחוץ לחדר מגנט.
  2. חבר את ההתקן הפועמת של ברז חשמלי וכן המגנט באמצעות הלוגיקה טרנזיסטור-טרנזיסטור (TTL)-יציאה. את תצורתה כך התדר בצים = 8 הרץ, הפעם בצים = 20 s, ואת הזמן מנוחה = 10 s.
    הערה: פרמטרים אלה, דמיינו על הגביש הנוזלי קטן להציג מסך (LCD), מתכוונן באמצעות שלושת פוטנציומטרים וספרטני ייעודי. המכשיר הפועמת אלקטרונית, אשר שולטת הפרדיגמה, להיות מורכב של רכיבים אלקטרוניים באיכות גבוהה כדי למנוע כל הסחף בפרמטרים זמן (עבור postprocessing הנכון).

5. מודגש fMRI רכישה

  1. המקום במוח עכברוש, כך זה בתנוחה זקופה, השתמש בפסי האוזן כדי לתחזק אותו. מקם את הגליל מערך אמצעי האחסון מעל ראשו של החולדה (איור 4A) ותקן אותה באמצעות הקלטת. בדוק המפרש עוברת בצורה נכונה (anteroposterior תנועה ללא סיבוב, אין חיכוך של המפרש) כאשר מערכת אוויר-פאף היא מופעלת על; לאחר מכן, כבה את זה.
  2. הכנס את המיטה והגליל במרכז של המגנט. בדוק המפרש עדיין זז כראוי לאחר המיטה בתוך המגנט כאשר מערכת אוויר-עלים ; לאחר מכן, כבה את זה. להחליף לחלוטין בין איזופלוריין medetomidine (קצב זלוף: µL 20/min).
  3. בדוק כי החולדה טוב ממוקם באמצעות רצף לוקליזציה (טה = 2.5 ms; TR = 100 ms; ממוצע = 1; חזרה = 1; פרוסה = 1 מ מ; תמונה בגודל = 256 x 256; שדה ראייה (FOV) = 50 x 50 מ מ; סריקה זמן = 12 s 800 ms). לגרור את הכרטיסיה רצף מאתר ההוראה שם ולחץ על המשך.
  4. גרור את הכרטיסיה רצף T2_Star_FID_EPI שם הוראה, מרכז FOV על האמצע של המוח, ולחץ על הכרטיסייה התאמה פלטפורמה כדי לפתוח את ההוראה סריקה הערוך. להקליט את מפת0 B והמשך פחית הסריקה.
    הערה: עבור מפת0 B, השתמש בפרמטרים הבאים: לראשונה אקו = 1.65 ms; TR = 20 ms, ממוצע = 1; הפוך זווית = 30 מעלות; אקו ריווח = 3.805 ms; פרוסה = 58 מ"מ; תמונה בגודל = 64 x 64 x 64; FOV = 58 x 58 x 58 מ מ; סריקה זמן = 1 מ' 24 גברת s 920 עבור סריקה הגבהה, השתמש בפרמטרים הבאים: עירור סלקטיבי voxel = דופק גאוסיאנית קיטור; טה = 5 מילי-שניות; ערבוב זמן = 10 ms; משך רכישת = 204.8 ms; רוחב פס = 10,000 הרץ; זמן להתעכב = 50 μs).
  5. להתחיל את הרצף T2 Star_FID_EPI (טה = 16.096 ms; TR = 500 ms; ממוצע = 1; חזרה = 600; פרוסה = 1 מ מ; ארבע פרוסות רצופים; תמונה בגודל = 128 x 128; FOV = 20 x 20 מ מ; רוחב פס = 333,333.3 הרץ; סריקה זמן = s 5 דקות 00).
    הערה: בשל הנמל TTL, אות טריגר חיצוני יתחיל מערכת אוויר-עלים באותו זמן. הפרדיגמה = [הפעלה s 20 + 10 s מנוחה] x 10, משך זמן הכולל הסריקות 600-500 ms עבור כל סריקה. הפרוסות מרוכזים על האמצע של אזור שדה חבית.
  6. רוכשים עוד רצף לוקליזציה (כמו השלב שמתואר אחד 5.3) להשוות עם הראשון ולבדוק אם החולדה. עברה במהלך רצף T2_Star_FID_EPI.
  7. להביא את המיטה למיקומו הראשוני, להסיר את הגליל מערך אמצעי האחסון, וחבר את הגליל משטח.

6. מודגש עיבוד

  1. פתח את הקובץ T2 Star_FID_EPI ולקרוא את התמונה T2 Star_FID_EPI תמונותתצוגה. פתח את החלון סטארט-אפ של בקר פונקציונלי, שנקרא FunController.
  2. בכרטיסייה זו עיבוד ', בחרו ' חלון הדמיה תפקודית ולהגדיר את פרוטוקול גירוי (משך וניטור על תקופות, התואם הפרדיגמה משומשים).
  3. בחר חלון פרוטוקול (dataset עם מסגרות 600), להוסיף את הערך של 40 הכרטיסיה על תקופת ו 20 היחידים את תקופת לחץ על הכרטיסיה ' היפוך ' ייחוס וגרור את המחוון גירוי הברית שמאלה כדי לבחור ערך 1.
  4. בחלון preprocessing, לחץ על המסנן חציון במישור עבור preprocessing חציון מסנן (2D, 3D) עבור postprocessing.
  5. לחץ על הכרטיסייה Execute וגרור את סמנים כדי להתאים את טבלת בדיקת המידע ' כיסוי '. דמיינו את האזור במוח מופעל (איור 4B).

7. פרוטון גברת רכישות

  1. לעמדה נכונה את הגליל משטח, לשנות את המיקום של ראש עכברוש. לסובב את הראש (כ 30° עם כיוון השעון) כך ניתן למקם את הגליל פני השטח (איור 5A) מעל קליפת חבית שמאלה בעת היותו אופקי, ממוקם במרכז מגנט כאשר בתוך המגנט.
  2. למקם את הגליל משטח, לתקן את זה על המוח עכברים באמצעות הקלטת (איור 5B), ולבדוק המפרש עוברת בצורה נכונה (anteroposterior תנועה ללא סיבוב, אין חיכוך של המפרש) כאשר מערכת אוויר-פאף היא מופעלת על; אז תכבה אותו ליד המתג הראשי
  3. בדוק המפרש הנעה כראוי לאחר המיטה בתוך המגנט מופעלת מערכת אוויר-פאף. לאחר מכן, כבה את זה.
  4. בדוק שהחולדה ממוקם כהלכה באמצעות רצף לוקליזציה. הגדר פרמטרים כדלקמן: טה = 2.5 ms; TR = 100 ms; ממוצע = 1; חזרה = 1; פרוסה = 1 מ מ; תמונה בגודל = 256 x 256; FOV = 50 x 50 מ מ; סריקה זמן = 12 s 800 ms.
    1. גרור את הכרטיסיה רצף מאתר לתוך חלון הוראה שם ולחץ על הכרטיסייה ' המשך ' כדי להפעיל את תוכנית הסריקה.
  5. כאשר ההתאמה המוח שלו נכונה, גרור את הכרטיסיה רצף T2_TurboRARE בחלון שם הוראה ולחץ על המשך לבצע את תוכנית הסריקה. אלה תמונות אנטומיות, יחד עם רכישת fMRI מודגש הקודם, יאפשר ההתאמה הנכונה של voxel ב S1BF גברת.
    הערה: הפרמטרים T2_TurboRARE הם 14 פרוסות, 2 מ מ לכל פרוסה, FOV = 2.5 x 2.5 ס"מ, טה = 100 ms, TR = 5,000 ms, מטריקס = 128 x 128, רצף זמן = s 2 דקות 40.
  6. גרור את הכרטיסיה רצף לייזר לתוך חלון הוראה שם , מקום את voxel (2 מ מ, באורך 2.5 מ מ, 3 מ מ עמוקה) במרכז של אזור S1BF.
    1. השתמש אטלס מוח של עכבר של שיפור fMRI מודגש כדי להתאים לשפה האזור על תמונות T2 (איור 6). לחץ על הכרטיסיה התאמה פלטפורמה כדי לפתוח את ההוראה סריקה הערוך. לחץ על הכרטיסייה לנענע ולשנות את עכבה (טעינה אלקטרוני) של הסליל קבל מעט לכוון אותו. לחץ על הכרטיסיה החל לאחר כוונון סיום כדי לסגור את עורך הוראה ולהחיל את השינויים שנערכו הוראה.
  7. להקליט את מפת0 B והמשך לסרוק shim ולבצע, ואז, פחית מקומיים.
    הערה: עבור המפה0 B, השתמש בפרמטרים הבאים: לראשונה אקו = 1.65 ms; TR = 20 ms, ממוצע = 1; הפוך זווית = 30 מעלות; אקו ריווח = 3.805 ms; פרוסה = 58 מ"מ; תמונה בגודל = 64 x 64 x 64; FOV = 58 x 58 x 58 מ מ; סריקה זמן = 1 מ' 24 גברת s 920 עבור ה-shim סריקה, השתמש בפרמטרים הבאים: voxel עירור סלקטיבי אדים הדופק לפי עקומת גאוס; טה = 5 מילי-שניות; ערבוב זמן = 10 ms; משך רכישת = 204.8 ms; רוחב פס = 10,000 הרץ; זמן להתעכב = 50 μs. עבור ה-shim מקומי, השתמש בפרמטרים הבאים: מים דיכוי, אדי משך רכישת = 1,363.15 ms; נקודות = 4,096; רוחב הפס ב- Hz = 3,004.81 הרץ; רוחב הפס של ppm = 10 עמודים לדקה; זמן להתעכב = 166.40 μs; רזולוציה ספקטרלי = הרץ 0.37/נקודות. הפרמטרים לייזר הם: הד הזמן = 19.26 ms; TR = 2,500 ms; חישוב ממוצע = 128 או 32; סריקה זמן = 5 דקות 20 s או s 1 דקות 20; נקודות רכישה = 4,096.
  8. לבצע 1H-גברת.
    1. להתחיל את 1H-גברת רכישה לראשונה במהלך תקופת מנוחה (4 x 32 סריקות לייזר + 128 לייזר סורק; ms 2,500 לכל סרוק).
    2. לרכוש עוד רצף לוקליזציה (כמו השלב שמתואר אחד 5.3) להשוות עם הראשון הוקלט ולוודא כי החולדה לא עברה במהלך רכישת לייזר.
    3. לבצע 1H-גברת במהלך ההפעלה משערה באמצעות הרצף לייזר (4 x 32 סריקות לייזר + 128 לייזר סורק; ms 2,500 לכל סרוק) עם מערכת אוויר-עלים על (פרדיגמה = 20 s של הפעלה ו 10 s של מנוחה).
    4. שוב פעם, לבצע רצף לוקליזציה כדי לבדוק אם החולדה עברה.
      הערה: מספר סריקות ותקופות נח/הופעלו יכול להיות מותאם ולשנות, אך תמיד להבטיח החולדה לא נע על ידי בקביעות ביצוע רצף לוקליזציה.
  9. להביא את המיטה למיקומו הראשוני, להסיר את הגליל משטח ולהזיז את החולדה בחזרה לספסל. מזריקים atipamezole לתוך קיפול העור ב השבים של החולדה הפוך ההרדמה ומעוררות אותה.

8. פרוטון גברת עיבוד

  1. פתח את תוכנת LCModel ולחץ על הלשונית המתאימה כדי לבחור את סוג הנתונים הנכון (קובץ. דעיכה אינדוקציה חינם ), בחר את הקובץ המתאים. לחץ על הכרטיסיה אישור כאשר זה נעשה.
  2. למטב את הפרמטרים שליטה כימות צעד אחר צעד.
    1. במקטע כותרת , באופן ידני הזן כותרת ולהגדיר טווח עמודים לדקה נאותה (למשל, 0.2 ל 4.0 ppm) על-ידי הקלדת באופן ידני הערך הדרוש בשדות המתאימים.
    2. במקטע קובץ בסיס , בחר ולהוריד את הקובץ הדרוש כדי להתאים את התוכנית הבסיסית מקרומולקולה כראוי (זה יכול להתבצע באמצעות ספק התוכנה).
    3. להגדיר ולטעון את הפרמטרים פקד קלט. להכין שמור תהליך של כל סוגי הקבצים שימושית מראש (טבלה = טבלאות קומפקטית; נ. ב = פלט PostScript הכרחי; CSV = תבנית עבור גליונות אלקטרוניים; קואורדינטות = קואורדינטות עבור המגרשים). לחץ על הכרטיסיה RunLCModel להתחיל כימות LCModel.
  3. הגדר מטבוליטים שנבחר כדי להפיק סטטיסטיקה.
    הערה: LCModel מספק מטבוליט כמת, הערכות שגיאות על-ידי ערך כינה קרמר-ראו התחתונה מאוגד (CRLB). ערך עם CRLB < 15 נחשב כמת האופטימלית. CRLB > 25 מציין ערך לא אמין.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

פרוטוקול זה מאפשר כימות של המטבוליט תנודות במהלך ההפעלה מוחי, אשר מתקבל על ידי גירוי משערה נכון ישירות בהמגנט.

במחקר זה, הייתה המטרה הכוללת של fMRI מודגש כדי לבדוק כי הגירוי משערה היה יעיל, כדי להמחיש את האזור S1BF מופעל, כראוי לאתר את voxel 1H-fMRS. המתקן נבנה עבור הפעלה לעזאזל יעיל. ואכן, כאשר שפם נכון היו מגורה באמצעות מערכת אוויר תוצרת בית-פאף, אות מודגש חיובי זוהה בקליפת חבית שמאלה (איור 4B

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

קליפת חבית, הנקרא גם S1BF של קליפת המגע או חבית השדה, הוא אזור בתוך שכבת קורטיקלית הרביעי זה יכול להיות שנצפו באמצעות ציטוכרום c אוקסידאז מכתים9, הארגון שלו היא ידועה מאז זה מתואר בעיקר 10,11. Vibrissa אחד מחובר חבית אחת, שבו נוירונים בסביבות 19,000 מאורגנים גם עם עמודה12. מסלול שפם-כדי-חבית קליפת יש מספר יתרונות. קודם כל, זה יכול להיות מופעל בתוך המגנט באמצעות מערכת אוויר-פאף התואמים ל- MRI, אשר ניתן בקלות תוצרת בי...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים אין לחשוף.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי המענק שובל LabEx, ההתייחסות ANR-10-LABX-57, הצרפתי-שוויצרי ANR-FNS להעניק הפניה ANR-15-CE37-0012. המחברים מודים Aurélien Trotier על התמיכה הטכנית שלו.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
מזרק 0.5 מ"ל עם מחטבקטון, דיקינסון ושות', ארה"ב2020-100.33 מ"מ (29 גרם) x 12.7 מ"מ
1H סליל משטח ספקטרוסקופיהברוקר, אטלינגן, גרמניהT116344
מערכת 7T Bruker BiospecBruker, Ettlingen, גרמניה70/20 USR
Arduino Uno מכשיר פעימה מבוסס Unoבהתאמה
אישיתAtipamezoleVé toquinol, SA, צרפתV8335602Antisedan, 4.28 מ"ג
מסכת נשימהבהתאמה
משחת עינייםTVM laboratoire, צרפת40365ג'ל Ocry 10 גרם
תא אינדוקציהבהתאמה30x17x15 ס"מ
צינור גמיש כניסהגרדנה, גרמניה1348-20קוטר 4.6 מ"מ, אורך
3 מ'משאבת איזופלורן, וופורייזר מסדרת דגם 100, T3Surgivet קלאסי, מכשירי הרווארדWWV90TTמבית OH 43017, ארה"ב
איזופלורן, נוזל לשאיפהVertflurane, Virbac, צרפתQN01AB061000 מ"ג/מ"ל
KD משאבת מזרק מדעיתKD sientific, הוליסטון, ארה"בLegato 110
LCModel softwareLCModel Inc., אונטריו, קנדה6.2
Medetomidine hydrochlorideVé toquinol, SA, צרפתQN05CM91Domitor, 1 מ"ג/מ"ל
גליל מיקרופור של טיח דבק3M micropore, מינסוטה, ארצות הבריתMI912
גליל מיקרופור של טיח דבק3M micropore, מינסוטה, ארצות הבריתMI925
מערכת ניטור של פרמטר פיזיולוגיSA Instruments, Inc, Stony Brook, NY, ארה"בדגם 1025
NaClפרזניוס קאבי, גרמניהB05XA030.9% 250 מ"ל
צינור גמיש ליציאהגרדנה, גרמניה1348-20קוטר 4.6 מ"מ, אורך 4 מ'
תוכנת ParavisionBruker, Ettlingen, גרמניה6.0.1
קטטר תוך-ורידי היקפיTerumo, שיבויה, טוקיו, JaponSP500930S22 G x 1 אינץ', 0.85x25 מ"מ, 35 מ"ל לדקה
סליל ראש חולדהBruker, Ettlingen, גרמניה
Sodic heparin, תמיסת הזרקהChoai, Sanofi, פריז, צרפתB01AB015000 IU/mL
שסתומי בקרת סולנואיד, שסתום בוכנה 2/2 כיווני ישירBurkert, גרמניה3099939דגם 6013
Terumo 2 מ"ל מזרקTerumo, שיבויה, טוקיו, JaponSY243עם מחט 21 גרם x 5/8 אינץ'
מזרק Terumo 5 מ"לTerumo, שיבויה, טוקיו, Japon05SE1
Wistar RJ-Han חולדותJanvier Laboratories, צרפת
אישית אישית

מקורות

  1. Pellerin, L., et al. Activity-dependent regulation of energy metabolism by astrocytes: an update. Glia. 55, 1251-1262 (2007).
  2. Pellerin, L., Magistretti, P. J. Glutamate uptake into astrocytes stimulates aerobic glycolysis: a mechanism coupling neuronal activity to glucose utilization. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91, 10625-10629 (1994).
  3. Cholet, N., et al. Local injection of antisense oligonucleotides targeted to the glial glutamate transporter GLAST decreases the metabolic response to somatosensory activation. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 21, 404-412 (2001).
  4. Voutsinos-Porche, B., et al. Glial Glutamate Transporters Mediate a Functional Metabolic Crosstalk between Neurons and Astrocytes in the Mouse Developing Cortex. Neuron. 37, 275-286 (2003).
  5. Zimmer, E. R., et al. [18F]FDG PET signal is driven by astroglial glutamate transport. Nature Neuroscience. 20 (3), 393-395 (2017).
  6. Haiss, F., et al. Improved in vivo two-photon imaging after blood replacement by perfluorocarbon. The Journal of Physiology. , (2009).
  7. Mullins, P. G. Towards a theory of functional magnetic resonance spectroscopy (fMRS): A meta-analysis and discussion of using MRS to measure changes in neurotransmitters in real time. Scandinvian Journal of Psychology. 59, 91-103 (2018).
  8. Rat Brain Atlas. , Available from: http://Labs.gaidi.ca/rat-brain-atlas/ (2018).
  9. Wong-Riley, M. T., Welt, C. Histochemical changes in cytochrome oxidase of cortical barrels after vibrissal removal in neonatal and adult mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 77, 2333-2337 (1980).
  10. Petersen, C. C. The functional organization of the barrel cortex. Neuron. 56, 339-355 (2007).
  11. Cox, S. B., Woolsey, T. A., Rovainen, C. M. Localized dynamic changes in cortical blood flow with whisker stimulation corresponds to matched vascular and neuronal architecture of rat barrels. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 13, 899-913 (1993).
  12. Feldmeyer, D. Excitatory neuronal connectivity in the barrel cortex. Frontiers in Neuroanatomy. 6, 24(2012).
  13. Boussida, S., Traore, A. S., Durif, F. Mapping of the brain hemodynamic responses to sensorimotor stimulation in a rodent model: A BOLD fMRI study. PLoS One. 12, e0176512(2017).
  14. Heinke, W., Koelsch, S. The effects of anesthetics on brain activity and cognitive function. Current Opinion in Anesthesiology. 18, 625-631 (2005).
  15. Horn, T., Klein, J. Lactate levels in the brain are elevated upon exposure to volatile anesthetics: a microdialysis study. Neurochemistry International. 57, 940-947 (2010).
  16. Boretius, S., et al. Halogenated volatile anesthetics alter brain metabolism as revealed by proton magnetic resonance spectroscopy of mice in vivo. Neuroimage. 69, 244-255 (2013).
  17. Sinclair, M. D. A review of the physiological effects of alpha2-agonists related to the clinical use of medetomidine in small animal practice. Canadian Veterinary Journal. 44, 885-897 (2003).
  18. Weber, R., et al. A fully noninvasive and robust experimental protocol for longitudinal fMRI studies in the rat. Neuroimage. 29, 1303-1310 (2006).
  19. Hartmann, M. J., Johnson, N. J., Towal, R. B., Assad, C. Mechanical characteristics of rat vibrissae: resonant frequencies and damping in isolated whiskers and in the awake behaving animal. The Journal of Neuroscience. 23, 6510-6519 (2003).
  20. Prichard, J., et al. Lactate rise detected by 1H NMR in human visual cortex during physiologic stimulation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 88, 5829-5831 (1991).
  21. Sappey-Marinier, D., et al. Effect of photic stimulation on human visual cortex lactate and phosphates using 1H and 31P magnetic resonance spectroscopy. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 12, 584-592 (1992).
  22. Mazuel, L., et al. A neuronal MCT2 knockdown in the rat somatosensory cortex reduces both the NMR lactate signal and the BOLD response during whisker stimulation. PLoS One. 12, e0174990(2017).
  23. Castellano, G., et al. NAA and NAAG variation in neuronal activation during visual stimulation. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 45, 1031-1036 (2012).
  24. Sarchielli, P., et al. Functional 1H-MRS findings in migraine patients with and without aura assessed interictally. Neuroimage. 24, 1025-1031 (2005).
  25. Baslow, M. H., Hrabe, J., Guilfoyle, D. N. Dynamic relationship between neurostimulation and N-acetylaspartate metabolism in the human visual cortex: evidence that NAA functions as a molecular water pump during visual stimulation. Journal of Molecular Neuroscience. 32, 235-245 (2007).
  26. Mangia, S., Tkac, I. Dynamic relationship between neurostimulation and N-acetylaspartate metabolism in the human visual cortex: evidence that NAA functions as a molecular water pump during visual stimulation. Journal of Molecular Neuroscience. 35, 245-248 (2008).
  27. Baslow, M. H., Hrabal, R., Guilfoyle, D. N. Response of the authors to the Letter by Silvia Mangia and Ivan Tkac. Journal of Molecular Neuroscience. 35, 247-248 (2008).
  28. Barros, L. F., Weber, B. CrossTalk proposal: an important astrocyte-to-neuron lactate shuttle couples neuronal activity to glucose utilisation in the brain. The Journal of Physiology. 596, 347-350 (2018).
  29. Bak, L. K., Walls, A. B. CrossTalk opposing view: lack of evidence supporting an astrocyte-to-neuron lactate shuttle coupling neuronal activity to glucose utilisation in the brain. The Journal of Physiology. 596, 351-353 (2018).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

MRI 7BOLD fMRIProton MRS
ספקטרוסקופיה תהודה מגנטית תפקודית-7 T בקליפת חבית חולדה במהלך ההפעלה שפם
צור קשר
המלצה לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.