מאמר שיטה

גישה סטריאו-טיאו-טסטרואקטיבית מסתגלת לטכניקות רב-תכליתיות במדעי המוח

DOI:

10.3791/60965

7 במאי 2020

במאמר זה

סיכום

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המתואר כאן הוא הליך סטריאוטקטי שיכול למקד אזורים מאתגרים וקשים להשכה למוח (בשל מגבלות מרחביות) באמצעות גישה קורונטית זוויתית. פרוטוקול זה מותאם הן למודלים של עכברים והן למודלים של חולדות וניתן ליישם אותו על יישומים מוחיים מגוונים, כולל השתלת צינורית ומיקרו-נג'קציה של מבנים ויראליים.

תקציר

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ניתוח סטריאוטקטי הוא כלי חיוני במעבדה המודרנית למדעי המוח. עם זאת, היכולת למקד במדויק ומדויק אזורים במוח קשה להגיע עדיין מציב אתגר, במיוחד בעת מיקוד מבני המוח לאורך קו האמצע. אתגרים אלה כוללים הימנעות של סינוס קשת מעולה החדר השלישי ואת היכולת למקד באופן עקבי גרעיני מוח סלקטיביים ודיסקרטיים. בנוסף, טכניקות מתקדמות יותר במדעי המוח (למשל, אופטוגנטיקה, פוטומטריית סיבים והדמיה של שני פוטונים) מסתמכות על השתלה ממוקדת של חומרה משמעותית למוח, ומגבלות מרחביות הן מכשול נפוץ. מוצג כאן פרוטוקול ניתן לשינוי למיקוד סטריאוטקטי של מבני מוח מכרסמים באמצעות גישה קורונית זוויתית. זה יכול להיות מותאם 1) מודלים עכבר או חולדה, 2) טכניקות שונות במדעי המוח, ו 3) אזורי מוח מרובים. כדוגמה מייצגת, הוא כולל את החישוב של קואורדינטות סטריאוטקטיות למיקוד של גרעין ההונאה ההיפותלמוסית של העכבר (VMN) לניסוי עיכוב אופטוגנטי. הליך זה מתחיל במיקרו-רינג'ק דו-צדדי של וירוס הקשור לאדנו (AAV) המקודד ערוץ כלוריד רגיש לאור (SwiChR++) למודל עכבר תלוי Cre, ואחריו ההשתלה הדו-צדדית הזוויתית של צינורית fiberoptic. באמצעות גישה זו, הממצאים מראים כי הפעלה של תת קבוצה של נוירונים VMN נדרש עבור תגובות נגד פיקוח גלוקוז שלם היפוגליקמיה המושרה אינסולין.

מבוא

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שליטה עצבית בהתנהגות, האכלה ומטבוליזם כרוכה בתיאום של נוירו-מעגלים מורכבים, אינטגרטיביים ומיותרים. מטרת הנהיגה של תחום מדעי המוח היא לנתח את הקשר בין מבנה המעגל העצבי לתפקוד. למרות שכלי מדעי המוח הקלאסיים (כלומר, נגעים, זריקות פרמקולוגיות מקומיות וגירוי חשמלי) חשפו ידע חיוני לגבי תפקידם של אזורי מוח ספציפיים השולטים בהתנהגות ובמטבוליזם, כלים אלה מוגבלים על ידי חוסר הספציפיות וההיפוךשלהם 1.

ההתקדמות האחרונה בתחום מדעי המוח שיפרה מאוד את היכולת לחקור ולתפעל את תפקוד המעגל באופן ספציפי מסוג תא עם רזולוציה ספאטיוטמפוראלית גבוהה. 2 אופטוגנטית ו כימיה3 גישות, למשל, לאפשר מניפולציה מהירה והפיכוי של פעילות בסוגי תאים מוגדרים גנטית של בעלי חיים נעים בחופשיות. אופטוגנטיקה כרוכה בשימוש בערוצי יונים רגישים לאור, המכונים channelrhodopsins, כדי לשלוט בפעילות העצבית. המפתח לטכניקה זו הוא אספקת הגנים של channelrhodopsin ומקור אור כדי להפעיל את opsin. אסטרטגיה נפוצה להעברת גנים היא באמצעות שילוב של 1) עכברים מהונדסים גנטית המביעים Cre-רקומבינאז בנוירונים נפרדים, ו -2) וקטורים ויראליים תלויי Cre קידוד channelrhodopsin.

בעוד שאופטוגנטיקה מספקת אמצעים אלגנטיים ומדויקים ביותר לשליטה בפעילות העצבית, השיטה מותנית במיקרו-ערך סטריאוטקטי מוצלח של וקטור ויראלי ומיקום סיבים לאזור מוח מוגדר. למרות הליכים סטראוטקטיים הם דבר שבשגרה במעבדה המודרנית למדעי המוח (ויש כמה פרוטוקולים מצוינים המתארים הליך זה)4,5,6, היכולת למקד באופן עקבי ורבייה אזורי מוח נפרדים לאורך קו האמצע (כלומר, ההיפותלמוס הבינוני, אזור במוח קריטי לרגולציה של פונקציות הומיאוסטטיות7) מציג אתגרים נוספים. אתגרים אלה כוללים הימנעות של סינוס קשת מעולה, החדר השלישי, גרעין היפותלמי סמוך. בנוסף, ישנן מגבלות מרחביות משמעותיות להשתלה דו-צדדית של חומרה הנדרשת למחקרי עיכוב. עם אתגרים אלה בחשבון, פרוטוקול זה מציג הליך ניתן לשינוי למיקוד אזורי מוח נפרדים באמצעות גישה סטריאואטקטית זוויתית.

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

פרוטוקול

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל ההליכים אושרו בהתאם למכונים הלאומיים לבריאות, המדריך לטיפול ושימוש בבעלי חיים ואושרו הן על ידי הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים ושימוש (IACUC) והן על ידי בריאות ובטיחות סביבתית באוניברסיטת וושינגטון.

1. חישוב קואורדינטות זוויתיות

  1. באמצעות אטלס מוח קורונול, לסמן משולש ימני, כך היתר עובר דרך אזור היעד של עניין. בדוגמה הייצוגית (איור 1), הגרעין ההיפותלמוסי ונטורומדיאלי (VMN) מיועד בזווית של 15° מקו האמצע של קורונלי.
    הערה: מיקום ציר הסיבוב המתואר באיור 1 (ולכן, אורך צד C) הוא שרירותי וניתן לשנותו כך שיתמקד בכל אזור במוח. למרות שזה עשוי להיראות מנוגד לאינטואיציה, שלבים מאוחרים יותר בפרוטוקול יתאימו את מיקום הראש בציר z כך שנקודה זו תתיישר עם מרכז הסיבוב הסטריאוטקטי (ראה סעיף 6). עם זאת, מומלץ לא לחרוג מזווית סיבוב קורונל של 15° בשל אילוצים פיזיים של מנגנון מחזיק הראש.
  2. קבע את הזווית הרצויה (a) ואת האורך המשוער של צד B והשתמש בטריגונומטריה כדי לחשב את אורך הצדדים A ו- C. שלב זה חשוב למיקום נכון של הראש במהלך הסיבוב.
    הערה: בדוגמה באיור 1, קווי רשת אטלס משמשים להערכת אורך צד B, המניב אורך של 7.576 מ"מ. מידע זה משמש לחישוב אורך צד A:
    figure-protocol-1
    בדוגמה זו, 2.03 מ"מ מציין את מרחק R / L מקו האמצע שבו הצינורית fiberoptic נכנס למוח כאשר הראש מסתובב על ידי 15 °.
    1. לחלופינית, חשב את אורך צד C כדי להעריך את קואורדינטת D/V:
      figure-protocol-2
      הערה: 1) אורך היתר (C) אינו מייצג את עומק ההזרקה אך יהיה מועיל בקביעת קואורדינטת D/ V, אשר ייתכן שיהיה צורך להתאים כדי להתאים את האורך המוגבר לעומת צד B עבור זריקות ישר ב. לכן מומלץ לבצע זריקות בדיקה כדי לייעל את קואורדינטת D/V. 2) בדוגמה זו המתמקדת ב- VMN, מתקבלות שתי קבוצות של קואורדינטות: אחת עבור המיקרו-יז'ק שאינו זוויתי (A/P = -1.4, R/L = 0.4 ב- 0°, D/V = -5.7) ואחת להשתלה סיבים זוויתית (A/P = -1.4, R/L = 0.0 ב- 15°, D/V = -5.4).

2. הכנת הסטריאוטקס להליך זוויתי

  1. ודא כי המסגרת הסטריאו-טסטרואטקטית והמיקרו-מניפולטור כוילו (ראה מדריך קופף לפרוטוקול מלא).
  2. מניחים את מד הגובה המרכזי לתוך השקע של צלחת הבסיס של מחזיק הראש.
  3. אבטח את טווח הריכוך במחזיק הכלים ולאחר מכן תבדוק את הטווח. התאימו את מיקום המיקרו-מניפולטור עד שהכוונת מיושרת ומתמקדת על כוונת המד.
    הערה: במהלך שלב זה, ההיקף ממוקם במישור המוקד של מרכז הסיבוב של בעל הראש. לאחר שהוקם, אין להזיז את המיקרו-מניפולטור במהלך השלבים הנותרים.
  4. הניחו את מוטות האוזניים במחזיקים ומרכזו כך שקווי המחוון משני הצדדים יהיו ב- 0 (איור 3A).
  5. השתמשו במתיודד-לרוחב ובידיות הקדמיות-אחוריות על מחזיק הראש (איור 2) כדי ליישר את מוטות האוזניים במישורי x ו- y מעל הכוונת של מד הגובה המרכזי(איור 3A).
  6. כדי ליישר את מיקום פס האוזן בציר z, הסירו את מוטות האוזניים מהמחזיק והסירו את מד הגובה המרכזי. החלף את מוטות האוזניים ומרכז אותם שוב ב- 0.
  7. ראה את הכוונת. השתמש בכפתור ההזזה האנכי (איור 3B) ובידית הטיה קורונל, בהתאמה, כדי להנמיך ולסובב את מוטות האוזניים עד שהכוונת של הטווח תישאר מרוכזת בין מוטות האוזניים לאורך סיבוב קורונל.
  8. הסטריאוטקס מכויל ומוכן כעת. אין לבצע התאמות נוספות בעמדת בעל הראש.

3. הכנת חומרים להזרקה/השתלה

  1. ודא שכל המכשירים, הכלים הכירורגיים והחומרים מעוקרים ומונחים בשדה כירורגי סטרילי ליד הסטריאוטקס.
  2. לטפל ולאחסן מבנים ויראליים בהתאם לרמת הבטיחות הביולוגית שלהם ולדרישות הרגולציה הביולוגית המוסדית הרלוונטיות.
  3. צייר את הנגיף לתוך המזרק, תוך שמירה על שימוש בשיטות טיפול נאותות וציוד מגן אישי.

4. הרדמה

  1. הקלט את משקל הגוף של העכבר לפני הניתוח.
  2. מרדים עמוק את העכבר באמצעות איזופלוראן.
  3. ודא שהעכבר הוא מרדים עמוק על ידי ביצוע בדיקת צביטת הבוהן עד התגובה נרתעת נעדרת. אם החיה ממשיכה להראות רפלקסים חזקים, להגדיל את הריכוז ו/או משך ההרדמה.
  4. יש למרוח משחת עיניים על כל עין כדי לשמור עליהם לחים במהלך הניתוח.
  5. לגלח את הקרקפת ממש מאחורי האוזניים רק מאחורי העיניים עם קוצץ שיער.
  6. ספק לעכבר משכך משכך משכך שך שאושר על-ידי IACUC.
  7. לעקוב באופן רציף אחר החיה לאורך כל ההליך הכירורגי ולספק תמיכה תרמית.

5. הליך כירורגי

  1. מניחים את הראש לתוך מחזיק הראש על ידי הצבת החותכות העליונות לתוך הרווח בסרגל הנשיכה, מוודאים כי הלשון היא מתחת לסרגל הנשיכה.
  2. אבטחו את הראש בסורגי האוזניים על ידי החדרה עדינה של מוטות האוזניים לתוך הבשר השמיעה החיצוני, והבטיחו כי מוטות האוזניים ממוקמים באופן סימטרי (בדרך כלל בין שלוש לארבעה לעכבר מבוגר). שלב זה הוא קריטי כדי להבטיח שהראש יציב ומרוכז לסיבוב.
  3. להכין באופן אספטי את אזור החתך המגולח עם שלושה סקראבס לסירוגין של betadine ואלכוהול דגימות, או עם הכנה חלופית מאושרת על ידי המוסד.
  4. מניחים וילון כירורגי על החיה כדי לשמור על שדה כירורגי סטרילי ולהפחית את הסיכון לזיהום לאחר הניתוח.
  5. לחשוף את הגולגולת על ידי ביצוע חתוך לאורך קו האמצע הקשת של הקרקפת. מגרדים בעדינות את פני הגולגולת כדי להסיר כל פאסיה ולחשוף את התפרים.
    הערה: אם קשה לדמיין קווי תפר, מי חמצן יכולים להיות מוחלים על הגולגולת באמצעות אפליקטור סטרילי עם קצה כותנה כדי לשפר את הדמיה של התפר.
  6. מניחים את טווח המרכז במחזיק ומרכזים את הכוונת על ברגמה(איור 4,פאנל שמאלי). אפס המיקרו-מניפולטור.
  7. הזיזו את הכוונת למבדה, וצינו את המרחק של ברגמה-למדה (B-L).
    הערה: אם קווי התפר אינם עוקבים אחר קו ישר לאורך קו האמצע, מומלץ להקים את קו האמצע באמצעות "קו ההתאמה הטובה ביותר" דרך ברגמה ומבדה. עם זאת, אם השלבים לעיל מתבצעים, המיקום הראשוני של רticle היקף צריך להיות באמצע הדרך בין מוטות האוזן מקרוב את תפר B-L באמצע הקו.
  8. אם מרחק ה-B-L קטן או גדול משמעותית מ-4.21 מ"מ, התאם בהדרגה את ברגמה שהוקצתה כדי לקבל מרחק B-L של 4.21 מ"מ ± 0.2 מ"מ.
  9. החלף את טווח המרוכז במחוון היישור. מניחים את הגששים על למבדה וברזמה ומתאימים את ידית הטיית בגב על מחזיק הראש לרמה במישור הקשת (האף פונה למעלה או למטה), ולאחר מכן השתמש בטווח המרכז כדי להקצות מחדש ברגמה.
  10. השתמש מחוון היישור כדי לרמה במישור קורונל באמצעות ידית הטיה קורונל. מדוד במספר נקודות לאורך ציר rostral / caudal כדי להסביר עיוותי פני השטח בגולגולת.
  11. שים לב למיקום על לוח המחוגים של ידית הטיה קורונל, שכן זהו מיקום הסיבוב של 0°.

6. יישור הצירים המרכזיים של הסיבוב לקואורדינטות זוויתיות

  1. אבטח את טווח הריכוז במחזיק הכלים ומיקם את המיקרו-מניפולטור לקואורדינטות המחושב מסעיף 1. שים לב שמתאם R/L עבור ההשתלה הזוויתית תואם לאורך צד A.
    1. בדוגמה באיור 1, הקואורדינטות הזוויתיות למיקום פינופטי המתמקדות ב- VMN הן (A/P = -1.4, R/L = [2.03] בסיבוב 0° קורונלי, [0.00] בסבב קורונלי של 15°, D/V = -5.4).
  2. תצפית על הטווח ולסמן קואורדינטות אלה (R/L 2.03 מ"מ מקו האמצע לכל הדוגמה VMN; איור 4, החלונית האמצעית). סימן זה מייצג את הנקודה שבה הצינורית תיכנס למוח ברגע שהראש יסתובב.
  3. מקם מחדש את המיקרו-מניפולטור מעל קו האמצע (R/L = 0.00). השתמש ידית הטיה קורונל לסובב את הראש לזווית מחושבת בסעיף 1.
    1. אם כוונת הטווח כבר מסתדרת בשורה עם הסימן, המשך לסעיף 7.
    2. אם כוונת הטווח אינה תואמת את סימן ההתייחסות, התאם את מיקום הראש בציר z באמצעות ידית ההזזה האנכית (איור 2) עד שהכוונת תתיישר קרוב ככל האפשר לסימן.
  4. סובב את הראש בחזרה לתנוחה 0° קורונל. אם ההזזה האנכית הותאמה בשלב 6.3, הקף מחדש את ברגמה באמצעות טווח הריכוך.
  5. חזור על שלבים 6.3 ו- 6.4 עד שהכוונת תגיע בעקביות לסימן ההתייחסות בעת סיבוב הראש (איור 4C).
  6. בשלב זה, נקודת הסיבוב השרירותית שנקבעה בסעיף 1 צריכה להיות מיושרת כעת עם מרכז הסיבוב הסטריאו-פקטקטי.

7. מיקרו-ינון

  1. מניחים את המקדחה הסטריאו-טסטרואטקטית במחזיק ומתמרנים את המיקרו-מניפולטור לקואורדינטת ההזרקה הראשונה.
    1. לפי הדוגמה למיקוד ה- VMN, תרגיל ב- A/P = -1.4 ו- R/L = 0.4 כאשר הראש הוא מאוזן.
  2. מנמיכים את המקדחה עד שהקטטה נמצאת ממש מעל הגולגולת. הפעל את המקדחה, בעדינות נמוך יותר עד קצת רק קדח דרך הגולגולת (לא דורה).
  3. חזור על הפעולה עבור אתר ההזרקה הנגדי.
  4. השתמש נהג מחט סטרילי כדי להציג עיקול 90° לתוך מחט 27-30G (למשל, של מזרק אינסולין סטרילי 0.5 מ"ל), ולהשתמש במחט מכופפת כדי לחטט בעדינות דרך מאטר דורה.
  5. הערה: אם מתרחש דימום, הפעילו לחץ עם אפליקטור סטרילי עם קצה כותנה ונקיו עם מים סטריליים עד שהדימום ייפסק.
  6. כאשר מוכן להזריק, בזהירות למקם מזרק המילטון מלא לתוך המחזיק סטריאוטקטי.
    הערה: הקואורדינטות במיקרו-מניפולטור אינן חלות עוד לאחר המעבר לכלי חדש. השתמש במרכז חור בר כמטרה החדשה להזרקה.
  7. מקם בזהירות את המחט מעל חור הבר.
  8. מנמיכים את המחט עד שהיא נוגעת מעט בדורה במרכז חור הבר. קריטי: אפס את המיקרו-מניפולטור רק בציר z, כך הקואורדינטות על micromanipulator עבור היקף מרכז סטריאוטקטי ומקדחה נשמרים.
  9. לאט להוריד את המחט לתוך המוח, צופה מקרוב כדי להבטיח כי המחט לא להסיט על קצה החור burr. ממשיכים להנמיך עד 0.05 מ"מ גחון לקואורדינטת הזרקת D/V ולחכות 1 דקות. צעד נוסף זה יוצר "כיס" קטן כדי למזער את זרימת הגב הנגיפית על הסרת מחט.
  10. לאט לאט להעלות את המחט לקואורדינטת D / V ולהתחיל את הזריקה.
    הערה: קצב הזרימה והנפח ישתנו בהתאם לאזור היעד ולעיצוב ניסיוני. עבור השתקה אופטוגנטית של נוירונים VMN, כיסוי מספיק הוא הרצוי, כך 200 nL של וירוס מוזרק בקצב של 1 nL / s.
  11. לאחר microinjection, לחכות 10 דקות באתר ההזרקה כדי למזער את השפכים של וירוס במהלך הגמילה.
  12. מוציאים לאט את המיקרופיט מהמוח בקצב משוער של 1 מ"מ/דקה.
  13. ברגע המחט ברורה של הגולגולת, להוציא נפח קטן של וירוס כדי להבטיח את המחט לא סתום עם דם או רקמה. השתמש אפליקטור סטרילי כותנה קצה כדי להסיר את הנגיף לפני שתמשיך.
  14. חזור על שלבים 7.6-7.12 עבור הצד הנגדי.
  15. אטמו את חורי הבר הזעיר עם שעוות עצם כדי לשפר את הריפוי (איור 5B).

8. השתלת פינופטית

הערה: לאחר הזרקה ויראלית, קנולות פינופטיות דו-צדדיות מושתלות בזווית המחושבת לכל סעיף 1. שים לב כי קואורדינטות אלה כבר צריך להיות מסומן על הגולגולת מסעיף 6.

  1. חזור על שלבים 7.1 – 7.4 עבור הקואורדינטות הזוויתיות.
  2. החזר את הראש למיקום ברמה 0°.
  3. לאחר מכן, השתמש במקדחת היד כדי לייצר ארבעה חורים נוספים לברגי העצם: שניים צריכים להיות ממוקמים הקדמיים ושניים אחוריים (איור 5A). אלה ישמשו כעוגנים להצמדת הסיבים לגולגולת(איור 5D).
    הערה: הקפד לחלל את החורים רחוק מספיק מן חורי בר קואורדינטות זווית כדי להתאים את החלק ferrule של fiberoptic שיושב מעל הגולגולת.
  4. בעדינות רבה ככל האפשר, השתמש במברג השטוח הקטן כדי להגדיר את ברגי העצם כך שהם יושבים בחוזקה בגולגולת אך אינם חודרים למוח.
  5. מהדקים צינורית פינופטית למחזיק הצינורית ומניחים אותה במחזיק הסטריאו-אקטריאוטקטי.
  6. סובב את הראש לזווית המחושבת, וציין שוב כי הקואורדינטות במיקרו-מניפולטור אינן חלות על הכלי החדש. השתמש במרכז חורי הבר הזוויתיים כמטרת ההשתלה.
  7. מנמיכים את הפירופטי עד שהוא נוגע בדורה במרכז החור(איור 5C). אפס את המיקרו-מניפולטור בציר z, ואז לאט לאט לאט הפירופטי לקואורדינטות בזווית D/V (-5.4 לכל דוגמת VMN).
  8. השתמשו בג'ל ציאנואקרילט כדי לחבר את הפרולה הסיבית לברקי העוגן האיסיליטרליים, ולאחר מכן החל מאיץ עם קצה מיקרופיפט(איור 5D).
  9. לאחר ג'ל ציאנואקרילט התקשה לחלוטין, שחרר בעדינות את מחזיק הצינורית ומעלה עד נקי של ferrule fiberoptic.
  10. חזור על שלבים 8.5-8.9 עבור הקואורדינטות הזוויתיות הנגדיות ולאחר מכן החלק את הראש. לאבטחה נוספת, הפוך חיבור נוסף בין שתי הקנולות הפיינופטיות הזוויתיות עם ג'ל ציאנואקרילט ומאיץ(איור 5D).
  11. הכן כמות קטנה, דקה יחסית של מלט דנטלי. יש למרוח על פני הגולגולת, תוך הקפדה לכסות ביסודיות את ברגי העוגן ואת בסיס הקנולות הפינופטיות. השאר מספיק של ferrule נקי להזדווגות לאחר מכן עם כבלי תיקון fiberoptic.
  12. לאחר השלמת המלט יבש, להסיר את העכבר מן המנגנון סטריאוטקטי.
  13. מקם את העכבר בכלוב שחזור עם תמיכה תרמית. אפשר לו להתאושש ולהעביר לכלוב הביתי ברגע שהוא נראה ערני, נייד, והוא טיפוח.

9. טיפול לאחר ניתוח

  1. לעקוב אחר בעלי חיים מדי יום במשך 3 ימים לאחר הניתוח עבור התנהגות, יציבה, פעילות, וטיפוח, ולשמור תיעוד של צריכת מזון ומשקל הגוף.
  2. אם בעלי חיים מפגינים אינדיקטורים כלליים לכאב או לבריאות לקויה, התייעצו עם שירותים וטרינריים.
  3. אפשר לעכברים לפחות שבועיים להחלמה ולביטוי ויראלי לפני תחילת מחקרים התנהגותיים.

10. אופטוגנטיקה

  1. לביצועים של מחקרים אופטוגנטיים, עיין סידור ואח'8.
  2. אמת ביטוי ויראלי ומיקום סיבים בסיום הלימודים.

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

תוצאות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרוטוקול זה מתאר הליך כירורגי לביצוע מחקרים אופטוגנטיים כדי לחקור את התפקיד של נוירונים VMN ההיפותלמי בשליטה גליקמית9. הראשון מנוצל היה גישה סטריאוטקטית סטנדרטית (לא זוויתית) עבור מיקרו-יז'ק דו-צדדי של וירוס channelrhodopsin מעכב ל- VMN. בעוד שגישה זוויתית תתאים גם היא, הגישה הסטנדרטית (הלא זוויתית) נבחרה מכיוון שהיא מספיקה כדי למקד את אזור העניין במוח והיא גישה קלה, אמינה ועקבית. עם זאת, בהתחשב בסמיכותו של ה-VMN לקו האמצע, אילוצי החלל לא אפשרו השתלה לא זוויתית של פינופטיקה דו-צדדית, מה שמחייב פית...

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

דיון

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ההתקדמות האחרונה במדעי המוח תמכה בתובנה והבנה מתקדמות לגבי הפעילות והתפקוד של מדעי המוח. זה כולל את היישום של טכנולוגיות אופטוגנטיות וכימוגנטיות כדי להפעיל או להשתיק אוכלוסיות עצביות נפרדות ואתרי ההקרנה שלהם ב vivo. לאחרונה, זה כלל התפתחות של אינדיקטורים סידן מקודדים גנטית (למשל, GCaMP, RCaMP) וביוסנסורים פלואורומטריים אחרים (למשל, דופמין, נוראדרנלין) להקלטת ויוו של פעילות עצבית בסוג תא מוגדר בבעלי חיים נעים בחופשיות. עם זאת, תעסוקה יעילה של טכנולוגיות אלה מסתמכת על ניתוח סטריאוטקטי מוצלח כדי למקד את אזור העניין. אמנם יש...

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

גילויים

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי לסוכרת ומחלות עיכול וכליות (NIDDK) מעניק F31-DK-113673 (C.L.F.), T32-GM-095421 (C.L.F.), DK-089056 (G.J.M.), פרס מדע בסיסי חדשני של האגודה האמריקאית לסוכרת (#1-19-IBS-192 ל-G.J.M.) ולמרכז לחקר השמנת יתר תזונתית במימון NIDDK (DK-035816), מרכז לחקר הסוכרת (DK-017047) וסוכרת, השמנת יתר ומטבוליזם אימון מענק T32 DK0007247 (T.H.M) באוניברסיטת וושינגטון.

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

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
עדשות דוריותסיביותMFC_200/230-0.57_###_MF1.25_FLTניתן להתאמה אישית
Kopf דגם 1900 מערכת יישור סטריאוטקסיתKopfדגם 1900 Kopf דגם 1900-51
מד גובה מרכזKopfדגם 1900-51 Kopf דגם 1900-51
Kopf דגם 1905 מחוון יישורKopfדגם 1905
Kopf דגם 1911 מקדחה סטריאוטקסיתקופףדגם 1911
קופף דגם 1915 היקף מרכוזקופףדגם 1915
קופף דגם 1922 60 מעלות ללא קרע מוטות אוזנייםקופףדגם 1922
קופף דגם 1923-B עכבר מחזיק ראש הרדמה גזקופףדגם 1923-B
קופף דגם 1940 מיקרו מניפולטורקופףדגם 1940
מיקרו 4 מערכת מיקרו-הזרקהמכשירים מדויקים בעולם-
ברגי עצם עכברפלסטיק אחד00-96 X 1/16
מחזיק צינורית סטריאוטקסית, טבעת 1.25 מ"מThor Labs XCL
נקודת תא מקדחה כירורגיתמדעיתאידיאלית מיקרו מקדחה

מקורות

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. King, B. M. The rise, fall, and resurrection of the ventromedial hypothalamus in the regulation of feeding behavior and body weight. Physiology and Behavior. 87, 221-244 (2006).
  2. Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neural activity. Nature Neuroscience. 8, 1263-1268 (2005).
  3. Roth, B. L. DREADDs for Neuroscientists. Neuron. 89, 683-694 (2016).
  4. Richevaux, L., Schenberg, L., Beraneck, M., Fricker, D. In Vivo Intracerebral Stereotaxic Injections for Optogenetic Stimulation of Long-Range Inputs in Mouse Brain Slices. Journal of Visualized Experiments. , e59534(2019).
  5. Fricano-Kugler, C. J., Williams, M. R., Luikart, B., Salinaro, J. R., Li, M. Designing, packaging, and delivery of high titer crispr retro and lentiviruses via stereotaxic injection. Journal of Visualized Experiments. , e53783(2016).
  6. McSweeney, C., Mao, Y. Applying Stereotactic Injection Technique to Study Genetic Effects on Animal Behaviors. Journal of Visualized Experiments. (99), e52653(2015).
  7. Lowell, B. B. New Neuroscience of Homeostasis and Drives for Food, Water, and Salt. New England Journal of Medicine. 380, 459-471 (2019).
  8. Sidor, M. M., et al. In vivo optogenetic stimulation of the rodent central nervous system. Journal of Visualized Experiments. , e51483(2015).
  9. Faber, C. L., et al. Distinct Neuronal Projections from the Hypothalamic Ventromedial Nucleus Mediate Glycemic and Behavioral Effects. Diabetes. 67, 2518-2529 (2018).
  10. Berndt, A., et al. Structural foundations of optogenetics: Determinants of channelrhodopsin ion selectivity. Proceedings of the National Academy of Scences. 113, 822-829 (2016).
  11. Faber, C. L., Matsen, M. E., Meek, T. H., Krull, J. E., Morton, G. J. A customizable procedure for angled stereotaxic implantation and microinjection in the rodent brain. Kopf Carrier. 96, (2019).
  12. Correia, P., Matias, S., Mainen, Z. Stereotaxic Adeno-associated Virus Injection and Cannula Implantation in the Dorsal Raphe Nucleus of Mice. Bio-Protocol. 7, 2549(2017).
  13. Cardozo Pinto, D. F., Lammel, S. Hot topic in optogenetics: new implications of in vivo tissue heating. Nature Neuroscience. 22, 1039-1041 (2019).

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

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Stereotactic SurgeryAngled Coronal ApproachFiberoptic Cannula ImplantationOptogenetic InhibitionVentromedial Nucleus TargetingAAV MicroinjectionCoordinate CalculationRodent Brain TargetingNeuroscience Technique AdaptationCyanoacrylate Gel Application

מאמרים קשורים