Name: 7 機能的磁気共鳴分光ウィスカ アクティベーション中にラットのバレル皮質の T (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-08T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 26 s
Description: 学ぶBOLD fMRIと1H-MRSを用いたラットのバレル皮質における乳酸変動の計測法。ヒゲ刺激中の代謝変化を非侵襲的にリアルタイムで追跡し、神経活動とエネルギー代謝の関係を解明する。

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この作品は、ANR 10 LABX 57 の参照およびフランス語-スイスの ANR FNS 付与参照 ANR-15-CE37-0012 LabEx トレイル グラントによって支えられました。著者はリアン Trotier の彼の技術的なサポートをありがちましょう。

動物のすべてのプロシージャは、1986 年 11 月 24 日 (86/609/EEC) の欧州社会理事会指令の動物実験ガイドラインにしたがって運営しました。プロトコル フランス農水省森林の倫理的ガイドラインを満たしてし、ローカル倫理委員会によって承認された (Comité d 'éthique 注ぐ L' expérimentation Animale ボルドー n ° 50112090 A)。
注: 氏測定中に麻酔と生理学的モニタリング (体温、呼吸数) の適切なレベル、不可欠な要件です。
1. 動物
<ol><li>350 と 450 g の間の重量を量る Wistar ラットを使用します。</li>
	<li>12:12 h: 明暗サイクルし食品を提供し、自由水のそれらを保ちます。</li>
</ol>2. 麻酔
<ol><li>麻酔に必要な機器を準備 (図 1 a, B、材料表を参照してください): 生理食塩液 (240 μ g/kg/h、灌流率が 20 μ L/分) におけるメデトミジンを含む 5 mL シリンジ 0.5 mL シリンジ含むアチパメゾール (食塩液 0.5 mL で 20 μ) と眼軟膏。 注意: 氏の買収時磁場に近い麻酔のシリンジ ポンプの配置は, メデトミジンの入った 5 mL 注射以外、レンジフードの下ですべての機器。</li>
	<li>誘導室でラットを配置、4% イソフルランを提供することにより、麻酔を開始し、1.5 L/分の酸素流量を調整します。</li>
	<li>足反射の撤退を評価することにより、麻酔の深さを評価します。</li>
	<li>ラットが刺激に応答しないとき麻酔ボックスから取る、イソフルラン マスクの鼻とベンチの上に置きます、1.5 L/分で酸素の 2.5% を提供することで麻酔を維持します。</li>
	<li>そっと尾をマッサージし、止血帯 (図 1) を配置します。 メモ: 38 ~ 42 ° C、静脈の良い血管拡張を取得する温度のぬるま湯でマッサージを実行できます。</li>
	<li>以前ヘパリン、左または右の尾静脈の末梢静脈カテーテル (22 G) を挿入します。静脈還流が観察されることに注意してください (血の滴が針の遠位部に表示される) とき、カテーテルが正しく挿入 (図 1)。</li>
	<li>生理食塩液とヘパリンを含む 2 mL 注射器を使用してカテーテル デッド スペース容積に空気の泡を吹きます。</li>
	<li>眼軟膏を適用し、実験の終わりにラットを目覚めさせるアチパメゾール (17 μ g/mL) の入った注射を準備します。</li>
</ol>3. ラットひげ刺激に対する磁石の配置
<ol><li>磁石ベッド上呼吸センサーを設置し、マグネット ベッドにベンチからラットを転送します。胸部と磁石のベッドの間に呼吸センサーを用いたイソフルラン マスク鼻と腹臥位に配置します。 注: MRI の部屋に入るすべての機器は、MRI セーフをする必要があります。</li>
	<li>ラット配置中 (4% から 1.5%-2%) からイソフルランを減少し、この手順の終わりにメデトミジンに麻酔を切り替えます。右のひげが無料、ラットのひげの動きを可能にする MRI ベッドをあらかじめフロント右の端を切ったことを確認します。</li>
	<li>テープの位置にラットを押し、毎分 60 と 80 の呼吸の間にある必要があります、呼吸を監視します。</li>
	<li>紙テープ (図 2) ですべて右のひげをトラップする帆を確認します。ラット MRI ベッドに沿って空気パフ システムの柔軟なアウトレット パイプ チューブの終了部分が垂直であるので、帆から約 1.5 cm の位置を合わせます。それを紙テープで固定します。</li>
</ol>4. ひげ刺激に対する
<ol><li>ソレノイド コントロール バルブ入力やソレノイド コントロール バルブの出力 (図 3) にアウトレット パイプに圧縮空気のソース (1 つの棒) から柔軟なインレット パイプを接続します。ソレノイド コントロール バルブが磁石の部屋の外にとどまることを確認します。</li>
	<li>電磁弁と、トランジスタートランジ スター論理 (TTL) を使用してマグネットにパルス デバイスをプラグイン-ポート。構成、パルス周波数 = 8 Hz のパルス時間 = 20 s、および休憩時間 = 10 秒。 注: これらのパラメーターは、小型の液晶上で可視化 (LCD) 画面を表示、3 つの専用類推ポテンショメータは、調節可能な経由で。パラダイムを制御、電子のパルス デバイス (正しい後処理) の時間パラメーターでずれを避けるために高品質の電子部品で構成される必要があります。</li>
</ol>5. BOLD 法取得
<ol><li>ラットの脳に置き、それが直立位置と耳バーを使用して、それを維持します。ラットの頭部 (図 4 a) 上記ボリューム配列コイルを置き、テープを使用してそれを修正します。(前後の動き、回転なし、帆のない摩擦) に帆が正しく動いているかをチェック、空気パフ システムがオンに。その後、スイッチをオフにします。</li>
	<li>磁石の中心にベッドとコイルを挿入します。ベッドは、磁石の内部空気パフ システム上; 一度、帆のまだ移動が正しくことを確認します。その後、スイッチをオフにします。メデトミジンにイソフルラン麻酔から完全に切り替える (灌流率: 20 μ L/分)。</li>
	<li>チェック ネズミはよくあるローカリゼーション シーケンスを使用して (TE = 2.5 ms;TR = 100 ms。平均 = 1;繰り返し = 1;スライス = 1 mm画像サイズ = 256 x 256;視野 (FOV) = 50 × 50 mm;スキャン時間 = 12 s 800 ms)。命令の名前にローカライザーシーケンス タブをドラッグし、[続行] をクリックします。</li>
	<li>命令の名前、中心視野には脳の真ん中にT2_Star_FID_EPIシーケンス タブをドラッグし、編集したスキャン命令を開く調整プラットフォーム」タブをクリックします。B0地図を記録し、スキャン シムに進みます。 注: B0マップの次のパラメーターを使用: 最初のエコー時間 = 1.65 ms;TR = 20 ミリ秒、平均 = 1;反転角度 = 30 °;エコー間隔 = 3.805 ms;スライス = 58 mm画像サイズ = 64 x 64 x 64;FOV = 58 x 58 x 58 mmスキャン時間 = 1 m 24 スキャン シムの 920 のさんは、次のパラメーターを使用: ボクセル選択励起 = 蒸気ガウシアン パルス;テ = 5 ms。混合時間 = 10 ms。取得期間 = 204.8 ms;帯域幅 = 10,000 Hzドウェル時間 50 μ s を =)。</li>
	<li>T2 Star_FID_EPIシーケンスを開始 (TE = 16.096 ms;TR = 500 ms。平均 = 1;繰り返し = 600。スライス = 1 mm4 つの連続したスライス。画像サイズ = 128 x 128;FOV = 20 x 20 mm帯域幅 = 333,333.3 Hzスキャン時間 = 5 分 00 秒)。 注: TTL ポートによる外部トリガー信号がシステムを起動空気パフ同時に。パラダイム = [20 s 活性化 + 10 s 残り] 600 のスキャン、スキャンごとの 500 ms の総持続期間のための x 10。スライスがバレル フィールド領域の中央を中心に。</li>
	<li>最初の 1 つと比較し、ラットが T2_Star_FID_EPI シーケンス中に移動するかどうかを確認する別のローカリゼーション シーケンス (5.3 1 つで説明されている手順と同じ) を取得します。</li>
	<li>初期位置にベッドをもたらす、ボリュームのアレイ コイルを取り外して表面コイルを接続します。</li>
</ol>6. 大胆な処理
<ol><li>T2 Star_FID_EPI ファイルを開き、画像表示T2 Star_FID_EPI 画像を読み込みます。FunControllerと呼ばれる、機能のコント ローラーの起動時のウィンドウを開きます。</li>
	<li>この処理] タブで [機能イメージング ウィンドウ] と刺激プロトコル定義 (期間との交代/オフ期間、パラダイムに対応するを使用)。</li>
	<li>プロトコルのウィンドウ (600 のフレームを持つデータセット) を選択、 [期間] タブと、タブオフ期間反転属性タブをクリックで 20 の 40 の値を挿入し、選択する左にスライダーを刺激状態、値1。</li>
	<li>前処理のウィンドウで面内メジアン フィルターの前処理と後処理のためのメディアン フィルター (2 D、3 D)をクリックします。</li>
	<li>[実行] タブをクリックして、オーバーレイ ルックアップ表を調整するカーソルをドラッグします。活性化された脳の領域 (図 4 b) を視覚化します。</li>
</ol>7. プロトン MRS 買収
<ol><li>表面コイルを正しい位置、ラット頭部の位置を変更します。磁石の内部磁石中心で水平と位置しながら左のバレル皮質直上表面コイル (図 5 a) を置くことができるように (約 30 ° 時計回り) の頭を回転させます。</li>
	<li>表面コイルを置いて、テープ (図 5 b) を用いたラット脳の修正、(前後の動き、回転なし、帆のない摩擦) に帆が正しく動いているかをチェック、空気パフ システムがオンに。その後、スイッチをオフにメイン スイッチで。</li>
	<li>空気パフ システムがオンのとき、ベッドが磁石の中に帆が正しく動いていることを確認してください。その後、スイッチをオフにします。</li>
	<li>ラットはローカリゼーション シーケンスを使用して正しく配置されますを確認します。パラメーターを次のように設定: TE = 2.5 ms;TR = 100 ms。平均 = 1;繰り返し = 1;スライス = 1 mm画像サイズ = 256 x 256;FOV = 50 × 50 mm;スキャン時間 = 12 s 800 ms。<ol>
<li>命令名ウィンドウにローカライザーシーケンス タブをドラッグし、スキャン プログラムを実行する続行] タブをクリックします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>脳定位が正しければ、命令名ウィンドウでT2_TurboRAREシーケンス タブをドラッグし、スキャン プログラムを実行する続行をクリックします。以前の大胆な fMRI の獲得とともに、これらの解剖学的画像は夫人の S1BF に、ボクセルの正しいローカライズになります。 注: T2_TurboRARE パラメーターが 14 スライス、スライス、FOV あたり 2 mm 2.5 × 2.5 cm、TE = = 100 ms、TR = 5,000 ミリ秒、マトリックス 128 x 128、シーケンス時間を = = 2 分 40 秒。</li>
	<li>S1BF エリアの中央にボクセル (高さ 2 mm、長さ 2.5 mm、深さ 3 mm) を配置、命令名ウィンドウにレーザーシーケンスのタブをドラッグします。<ol>
<li>T2 画像 (図 6) のゾーンをローカライズするのにラットの脳アトラスと BOLD 法強化を使用します。編集済みスキャン命令を開く調整「プラットフォーム」タブをクリックしてします。揺れるタブをクリックし、それを調整する少し受信コイルのインピー ダンス (電子負荷) を変更します。チューニングが完了する命令エディターを終了し、編集された命令に変更を適用する [適用] タブをクリックします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>B0地図を記録し、シムをスキャンして、そして地元のシムを実行に進みます。 注: B0マップの次のパラメーターを使用: 最初のエコー時間 = 1.65 ms;TR = 20 ミリ秒、平均 = 1;反転角度 = 30 °;エコー間隔 = 3.805 ms;スライス = 58 mm画像サイズ = 64 x 64 x 64;FOV = 58 x 58 x 58 mmスキャン時間 = 1 m 24 スキャン インナーシム 920 のさんは、次のパラメーターを使用: ボクセル選択励起蒸気ガウシアン パルス;テ = 5 ms。混合時間 = 10 ms。取得期間 = 204.8 ms;帯域幅 = 10,000 Hzドウェル時間 50 μ s を =。地元のシムでは、次のパラメーターを使用して: 水の抑制、取得期間を蒸気 = 1,363.15 ms;ポイント = 4,096;Hz の帯域幅 = 3,004.81 Hzppm で帯域幅 = 10 ppm;ドウェル時間 = 166.40 μ s;スペクトル分解能 = 0.37 Hz/ポイント。レーザーのパラメーター: エコー時間 = 19.26 ms;TR = 2,500 ミリ秒;平均値 = 128 または 32;スキャン時間 = 5 分 20 秒または 1 分 20 秒。獲得ポイント = 4,096 です。</li>
	<li>1H-MRS を実行します。<ol>
<li>1休息期間中に最初の H 夫人買収を開始 (4 x 32 レーザー スキャン + 128 レーザー スキャン; 2,500 ミリ秒ごとスキャン)。</li>
		<li>記録された最初のものと比較し、ラットがレーザー買収時に動かないことを確認する別のローカリゼーション シーケンス (5.3 1 つで説明されている手順と同じ) を取得します。</li>
		<li>ウィスカ活性化レーザー シーケンス中に1H-MRS を実行 (4 x 32 レーザー スキャン + 128 レーザー スキャン; 2,500 ミリ秒ごとスキャン)の空気パフ システム (パラダイム = 20 活性化と 10 の残りの s)。</li>
		<li>もう一度、ラットが移動するかどうかを確認するローカリゼーション シーケンスを実行します。 注: スキャンと休憩/有効期間数適応および変更できる、常にローカリゼーション シーケンスを定期的に行い、ラットが移動されていないことを確認します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>初期位置にベッドをもたらす、表面コイルを削除およびラットをベンチに戻る。アチパメゾールを麻酔を反転し、それを目覚めさせるネズミの背中の皮膚のひだに注入します。</li>
</ol>8. プロトン MRS 処理
<ol><li>LCModel ソフトウェアを開き、正しいデータ型 (自由誘導減衰ファイル) を選択し、右のファイルを選択する適切なタブをクリックします。これが完了したら、 [ok]タブをクリックします。</li>
	<li>数量コントロール パラメーター ステップ バイ ステップを最適化します。<ol>
<li>[タイトル] セクションで、手動でタイトルを入力し、該当するフィールドに必要な値を手動で入力して十分な ppm の範囲 (例えば4.0 を 0.2 ppm) を定義します。</li>
		<li>基本ファイルセクションで選択し、正しく高分子ベースラインに合わせて必要なファイルをダウンロード (ソフトウェアのプロバイダーによって提供されることができます)。</li>
		<li>定義し、入力制御パラメーターをロードします。保存の準備すべての便利なファイルの種類を事前のプロセス (テーブル コンパクト テーブル。PS = 必要な PostScript 出力;CSV スプレッドシート; の形式を =座標プロットの座標を =)。LCModel 定量化を開始する、[ RunLCModel ] タブをクリックします。</li>
	</ol>
</li>
	<li>統計を生成する選択した代謝産物を定義します。 注: LCModel 代謝物の定量を提供し、Cramér ラオの下界 (CRLB) と呼ばれる値によってエラーを予測します。値、CRLB と < 15 は最適な数量として考慮されます。CRLB 25 > は、信頼性の低い値を示します。</li>
</ol>

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<li>Baslow, M. H., Hrabe, J., Guilfoyle, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+relationship+between+neurostimulation+and+N-acetylaspartate+metabolism+in+the+human+visual+cortex%3A+evidence+that+NAA+functions+as+a+molecular+water+pump+during+visual+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">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.</a> Journal of Molecular Neuroscience. 32, 235-245 (2007).</li>
<li>Mangia, S., Tkac, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+relationship+between+neurostimulation+and+N-acetylaspartate+metabolism+in+the+human+visual+cortex%3A+evidence+that+NAA+functions+as+a+molecular+water+pump+during+visual+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">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.</a> Journal of Molecular Neuroscience. 35, 245-248 (2008).</li>
<li>Baslow, M. H., Hrabal, R., Guilfoyle, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+the+authors+to+the+Letter+by+Silvia+Mangia+and+Ivan+Tkac%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Molecular+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Response of the authors to the Letter by Silvia Mangia and Ivan Tkac.</a> Journal of Molecular Neuroscience. 35, 247-248 (2008).</li>
<li>Barros, L. F., Weber, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CrossTalk+proposal%3A+an+important+astrocyte-to-neuron+lactate+shuttle+couples+neuronal+activity+to+glucose+utilisation+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">CrossTalk proposal: an important astrocyte-to-neuron lactate shuttle couples neuronal activity to glucose utilisation in the brain.</a> The Journal of Physiology. 596, 347-350 (2018).</li>
<li>Bak, L. K., Walls, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CrossTalk+opposing+view%3A+lack+of+evidence+supporting+an+astrocyte-to-neuron+lactate+shuttle+coupling+neuronal+activity+to+glucose+utilisation+in+the+brain%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">CrossTalk opposing view: lack of evidence supporting an astrocyte-to-neuron lactate shuttle coupling neuronal activity to glucose utilisation in the brain.</a> The Journal of Physiology. 596, 351-353 (2018).</li>
</ol>

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チトクロム酸化酵素染色9を使用して観察することができます 4 皮質層内の領域であり、主として記述されていたをされているので、その組織がよく知られているバレル皮質、体性感覚皮質またはバレル フィールドの S1BF とも呼ばれます10,11。1 つの vibrissa は、約 19,000 ニューロンが12列で編成されています 1 つのバレルに接続されます。ウイスカー-バレル皮質経路は、いくつかの利点を持っています。最初に、アクティブにする磁石内 MRI 対応空気パフ システム、(S1BF 領域の最も大きい部分にはボクセルの MRS が実行されるすべてのひげのサイズにおよそ対応することを確認する簡単に手作りすることができますを使用して内に圧迫され vibrissa の最大の刺激を可能にする帆)。第二に、右ウィスカ活性化左のバレル皮質の活性化につながるし、この脳領域の高感度表面コイルの使用を可能にする体性感覚野に位置します。第三に、...

脳は、両方の貢献と地域の脳活動の変化によって、その利用のための主要な基質 (すなわちブドウ糖)、規制をできる組み込みのメカニズムを所有しています。ブドウ糖は、脳の主要なエネルギー基質が、近年の実験は、アストロ サイトのプロデュース、その乳酸は、ニューロンの効率的なエネルギー基質をある可能性がありますを示しています。これはニューロンとアストロ サイトの1間乳酸シャトルの仮説を発生させます。グリア-ニューロン乳酸シャトル2ANLS、として知られている理論は非常にまだ討論されるが、血糖値が提案につながっている、アストロ サイト, それはどこに代謝される入力ニューロンに直接行くよりもむしろ乳酸が代謝物、効率的なエネルギー基質として使用ニューロンに移しました。機能的脳イメージング (陽電子放射断層撮影 [PET]) における基礎技術の理解と観察代謝変化を解読するためのいくつかの重要な結果にならないようなシャトルが生体内で存在する場合で脳の病態。
脳の代謝を研究して、特に、代謝相互作用ニューロンとアストロ サイト、4 つの主要技術、利用可能な (ないを含むマイクロ/ナノセンサー): 放射線写真法、ペット、2 光子蛍光共焦点顕微鏡、および夫人。オートラジオグラフィーによる最初の手法の一つであったし、放射性の14C 2-デオキシグル コース脳スライスにおける放射性18の地域の取り込みの画像体内ペット利回り中の地域集積の画像を提供しますF-デオキシグル コース。彼らの両方は低空間分解能画像を生産しながら薔薇の分子を使用しての欠点を持っています。2 光子顕微鏡、蛍光プローブの携帯の解像度を提供しますが、組織による光散乱イメージング深さ。これらの 3 つのテクニックは、ウィスカ刺激3,4,5,6中に齧歯動物で neuroenergetics を勉強する以前に使用されています。生体内で夫人と非放射性、非侵襲的であることの二重の利点があり、どんな脳の構造を調べることができます。また、夫人は、神経活性化、齧歯動物7で非常に最近開発された機能的な夫人 (fMRS) と呼ばれる技術の中に実行できます。そこで、脳代謝体内 1H-MRS は、および非侵襲的脳活動を監視するためのプロトコルを提案します。プロシージャは、7 T 磁気共鳴 (MR) 撮像素子内で直接実行空気パフひげ刺激によって得られる脳の活性化で健康なラットに記載されてが、遺伝子組み換え動物にだけでなく、あらゆる病態に適合させること.

<table><tbody><tr><td>0.5 mL 注射器(針付き</td>) <td>Becton, Dickinson and Company, USA</td><td>2020-10</td><td>0.33 mm (29 G) x 12.7 mm</td></tr><tr><td>1H 分光法 表面コイル</td><td>ブルカー、エットリンゲン、ドイツ</td><td>T116344</td><td></td></tr><tr><td>7T Bruker Biospec system</td><td>ブルカー、エットリンゲン、ドイツ</td><td>70/20 USR</td><td></td></tr><tr><td>Arduino Uno ベースのパルス装置</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td></td></tr><tr><td>アチパメゾール</td><td>V&eacute;トキノール、SA、フランス</td><td>V8335602</td><td>アンチセダン、4.28 mg</td></tr><tr><td>呼吸マスク</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td></td></tr><tr><td>眼軟膏</td><td>TVM laboratoire、フランス</td><td>40365</td><td>オクリーゲル 10 g</td></tr><tr><td>インダクションチャンバー</td><td>カスタムメイド</td><td></td><td>30x17x15 cm</td></tr><tr><td>インレットフレキシブルパイプ</td><td>ガーデナ、ドイツ</td><td>1348-20</td><td>直径 4.6 mm、長さ</td></tr> <tr><td>3mイソフルランポンプ、モデル100シリーズ気化器、クラシックT3</td><td>Surgivet、ハーバード</td>装置<td>WWV90TT</td><td>OH 43017、米国</td></tr><tr><td>イソフルラン、吸入用液体</td><td>Vertflurane、Virbac、フランス</td><td>QN01AB06</td><td>1000 mg / mL</td></tr><tr><td>KD科学シリンジポンプ</td><td>KD sientific、ホリストン、米国</td><td>Legato 110</td><td></td></tr><tr><td>LCModelソフトウェア</td><td>LCModel Inc.、オンタリオ州、カナダ</td><td>6.2</td><td></td></tr><tr><td>メデトミジン塩酸塩</td><td>V&eacute;toquinol, S.A., France</td><td></td><td>QN05CM91 Domitor, 1 mg/mL</td></tr><tr><td>絆創膏のマイクロポアロール</td><td>3Mマイクロポア、ミネソタ州、米国</td><td>MI912</td><td></td></tr><tr>絆創膏3Mマイクロポアの<td>マイクロポアロール</td><td>、ミネソタ州、米国</td><td>MI925</td><td></td></tr><tr><td>生理学的パラメータのモニタリングシステム</td><td>SA Instruments, Inc, Stony Brook, NY, USA</td><td>モデル 1025</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>フレゼニウス・カビ、ドイツ</td><td>B05XA03</td><td>0.9 % 250 mL</td></tr><tr><td>アウトレット フレキシブルパイプ</td><td>ガーデナ、ドイツ</td><td>1348-20</td><td>直径 4.6 mm、長さ 4m</td></tr><tr><td>パラビジョン ソフトウェア</td><td>ブルカー、エットリンゲン、ドイツ</td><td>6.0.1</td><td></td></tr><tr><td>末梢静脈内カテーテル</td><td>テルモ、渋谷、東京、日本</td><td>SP500930S</td><td>22 G x 1", 0.85x25 mm, 35 mL/min</td></tr><tr><td>ラットヘッドコイル</td><td>ブルカー、エットリンゲン、ドイツ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ソディックヘパリン、注射液</td><td>Choai、サノフィ、パリ、フランス</td><td></td><td>B01AB01 5000 IU/mL</td></tr><tr><td>ソレノイド制御バルブ、プランジャーバルブ 2/2 ウェイ 直動式</td><td>ブルケルト、ドイツ</td><td>3099939</td><td>モデル タイプ 6013</td></tr><tr><td>テルモ 2 ml シリンジ</td><td>テルモ、渋谷、日本</td><td>SY243</td><td>21 g x 5/8" 針</td></tr><tr><td>テルモ 5 mL シリンジ</td><td>テルモ、渋谷、Tokyo, Japon</td><td>05SE1</td><td></td></tr><tr><td>Wistar RJ-Han rats</td><td>Janvier Laboratories, France</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

7 機能的磁気共鳴分光ウィスカ アクティベーション中にラットのバレル皮質の t

Functional Magnetic Resonance Spectroscopy at 7 T in the Rat Barrel Cortex During Whisker Activation

核磁気共鳴 (NMR) 分光学は脳代謝物内容vivo で測定する機会を提供し、非侵襲的です。過去 10 年間と磁場の強さの増加技術発展のおかげで、良い解像度スペクトル体内ラット脳で得ることが可能です今。Neuroenergetics (すなわち、脳代謝の研究)、異なった細胞のタイプ間の特に、代謝相互作用は、近年ますます多くの関心を集めています。これらの代謝の相互作用の中でニューロンとアストロ サイトの間乳酸シャトルの存在は現在でも議論します。それは、したがって、脳の活性化とモニターの乳酸のラットモデルにおける機能的なプロトン磁気共鳴分光法 (1H-MRS) を実行する大きな関心の。ただし、メチル乳酸ピークは脂質共鳴ピークが重複し、定量化することは困難です。下記プロトコルができ代謝活性化脳領域で監視する変動を乳酸します。ひげ刺激による脳活性化が得られるし、 1H 夫人は血酸素レベル依存機能的磁気共鳴画像 (BOLD 法) を使用してその領域が検出された対応するアクティブ化されたバレル皮質で実行されます。すべての手順が完全に記述されている: 麻酔薬、コイル、および達成の磁石、およびデータ処理で直接効率的なひげ刺激に対するシーケンスの選択。

このプロトコルは、磁石で直接右ひげ刺激によって得られる脳賦活時の代謝変動の定量化できます。
本研究では大胆な fMRI の全体的な目標だったひげ刺激に対するだった効率的なアクティブな S1BF 領域を可視化して1H fMRS ボクセルを正しく検索することを確認します。ウィスカの活性化のために構築されたデバイスは効率的です。確かに、右のひげを自家製空気パフ システム、刺激されたとき肯定的な大胆な信号が体性感覚バレル フィールドの S1BF とも呼ばれます左バレル皮質 (図 4 b) の検出されました (n = 8)。背景のみが右半球で検出されたに対し、8 のうちラットの左のバレル皮質の肯定的な信号強調が検出されました。ひげ刺激に対するなし BOLD 法が実行されたときは、左または右 S1BF、信号強調認められなかった.
<p class="jove...

(呼ばれる S1BF) 対応する体性感覚バレル フィールド皮質領域が正しく磁気共鳴イメージング (大胆な fMRI) 活性化、主要な血の酸素のレベルに応じた機能によるチェック後本研究の目的は乳酸含量を定量化するにはローカライズされたプロトン磁気共鳴分光法 (1H-MRS) 7 t によって活性化ラット脳における変動

7 機能的磁気共鳴分光ウィスカ アクティベーション中にラットのバレル皮質の T

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy offers the opportunity to measure cerebral metabolite contents in vivo and noninvasively. Thanks to ...

この方法は、神経遺伝学の分野で重要な質問に答え、休息状態と活性化状態の間で起こる代謝変化を解読するのに役立ちます。この技術の主な利点は、非侵襲的な方法でリアルタイムで生体内でこの変動に従う。特にこの技術は、例えばニューロンとリヨセルとの代謝相互作用における特定のタンパク質の役割を決定するために、病理学的または遺伝子組み換え動物に適用することができる。まず、マグネットベッドに呼吸センサーを置き、イオブルランマスクの鼻を持ちやすく、リブケージとマグネットベッドの間に位置する呼吸センサーで、ラットを磁石ベッドに移します。右のヒゲがフリーであることを確認し、テープでラットを固定します。テープを使用して、右のヒゲをトラップし、チューブから出る部分が垂直で、販売から約1.5センチメートルになるように、ラットMRIベッドに沿ってエアパフシステムの柔軟な出口パイプを整列させる販売を行います。その後、より多くのテープでパイプを位置に固定します。次に、フレキシブルな入口パイプを圧縮空気源からソレノイド制御バルブ入力に接続し、出口パイプをソレノイド制御バルブ出力に接続し、ソレノイド制御バルブが磁石室の外に残るように注意します。トランジスタトランジスタロジックポートを使用して、パルス化装置をソレノイドバルブと磁石に差し込み、パルス周波数が8ヘルツ、パルス時間が20秒、静止時間が10秒になるようにデバイスを設定します。ウィスカー刺激のために、脳を直立した位置にラットを置き、耳の棒で動物を固定します。ボリュームアレイコイルをヘッドの上に置き、アレイをテープで固定します。エアパフシステムをオンにして、回転や摩擦のない後部の方向にセールが動くことを確認します。次に、エアパフシステムをオフにして、ベッドエンドコイルを磁石の中央に配置します。血中酸素濃度依存性機能的共鳴画像の場合、販売の動きをもう一度確認し、ラットが十分に配置されていることを確認するためにローカリゼーションシーケンスを使用します。ローカライザーシーケンスタブを命令名にドラッグし、「続行」をクリックします。位置が問題がある場合は、T2スターFID EPIシーケンスタブを命令名にドラッグし、脳の中央に視野を中央に配置し、調整プラットフォームをクリックして編集されたスキャン指示を開きます。次に、B0 マップを記録し、T2 スター FID EPI シーケンスを開始します。ちょうど最初の1と比較し、ラットがT2スターFID EPIシーケンス中に移動したかどうかを確認するために実証したように別のローカリゼーションシーケンスを取得します。その後、ベッドを初期位置に戻し、ボリュームアレイコイルを取り外します。画像を処理するには、T2スターFID EPIファイルを開き、画像ディスプレイでT2スターFID EPI画像を読み取ります。機能コントローラの起動ウィンドウを開き、処理タブで機能イメージングウィンドウを選択します。刺激プロトコルを定義し、プロトコルウィンドウを選択し、オン期間を40に、オフ期間を20に設定します。前処理ウィンドウでは、前処理用の中央値フィルタと後処理用の中央値フィルタ2D 3Dをプレーンに設定します。次に、[実行] をクリックします。カーソルをドラッグしてオーバーレイルックアップテーブルを調整し、アクティブな脳領域を視覚化します。陽子磁気共鳴分光法またはMRSの表面コイルを正しく位置付けるには、ヘッドを時計回りに約30度回転させ、表面コイルを左バレル皮質のすぐ上に水平位置に配置し、磁石の内側の磁石中心に配置できるようにします。表面コイルを差し込み、テープで所定の位置に固定します。エアパフシステムがオンになっているときに、販売がまだ正しく動くことができることを確認してください。その後、磁石にベッドを配置し、再び販売の動きを確認します。示されているように、ローカリゼーションシーケンスで動物の正しい位置を確認し、T2-TurboRAREシーケンスタブを指示名ウィンドウにドラッグします。続けるをクリックしてスキャンプログラムを実行し、体性感覚バレル野原野内のボクセルの正しい局在を可能にします。スキャンの最後に、レーザーシーケンスタブを命令名ウィンドウにドラッグし、ボクセルを体性感覚バレル野外領域の中心に置きます。調整プラットフォームをクリックして編集したスキャン命令を開き、ウォブルをクリックして、調整のために受信機コイルのインピーダンスをわずかに変更します。チューニングが完了したら、[適用] をクリックして命令エディタを閉じ、編集した命令に変更を適用します。B0マップを記録し、休息期間中にプロディエムMRSの取得を開始します。別の局在化シーケンスを取得して最初の配列と比較し、レーザー獲得中にラットが動かなかったことを確認します。次に、エアパフシステムをオンにし、レーザーシーケンスを使用して2番目の陽子MRSを実行します。最終的なローカリゼーションシーケンスを実行して、ラットがベッドを初期位置に戻す前に移動したかどうかを確認します。その後、表面コイルを取り外し、完全に回復するまで監視してベンチにラットを戻します。MRS画像を処理するには、モデルスペクトルまたはLCモデルソフトウェアの線形組み合わせを開き、適切なデータタイプとファイルを選択します。[大丈夫]をクリックし、タイトルセクションでタイトルを手動で入力し、ミリリットルの範囲ごとに適切なパーツを定義します。次に、[LC モデルの実行] をクリックして LC モデルの定量化を開始します。右ウィスカーが自家製エアパフシステムを使用して刺激されると、正のBOLD信号が左バレル皮質(体性感覚バレルフィールドとも呼ばれる)で検出される。解剖学的磁気共鳴画像とラット脳アトラススキームを使用して、BOLD機能MRIによって視覚化された活性化脳領域を使用すると、ウィスカ刺激中に活性化される体性感覚バレルフィールド領域にボクセルを配置することができます。ヒゲ刺激のパラダイムが乳酸含有量の増加をオンにすると、左体性感覚バレルフィールドで観察される。静止期と活性化期間の間の代謝変動をよりよく可視化するために、スペクトル減算を行うことができる。この減算スペクトルから、脳活性化を伴う乳酸塩含有量の増加は、はるかに容易に視覚化することができる。例えばこのラットではN-アセチラスパルテ信号はわずかに低下した。乳酸塩のピークは、安静時にこの生体内のデコンボリューションスペクトルでほとんど検出されないが、LCモデルは良好な精度とクラムでピークを定量化することができた

functional-magnetic-resonance-spectroscopy-at-7-t-rat-barrel-cortex

Research

JoVE Journal

Neuroscience

神経科学

我々は、神経活動と血中酸素レベル依存（BOLD）MRI信号との関係の調査のためのプラットフォームを提供し、齧歯類の脳における同時機能的磁気共鳴イメージングと電気生理学的記録法を開発した。...

齧歯類の脳における同時fMRIと電気生理学

技術が広くマイクロバブルと超音波を用いたマウスにおける血液脳関門を開くために記述されています。このテクニックを使用して、マンガンは、マウスの脳に投与することができる。マンガンは脱分極の神経細胞に蓄積するMRI造影剤であるため、このアプローチは、神経活動のイメージングを可能にします。...

超音波血液脳関門の破壊とマンガン増強MRIを用いた脳機能イメージングの試み

出典: Blanc, J., et al. ウィスカ活性化中のラット樽皮質における7Tでの機能的磁気共鳴分光法J. Vis. 経験。...

ウィスカー刺激中のラットバレル皮質の機能的磁気共鳴分光法

このプロトコルは、齧歯類における同時機能的磁気共鳴画像法及び深部脳刺激のための標準的な方法を記載している。これらの実験のツールを併用することは事実上すべての脳のターゲットに電気的刺激に反応して世界的な下流の活動の探査が可能になります。...

げっ歯類での同時のfMRIと脳深部刺激

この記事は、一次運動皮質代謝に対する両側刺激の影響を調査するために、経頭蓋直流刺激(tDCS)と陽子磁気共鳴分光法(1H-MRS)測定を組み合わせるための基本的なプロトコルを説明することを目的としています。...

一次運動野代謝に及ぼすバイ半球経頭蓋電気刺激効果の測定のためのツールと​​しての磁気共鳴分光法の利用

私たちは、ラットの脳の片側半球に反復経頭蓋磁気刺激(rTMS)を適用し、25mmの字型コイルを両側の頂点から1cm外側に配置し、コイルを45°角度付けました。rTMSには、社内の水冷システムを20分以上使用しました。...

ラットの脳の片側半球に反復経頭蓋磁気刺激

このプロトコルでは、共局在脳波 (EEG) や麻酔下のラットにおける潜在的なマルチ-層流のローカル...

共局在脳波および齧歯動物のローカル フィールド電位の同時記録

このプロトコルは、機能的超音波(fUS)を用いたマウス脳における容積脳血力学的変動の定量化を記述する。感覚刺激に続く3D機能活性化マップの手順と安静状態機能接続性は、麻酔および覚醒マウスにおける例示例として提供される。...

経頭蓋機能超音波画像を用いたマウスにおける脳全体3D活性化と機能結合性マッピング

覚醒した頭部固定ラットの機能的イメージングのための詳細な新しい手順が記載されている。...

覚醒した頭部固定ラットのニューロイメージングのための頭部インプラント

ミリサイズのコイルと組み合わせた低コスト脳波記録システムにより、マウス脳をin vivoで経頭的に刺激する

ここでは、ラットとマウスの高密度微小皮質電位法(μEcoG)記録のための2つのプロトコル(外科手術、移植、記録方法を含む)を紹介します。μECoG記録は、ラット聴覚皮質における層流ポリトロード記録、またはマウス体性感覚皮質における神経活動の光遺伝学的操作と組み合わせて行われます。...

げっ歯類における層流ポリトロードと光遺伝学とマイクロ皮質電図法の統合による皮質処理のマルチスケール研究

学ぶBOLD fMRIと1H-MRSを用いたラットのバレル皮質における乳酸変動の計測法。ヒゲ刺激中の代謝変化を非侵襲的にリアルタイムで追跡し、神経活動とエネルギー代謝の関係を解明する。

7 機能的磁気共鳴分光ウィスカアクティベーション中にラットのバレル皮質の T

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