Name: 뇌 회로의 비 침습적 단절에 대한 표적 신경 부상 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-09-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 58 s
Description: 학습하세요 뇌 회로의 비침습적 단절을 위한 Ping 방법을 MRgFUS와 혈관내 신경독소 투여를 활용하여. 이 기술은 정확한 표적 신경 손상을 유도하여 비표적 조직을 보호합니다.

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저자는 MRI 분야에서 그의 우수한 기술 지원에 대한 르네 잭 로이를 인식합니다. 이 작품은 건강의 국가 학회 (R01 NS102194 KSL및 R01 CA217953-01 MW), 체스터 기금 (KSL), 및 집중 초음파 재단 (KSL 및 JW)에 의해 지원되었습니다.

여기에 설명된 모든 방법은 버지니아 대학 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 승인되었습니다.
1. 시약 준비
<ol><li>수술 당일, 주 사용 가능한 퀴놀리산(QA)의 6.0mL를 준비한다. 용해 450 QA의 mg 4.0 mL의 1.0 N NaOH. 10x PBS의 0.6mL, pH를 7.4로 추가하고 0.22 μm 주사기 필터를 통해 dH2O. 필터로 6.0 mL의 최종 부피를 가져옵니다. 용액은 4 °C에서 2 주 동안 안정적입니다.</li>
	<li>데카플루오로부탄 가스로부터의 프로브 초음파 처리에 의해 일반 식염수로 마이크로 버블의 수성 분산을 준비하고 DSPC/PEG 스테레이트 단층쉘(12)으로안정화한다.</li>
	<li>정상적인 중력에서 부양에 의해 크기 마이크로 버블. 멀티라이저 III 카운터를 사용하여 전자존 감지에 의해 마이크로 버블 농도 와 크기를 결정합니다. 마이크로 버블 농도 및 크기 분포는 각각 6 x 108/mL 및 ~2 μm (평균 입자 직경)이어야한다. 가장 큰 기포는 부양 배제/분리에 의해 제거됩니다.</li>
	<li>또는, 상업적으로 이용 가능한 마이크로 버블을 구입하십시오.</li>
</ol>2. 동물 준비
<ol><li>동물(쥐 또는 마우스)을 납품 후 3일 동안 적응시한다. 여기에 설명된 실험은 스프라그-Dawley 쥐(5-6주)나 텔뇌스팔릭 내부 구조 이종국(tish) 쥐(현지 식민지)를 사용하였다.</li>
	<li>12 시간 빛 아래 동물을 집 : 12 시간 어두운 주기.</li>
	<li>동물의 무게를 기록합니다. 이 정보는 절차 전반에 걸쳐 중요합니다.</li>
	<li>수술 전 기준선을 설정하기 위해 FUS 시술 전날 T2 가중치 MR 이미지를 가져옵니다. T2 이미징에 대한 다음 매개 변수를 사용합니다: 반복 시간/에코 시간 [TR/TE] =3,000/138 밀리초, 3 평균, 시야=29 x 45mm2,매트릭스 크기 = 125 x 192, 슬라이스 두께 = 0.23 mm.</li>
	<li>이소플루란 (4 % 유도, 2 % 유지 보수)으로 동물을 마취시합니다. 발가락 핀치를 사용하여 마취의 적절한 깊이를 확인합니다. 안과 연고를 눈에 바치게 합니다.</li>
	<li>동물의 두피를 면도하고, 탈모 크림으로 남은 모발을 제거합니다.</li>
	<li>마이크로 버블, 조영제 및 QA의 주입을 위해 꼬리 정맥 카테터를 사용합니다. 카테터는 30 G x 1/2 인치 바늘이 장착 된 PE10 튜브의 길이로 구성됩니다. 1 mL 주사기를 분리된 식염수와 함께 두고, 주입에 라인을 사용할 때 제거하고 다시 부착한다.</li>
</ol>3. MRI 및 PING 절차
<ol><li>600 mT/m/ms의 그라데이션 강도로 7T MR 유닛에서 MRI를 수행합니다(그림1 및 도 2). FUS 시스템에 통합된 표면 코일을 사용하여 MRI 인수를 수행합니다. 참고: 실험에 사용되는 FUS 시스템은 세 부분으로 구성됩니다: (i) 초음파 처리 시스템은 MR 호환 사전 집중, 8 요소 환상 어레이, 1.5 MHz 트랜스듀서 (구형 반경 = 20mm ± 2mm, 활성 직경 = 25mm (f-번호 = 0.8), 80 % 전기 음향 효율및 증폭 기조 및 RF어에 연결되는 80 % 전기 음향 효율; (ii) 전방 후방 방향 및 메디오-측면 방향으로 트랜스듀서를 이동하는 MR 호환 전동 포지셔닝 단계; (iii) 위상 변조를 통한 전자 초점을 포함하여 초음파 처리의 전달을 제어하는 써모가이드 워크스테이션(도2).</li>
	<li>마취된 동물을 MR 호환 FUS 시스템의 코일 썰매조립(도 1)에놓기 쉬운 위치에 놓습니다. 썰매의 요람에 통합 된 절개 바와 이어 바를 사용하여 동물을 고정.</li>
	<li>물에 젖은 두피에 어쿠스틱 젤을 바르십시오. 기포가 존재하지 않도록 하고, 트랜스듀서 조립의 물 순환기 부분의 막 장벽을 동물의 두개골 위에 놓고, 두개골 판에 비해 평행 평면 방향으로 가능한 한 트랜스듀서 어셈블리를 낮춥시킵니다. 트랜스듀서의 다이어프램을 동물의 면도 두피에 단단히 대고 두개골 판 위에 직접 놓습니다.</li>
	<li>호흡을 모니터링하기 위해 수술 용 테이프로 신체에 공압 센서를 부착하십시오. 왼쪽 아래 갈비뼈 케이지에 공압 센서를 배치합니다.</li>
	<li>코일, 썰매 및 동물과 함께 FUS 암 어셈블리를 7T MRI장치(그림 1)로이동합니다.</li>
	<li>T2-scout 서열을 실행하여 동물의 머리에 비해 트랜스듀서 어셈블리의 일반적인 물리적 위치를 결정하고 필요에 따라 기계적 조정을한다(도 2). T2 이미징의 매개 변수는 반복 시간/에코 시간 [TR/TE] = 3,000/138 밀리초, 3 평균, 시야 = 29 x 45mm2,매트릭스 크기 = 125 x 192, 슬라이스 두께 = 0.23 mm입니다. 온도측정은 일반적으로 이 프로토콜에서 사용되지 않습니다.</li>
	<li>T2 이미지를 얻어 트랜스듀서 포지셔닝을 구체화합니다. 정확하게, 트랜스듀서 위치를 정의하고 소프트웨어의 타겟팅 기능을 사용하여 초음파 처리의 초점(들)을 지정한다. T2 이미징의 매개 변수는 반복 시간/에코 시간 [TR/TE] = 3,000/138 밀리초, 3 평균, 시야 = 29 x 45mm2,매트릭스 크기 = 125 x 192, 슬라이스 두께 = 0.23 mm입니다.</li>
	<li>초음파 처리 직전에 꼬리 정맥을 통해 300 μL/kg의 마이크로 버블14를 주입하십시오.</li>
	<li>1.5MHz 트랜스듀서를 사용하여 초음파 처리(30ms 웨이브 패킷, 3% 듀티 사이클, 1Hz 버스트 반복 주파수, 240s 지속 시간/초음파 처리)를 생성합니다.</li>
	<li>초음파 처리 직후, 꼬리 정맥을 통해 가다디아미드 조영제를 주입한 다음 T1 가중치 플러스 콘트라스트 스캔을 수행하여 BBB의 개방과 타겟팅의 정확성을 확인합니다. T1 가중 이미징의 매개 변수: TR/TE = 900/12밀리초, 평균 2개, 시야 = 24 x 30mm2,매트릭스 크기 = 208 x 256, 슬라이스 두께 = 0.7mm. 일반적으로 단일 T1 스캔이 수행됩니다.</li>
	<li>FUS 팔과 슬레드를 MRI에서 제거하고 동물을 40°C로 설정된 가열 패드에 놓고 2% 이소플루란 마취를 유지합니다.</li>
	<li>초음파 처리 후 30 분부터 주사기 펌프를 사용하여 꼬리 정맥을 통해 1 6.8 μL /min의 비율로 QA (75 mg / mL 스톡 용액)를 주입하여 225 mg / kg (q.s. ~ 1.0 mL 식염수)의 최종 투여량을 달성하십시오.</li>
	<li>주입이 완료되면 마취를 중단하고 동물이 경고가 될 때까지 가열 패드에 보관하십시오. 동물을 케이지에 넣고 시술 후 몇 시간 동안 15 분마다 활동을 정기적으로 확인하십시오.</li>
	<li>동물을 생체 부란에 반환하고 고통이나 불규칙한 활동에 대한 첫 날 마다 6 h를 확인하십시오.</li>
	<li>어느 날 초음파 처리 후, 초음파 처리 영역에서 손상을 평가하기 위해 T2 가중 MR 이미징을 수행합니다. T2 이미징의 매개 변수: 반복 시간/에코 시간 [TR/TE] = 3,000/138 밀리초, 3 평균, 시야 = 29 x 45 mm2,매트릭스 크기 = 125 x 192, 슬라이스 두께 = 0.23 mm. 이미지는 가능한 조직 손상 /부종을 식별하기 위해 과강도 영역에 대해 평가됩니다.</li>
</ol>4. 뉴런 손실의 사후 분석
<ol><li>불소 옥 히스토케케로 뉴런 손실을 평가하기 위한 4-5일의 초음파 처리, 생존 기간을 허용한다.</li>
	<li>이소플루란으로 동물을 심층적으로 마취하고, 0.1 M 인산염 버퍼(pH 7.4)로 심내 관류를 통해 안락사하고 인산염 완충액의 4%의 파라포름알데히드가 그 뒤를 잇습니다.</li>
	<li>두개골에서 뇌를 제거하고 4 % 파라 포름 알데히드에서 2 일 동안 수정 후.</li>
	<li>극저온 보호를 위해 30% 자당에 뇌를 담그고, 저온보호로 20-30 μm의 두께로 단면을 잘라냅니다.</li>
	<li>젤라틴 슬라이드에 크저스트 산 섹션과 밤새 공기 건조.</li>
	<li>증류수로 슬라이드를 재수화한 다음, 상급 등급에 탈수합니다. 탈수 후, 내림차순 등급 에탄올에서 슬라이드를 재수화합니다.</li>
	<li>궤도 셰이커에서 15분 동안 퍼망가네이트 0.06%의 칼륨으로 슬라이드를 전달합니다.</li>
	<li>헹구는 것은 증류수에서 1분 동안 미끄러져 0.1% 아세트산에 플루오로-제이드 B의 0.001% 용액으로 전달한다. 실온에서 30분 동안 부드러운 동요 하에서 배양하십시오. 헹구는 것은 증류수에서 1분 동안 세 번 미끄러질 수 있습니다.</li>
	<li>슬라이드 워머에서 슬라이드를 건조하고, xylenes에서 3 분 동안 평형화하고, DPX 장착 미디어를 사용하여 커버 슬립을 합니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 할 것이 없습니다.

PING 방법은 비 침습적, 표적 신경 병변을 생성하도록 설계되었습니다. 이 방법은 집중,초음파,3,4,,5,6,7분야에서 강력하고 성장하는 연구의 기초에서 파생됩니다.6 BBB의 일시적인 개방을 통해 뇌 의 특정 영역에 초점 액세스를 제공하는 능력은 일반적으로 뇌에 액세스 할 수없는 에이전트의 다양한 제공하기위한 길을 만들었습니다. 이 기회는 주로 가난한 BBB 투과성을 가지고 치료 에이전트의 중앙 전달을 위해 진행되고있다. PING 방법은 신경 기능 장애에 기여하는 회로를 파괴하는 궁극적 인 목표와 함께 신경 독소를 제공함으로써 다른 방식으로 동일한 기회를 활용합니다. 비정상적인 신경 회로는 특정 신경장애...

이 방법의 목적은 뇌의 표적 영역에서 비 침습적 뉴런 병변을 생산하기위한 수단을 제공하는 것입니다. 이러한 접근 방식을 개발하기위한 근거는 신경 장애에 기여하는 신경 회로를 분리하는 것입니다. 예를 들어, 수술은 약물 내성 간질(DRE)1과같은 특정 의학적으로 난치성 신경 장애 치료에 매우 효과적일 수 있다. 그러나, 유효한 수술 양식의 각각은 두뇌에 바람직하지 않은 부수적인 손상을 생성하는 관점에서 한계를 가지고 있습니다. 전통적인 절제 수술은 출혈, 감염, 혈전, 뇌졸중, 발작, 뇌의 붓기 및 신경 손상2의위험으로 매우 침습적 일 수 있습니다. 최소 침습 또는 비 침습적 인 절제 수술에 대한 대안은 레이저 간질 열 치료 및 방사선 수술을 포함, 이는 또한 DRE에서 발작을 억제에 효과적인 것으로 입증되었다. 최근에는 고강도 집중 초음파(HIFU)에 의해 생성된 열 병변이 발작을 줄이는 데 있어 약속을 보여주었습니다. HIFU는 비침습적입니다; 그러나, 그것의 처리 창은 현재 두개골 의 부근에 있는 비 표적 조직에 열 상해의 리스크 때문에 두뇌의 더 중앙 지역으로 제한됩니다. 이러한 제한에도 불구 하 고, 수술의 혜택 종종 잠재적인 위험을 보다 큽니다. 예를 들어, DRE에 대 한 수술 부수적인 뇌 손상을 생산할 수 있습니다, 발작을 억제 하 고 삶의 질을 향상에 그것의 유익한 효과 일반적으로 수술 위험을 지배.
본 원에 기재된 방법은, 정밀한 침입성 비침습적 유도 수술(PING)을, 부수적인 뇌 손상을 제한하는 동안 신경 회로를 분리하기 위한 목적으로 개발되었다. 이 방법은 신경 독소를 전달하기 위해 BBB를 열기 위해 마이크로 버블의 정맥 주사와 결합 된 저강도 집중 초음파를 활용합니다. 이러한 접근법은뇌3,4,,5,,,6,,7에열병변을 일으키지 않으며, BBB 개구시의 기간은 뇌 의 parenchyma에 BBB 불투과성 화합물을 전달하기 위해 악용될 수 있다. BBB의 개방은 일시적이며 자기 공명 이미징 지침을 사용하여 표적 방식으로 생성될 수 있습니다. 우리의 연구에서, BBB 개방의 기간은 쥐와 마우스에 있는 두뇌 parenchyma의 표적 영역에 순환 신경독소를 전달하기 위하여 이용되었습니다8,,9. 퀴놀리산은 정맥 내투여시잘 견디는 신경독소로, 내장내10,또는 인내8,,9,,11을투여한다. QA 독성의 부족은 무시할 수 있는 것으로 보고 된 그것의 가난한 BBB 투과성때문이다 10. 대조적으로, 뇌 parenchyma에 QA의 직접 주입은 이웃축축12,,13을예비하는 신경 병변을 생성합니다. 따라서, 순환하는 QA가 BBB 개구부의 표적 영역에서 뇌 의 parenchyma에 대한 접근을 얻을 때, 뉴런 죽음은8,,9를생성한다. 따라서 본 방법은 정밀하게 표적화되고 비침습적인 방식으로 초점 신경 손실을 일으킵니다.

<table><tbody><tr><td>7T-ClinScan MRI 시스템</td><td>Bruker Biospin, Ettinglen, Germany</td><td></td><td>MR 이미지 획득</td></tr><tr><td>어쿠스틱 젤</td><td>Litho CLEAR</td><td>11-601</td><td>고점도 음향 투과 젤</td></tr><tr><td>DPX 장착 매체</td><td>전자 현미경 과학</td><td>13512</td><td>수지 기반 커버 유리 장착제</td></tr><tr><td>플루오로 제이드 B</td><td>EDM Millipore</td><td>AG310</td><td>높은 친화도 얼룩 퇴화 뉴런</td></tr><tr><td>Fluovac 마취제 흡착제</td><td>Harvard Apparatus</td><td>34-0388</td><td>유기 마취 청소부</td></tr><tr><td>FUS 시스템</td><td>이미지 가이드 요법, Pessac, France</td><td>LabFUS</td><td>MR 호환 소형 동물 집속 초음파 시스템</td></tr><tr><td>Gadodiamide</td><td>GE Healthcare AS, Oslo, Norway</td><td>Omniscan</td><td>MR 조영제</td></tr><tr><td>Heparin</td><td>SAGENT</td><td>NDC2502140010</td><td>항응고제</td></tr><tr><td>피하 주사 바늘 30G x 1/2</td><td>Becton-Dickinson</td><td>26027</td><td>꼬리 정맥 카테터 삽입</td></tr><tr><td>인슐린 주사기 28G1 / 2 (1ml)</td> <td>EXEL</td><td>26027</td><td>꼬리 정맥 카테터에 주사제 투여</td></tr><tr><td>이소 플루오란 분무기</td><td>SurgiVet</td><td>VCT302</td><td>마취 투여</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Henry Schein</td><td>NDC1169567762</td><td>마취</td></tr><tr><td>KMnO 4</td><td>Sigma</td><td>223468</td> 내부적으로 생산된 <td>Fluoro-Jade B 염색 마이크로버블에 사용되는 시약</td></tr><tr><td></td><td>: A. Klibanov</td><td>305106</td><td>Blood Brain Barrier Disrupting Agent</td></tr><tr><td>Microbubbles (commercial source)</td><td>Lantheus Medical Imaging, North Billerica, MA</td><td>Definity microbubbles</td><td>Blood Brain Barrier Disrupting Agent</td></tr><tr><td>Monitoring & 게이팅 시스템</td><td>작은 동물 기기</td><td>모델 1030</td><td>호흡 모니터링</td></tr><tr><td>멀티사이저 3 쿨터 카운터</td><td>Beckman-Coulter, Hialeah, FL</td><td>멀티사이저 3</td><td>마이크로버블의 평균 크기를 결정하는 데 사용</td></tr><tr><td>Optixcare EYE LUBE</td><td>CLC MEDICA, 온타리오, 캐나다</td><td>11611</td><td>각막 보호제-눈 윤활유</td></tr><tr><td>PE10 튜빙</td><td>Becton-Dickinson</td><td>427401</td><td>꼬리 정맥 카테터 구성 요소</td></tr><tr><td>Quinolinic Acid</td><td>Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX</td><td>CAS 89-00-9</td><td>Neurotoxin</td></tr><tr><td>Sprague-Dawley Rats</td><td>Taconic Biosciences</td><td>SD-M</td><td>쥐 모델</td></tr><tr><td>주사기 펌프</td><td>Carnegie Medicin</td><td>CMA 100</td><td>Quinolinic Acid</td></tr><tr><td>Thermoguide 소프트웨어</td><td>이미지 유도 요법의 제어 전달 Thermoguide Therapy, Pessac, France</td><td>Thermoguide</td><td>Drives Lab FUS System</td></tr><tr><td>Tish Rats</td><td>사내 식민지</td><td></td><td>쥐 모델</td></tr><tr><td>Veet 탈모 크림</td><td>Reckitt Benckiser</td><td></td><td>두피 털 제거</td></tr></tbody></table>

뇌 회로의 비 침습적 단절에 대한 표적 신경 부상

Targeted Neuronal Injury for the Non-Invasive Disconnection of Brain Circuitry

외과 적 개입은 의학적으로 난치성 신경 질환의 특정 유형을 치료하는 데 매우 효과적일 수 있습니다. 이 접근법은 식별 가능한 신경 회로가 간질 및 운동 장애와 같은 중요한 역할을하는 장애에 특히 유용합니다. 현재 유효한 외과 양식, 효과적인 동안, 일반적으로 비 표적 조직에 외과 상해귀착될 수 있는 침략적인 외과 적 절차를 관련시킵니다. 따라서 비침습적 및 신경 독성 기술을 포함하는 수술 접근법의 범위를 확장하는 것이 가치가 있을 것입니다.
여기서, 비침습적 방식으로 뇌의 초점, 신경 병변을 생산하기 위한 방법이 제시된다. 이 접근법은 정맥 내 마이크로 버블과 함께 저강도 집중 초음파를 사용하여 혈액 뇌 장벽 (BBB)을 일시적으로 그리고 집중적으로 엽니다. 일시적인 BBB 개방 기간은 표적 뇌 영역에 체계적으로 투여된 신경 독소를 초점으로 전달하기 위해 악용됩니다. 신경 독소 퀴놀린 산 (QA)은 일반적으로 BBB-불투과성이며, 관류 또는 정맥 내 투여 할 때 잘 용납된다. 그러나 QA가 뇌 조직에 직접 접근할 때 뉴런에 독성이 있습니다. 이 방법은 특정 뇌 영역을 대상으로 쥐와 마우스에서 사용되었습니다. MRgFUS 직후, BBB의 성공적인 개방은 대조 강화 된 T1 가중 이미징을 사용하여 확인됩니다. 절차 후, T2 이미징은 뇌의 표적 부위에 제한되는 부상을 나타내며 표적 부위의 뉴런 손실은 조직학 기술을 활용하여 사후 평가를 확인할 수 있다. 특히, QA보다는 식염수로 주입된 동물은 BBB의 개방을 보여주지만, 점은 부상이나 뉴런 손실을 나타내지 않습니다. 이 방법은 정확한 인트레이스렐 비침습적 가이드 수술(PING)이라고 불리는 이 방법은 신경 회로의 장애와 관련된 신경 장애 치료에 비침습적 접근법을 제공할 수 있습니다.

이 섹션에서는 신코르티컬 이형성증에 위치한 뉴런에 대한 PING의 효과를 설명합니다. 조직 이형성증은 약물 내성 간질을 가진 환자의 뇌에서 흔히 특징이며, 발작-제닉 이형성증의 외과적 제거는발작(15)의탁월한 대조군을 제공할 수 있다. 따라서 이형성뇌 조직에 핑의 효과를 정의하는 것은 중요한 우선 순위입니다. 유전 피질 이형성증의 쥐 모델, 티시 쥐는, 티시 뇌가 일반적으로 위치된 신피질(그림3)아래에위치한 이형성 조직(subcortical band heterotopia)을 나타내기 때문에 이 문제를 연구하기 위해 선택되었다. 이형성증과 지나치게 신경질은 모두 기능적이고 특징적인 신피성 연결을 나타내는 뉴런을 함유하고있다(17,,18).
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프로토콜의 목표는 뇌에서 비 침습적 신경 병변을 생산하기위한 방법을 제공하는 것입니다. 이 방법은 자기 공명 유도 집중 초음파 (MRgFUS)를 사용하여 뇌 의 parenchyma에 순환 신경 독소를 제공하기 위해 일시적이고 초점 방식으로 혈액 뇌 장벽을 엽니 다.

Surgical intervention can be quite effective for treating certain types of medically intractable neurological diseases. This approach is particularly ...

외과 적 개입은 의학적으로 난치성 신경 질환의 특정 유형을 치료하는 데 매우 효과적일 수 있습니다. 현재 유효한 동안 유효한 외과 양식, 일반적으로 비 표적 조직에 외과 상해귀착될 수 있는 침략적인 절차를 관련시킵니다. 따라서, 비침습적이고 신경 병변을 생성하는 기술을 포함하는 외과 적 접근법의 범위를 확장하는 것이 가치가 될 것입니다.이 비디오는 비침습적 방식으로 뇌의 초점 신경 병변을 생성하는 방법을 제시합니다. 이 방법은 정확한 관심 대뇌 비 침습 적 유도 수술이라고하며 약어 핑에 의해 여기에 언급됩니다. 이 방법에 대한 일반적인 접근 은 MR 유도 집중 초음파를 사용하여 혈액 뇌 장벽을 초점하고 참호하게 여는 것입니다.그런 다음 혈액 뇌 장벽을 체계적으로 관리합니다. 신경 독소, 다음 혈액-뇌 장벽이 열렸다 만 뇌 parenchyma에 대 한 액세스를 얻는다. 이 생산자 신경 손실 혈액-뇌 장벽 개방의 대상 영역에 제한.이 방법의 주요 단계는 동물 제제, 핑 절차 및 사후 세포 분석입니다. 마취 된 동물은 가열 패드 위에 수술 커튼에 배치됩니다. 2% ISO 바닥은 마취의 유지 보수 단계에 대한 코 콘을 통해 전달됩니다.청소 라인은 마취를 위해 배치됩니다. 두피는 어쿠스틱 젤의 이후 적용을 준비하기 위해 면도된다. 그런 다음 줄이 꼬리 정맥에 배치됩니다.이 라인은 핑 절차의 초음파 처리 단계에서 마이크로 기포 및 조영제의 투여에 사용되며 포스트 초음파 처리 단계 동안 퀴놀리산의 주입에 사용될 것이다. 줄은 테이프로 고정됩니다. 이 사진은 동물이 집중 초음파 시술을 위해 배치되는 썰매의 주요 특징을 보여줍니다.동물을 썰매에 넣기 위한 준비. 물 비커, 어쿠스틱 젤이 들어있는 주사기 및 작은 드라이버가 필요합니다. 썰매 위에서 이 뷰는 동물을 포지셔닝하는 절차를 보여줍니다.트랜스듀서가 제거되어 썰매 측면에 배치됩니다. 그런 다음 동물이 썰매에 넣고 머리를 배치합니다. 앞시바와 이어 바는 머리를 고정하는 데 사용됩니다.이어 바가 배치되면 작은 드라이버를 사용하여 조여 고정됩니다. 물은 두피의 표면에 적용됩니다. 이어서 두피에 주사기가 있는 어쿠스틱 젤을 적용합니다.추가 물은 어쿠스틱 젤과 트랜스듀서의 베이스에 배치됩니다. 그런 다음 트랜스듀서를 어쿠스틱 젤로 낮추고 고정합니다. 그런 다음 호흡을 모니터링하기 위해 동물의 신체에 공압 센서를 테이프로 붙인다.MRI 및 집중 초음파 장비의 제어실은 두 개의 1차 스테이션으로 구성됩니다. 조사관이 앉아있는 왼쪽의 역은 집중 된 초음파를 대상으로하는 계획 영역입니다. 오른쪽에 있는 스테이션은 MRI 시스템의 제어 영역입니다.MRI 스테이션의 구리 보강 창 B는 7개의 Tesla 자석이 있는 방을 들여다봅니다. 창을 통해 찾고 있습니다. 자석은 자석의 조리개로 이어지는 썰매로 볼 수 있습니다.특수 소프트웨어는 집중 초음파의 대상을 계획하는 데 사용됩니다. 이 소프트웨어는 타겟팅 시스템의 전자 및 기계적 움직임의 조합을 제어합니다. 궤적 플래너는 대상을 정의하고 대상 영역을 선택했습니다.이 경우 샘플 대상은 줄무늬이고 대상 사이트는 T2 가중 코로날 MRI 섹션에 매핑됩니다. 표적을 확립한 후, 동물은 꼬리 정맥 선을 통해 마이크로 버블의 주입을 받습니다. 이 과정은 자석의 먼 쪽에서 촬영이 불가능했기 때문에 창을 통해 볼 수 없습니다.집중 초음파는 마이크로 버블을 주입 한 후 30 초 후에 전달됩니다. 집중 초음파를 전달 한 직후, 다이너마이트를 얻을 꼬리 정맥 라인을 통해 주입된다. 그리고 혈액-뇌 장벽의 개방은 대비강화된 T1 가중 이미징을 사용하여 확인된다.초음파 처리를 받은 후, 동물은 코 콘을 통해 2%ISO 불소 마취가 유지되는 수술 후드로 돌아갑니다. 퀴놀린산으로 채워진 주사기는 주입 펌프에 부착되고 출력은 동물에 1 시간 주입을 위해 꼬리 정맥 라인에 연결됩니다. 피질 기형은 약물 내성 간질과 같은 특정 신경 장애의 외과 표적입니다.티시 쥐는 양측 이종토피아를 특징으로 하는 피질 기형을 가진 유전 신경 돌연변이입니다. 이 실험에서, 티시 쥐에 있는 이종토피아는 두뇌의 양쪽에 표적으로 했다. 프레임 A와 B는 1일 포스트 핑을 촬영한 티시 뇌의 동일한 T2-MRI를 보였다.프레임 A는 일반적으로 위치 신피질의 위치를 나타내고 기본 이종심H는 이종토피아에서 초음파처리의 표적에 해당하는 화살로 표시된 하이퍼강도의 프레임 B 영역에도 도시된다. 흰색 화살표는 이미지의 왼쪽에 있는 이종토피아의 내측 표적을 나타내고, 노란색 화살표는 이종토피아와 이미지의 오른쪽에 있는 측면 표적을 나타냅니다. 5 일 포 핑 동물이 안락사되었고 뇌는 조직학적 분석을 위해 준비되었습니다.불소 옥 염색은 뇌의 퇴행성 뉴런을 식별하기 위해 수행되었다. T2 섹션의 사각형은 오른쪽에 표시된 뇌의 불소 재덴 염색 영역을 나타냅니다. 밝은 황색 녹색 스테인드 영역에는 수많은 퇴행성 뉴런이 포함되어 있습니다.더 높은 배율에서 개별 퇴행성 뉴런을 볼 수 있습니다. 핑 방법은 뇌의 표적 영역에서 뉴런을 파괴하기위한 비침습적 인 접근 방식을 제공합니다. 혈액-뇌 장벽의 트렌치보컬 개방은 체계적으로 투여된 신경독소가 정밀하게 표적으로 한 방식으로 뇌 의 빈혈증에 접근할 수 있게 합니다.이 방법은 쥐와 마우스에서 성공적으로 사용되었습니다. 중요 한 것은, 핑 은 일반적으로 간 질 과 같은 신경 장애 치료에 대 한 외과 개입의 대상 인 뇌 영역에서 신경 회로를 분리 하는 데 사용 되었습니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

hippocampal 회로에 대한 기능 변경 사항을 조사에 대한 다원적 인 측면의 접근이 설명되어 있습니다. Electrophysiological 기술은 부상 프로토콜, 행동 테스트 및 지역 해부 방법과 함께 설명되어 있습니다. 이러한 기술의 결합은 다른 뇌 영역과 과학 질문에 대해서도 이와 유사한 방식으로 적용 할 수 있습니다.

가벼운 외상성 뇌 손상 후 Hippocampal 회로 기능의 수선에 관한 조사

급성 뇌 손상은 날짜에 더 적절한 치료가없는 심각한 부상입니다. 다 광자 현미경은 길이 방향으로 급성 뇌 손상 개발의 과정을 공부하고 설치류에 치료 적 전략을 프로빙 할 수 있습니다. 두뇌의 생체 내 두 광자 이미징 연구 급성 뇌 손상의 두 가지 모델이 프로토콜에 설명되어 있습니다.

세로 두 광자 이미징 다음 마우스의 급성 뇌 외상

이 원고는 마이크로 조직 공학 신경 네트워크의 제작에 대해 자세히 설명합니다. 3 차원 크기의 마이크론 크기의 구조물은 관 모양의 하이드로 겔에 둘러싸인 집적 된 신경 세포군에 걸친 길쭉한 정렬 축색관으로 구성됩니다. 이러한 살아있는 비계는 신경 회로를 재구성하거나 조절하기위한 기능적 중계 역할을하거나 회색 - 흰색 물질 신경 조직학을 모방 한 생물 여과 테스트 베드 (bifidelic test-bed) 역할을 할 수 있습니다.

신경 시스템 재구성, 변조 및 모델링을 위해 해부학 적으로 영감을받은 3 차원 미세 조직 공학 신경 회로망

우리는 유전자와 예측에 관한 분석에 대 한 서로 다른 뇌 영역에서 뚜렷한 세포 인구의 샘플을 얻기 위해 레이저 캡처 서의 사용을 설명 합니다. 이 기술은 쥐 두뇌의 특정 지역에서 외상 성 뇌 손상의 차동 효과의 연구를 수 있습니다.

외상 성 부상에 의해 영향을 하는 뇌 영역의 정위 적 아틀라스 유도 레이저 캡처 기정

이 프로젝트의 목표는 거의 실시간으로 깊은 두뇌 자극의 효과 시뮬레이션 하 고 어떻게 이러한 장치에 영향을 미칠 뇌의 신경 활동으로 의미 있는 피드백을 제공 하는 대화형, 환자 관련 모델링 파이프라인을 개발 하는 것입니다.

대화형, 환자 전용 모델을 사용 하 여 깊은 두뇌 자극 치료를 위한 신경 섬유 책자를 대상으로

여기, 우리로 초파리 감각 신경- vivo에서 결합 하는 수지상 arborization (다) 신경 부상 모델, 라이브 영상, 2 광자 레이저 axotomy/dendriotomy, 그리고 강력한 비행 유전 도구 상자, 를 사용 하 여 프로토콜을 제시 잠재적인 발기인 및 neuroregeneration의 억제제 상영을 위한 플랫폼.

주변에 Neuroregeneration 중앙 신 경계를 연구 하 고 대 한 Vivo에서 초파리 부상 모델

이 프로토콜은 생체 뇌 슬라이스에서 광유전학 자극을 사용하여 먼 뇌 영역에서 장거리 입력의 세포 유형 특정 기능적 연결을 식별하는 일련의 방법을 설명합니다.

마우스 뇌 슬라이스에 장거리 입력의 광유전학 자극을 위한 Vivo intracerebral 입체 전착성 주사

이 프로토콜은 두개골 외상성 뇌 손상의 마우스 모델과 배양된 인간 유도 만능 줄기 세포 유래 세포의 이식에 대한 방법론을 상해 부위내로 시연한다. 이 절차에서 결과의 행동 그리고 조직학 시험은 또한 간략하게 기술됩니다.

인간 유도 만능 줄기 세포 유래 신경 세포의 치료 이식으로 마우스 뇌 손상의 제어 피질 영향 모델

여기에 설명된 것은 각진 관상 접근 법을 사용하여 도전적이고 도달하기 어려운 뇌 영역(공간 제한으로 인해)을 표적으로 할 수 있는 입체적 절차입니다. 이 프로토콜은 마우스와 쥐 모델에 모두 적응할 수 있으며, 바이러스 구조의 캐뉼라 이식 및 미세 주입을 포함하여 다양한 신경 과학 응용 분야에 적용 될 수있다.

다목적 신경 과학 기술을 위한 적응가능한 각진 입체 적 접근 법

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경미한 외상성 뇌 손상의 깨어 있는 폐쇄 두부 손상 모델을 사용하여 시냅스 가소성의 변화 평가

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국소, 폐쇄 시스템 중추 신경계 손상 시스템

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뇌 회로의 비 침습적 단절에 대한 표적 신경 부상

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