Een gedetailleerde nieuwe procedure voor functionele beeldvorming van wakkere, op het hoofd gefixeerde ratten wordt beschreven.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een gedetailleerde nieuwe procedure voor functionele beeldvorming van wakkere, op het hoofd gefixeerde ratten wordt beschreven.
Anesthetica, vaak gebruikt in preklinisch en fundamenteel wetenschappelijk onderzoek, hebben een depressieve invloed op de metabole, neuronale en vasculaire functies van de hersenen en kunnen neurofysiologische resultaten nadelig beïnvloeden. Het gebruik van wakkere dieren voor onderzoeksstudies is voordelig, maar vormt de grootste uitdaging om de dieren kalm en stationair te houden om bewegingsartefacten tijdens het verzamelen van gegevens te minimaliseren. Wakkere beeldvorming bij kleinere knaagdieren (bijv. Muizen) komt heel vaak voor, maar blijft schaars bij ratten omdat ratten groter en sterker zijn en een grotere neiging hebben om zich te verzetten tegen bewegingsbeperkingen en hoofdfixatie gedurende de lange duur die nodig is voor beeldvorming. Een nieuw model van neuroimaging van wakkere, op het hoofd gefixeerde ratten met behulp van aangepaste handgenaaide stroppen, 3D-geprinte hoofdimplantaten, hoofdkappen en een hoofdframe wordt beschreven. De resultaten verkregen na een enkele studie van single-whisker stimulatie suggereren een toename van de intensiteit van de opgeroepen functionele respons. De verwerving van de opgeroepen functionele respons van wakkere, hoofdvaste ratten is sneller dan die van verdoofde ratten, betrouwbaar, reproduceerbaar en kan worden gebruikt voor herhaalde longitudinale studies.
De meeste fundamentele, preklinische en translationele wetenschappelijke neuroimaging-onderzoeken worden verkregen van verdoofde dieren 1,2. Anesthetica vergemakkelijken experimenten, maar beïnvloeden voortdurend het metabolisme, de bloeddruk en de hartslag van de hersenen en het lichaam3. Het type anestheticum en de duur en wijze van toediening voegen verstorende variabelen toe aan de interpretatie van gegevens die kunnen bijdragen aan reproduceerbaarheid en translationele storingen4. Een belangrijk knelpunt van wakkere, hoofdvaste neuroimagingstudies bij ratten is de vereiste om de rat stationair en kalm te houden tijdens de voorbereidings- en gegevensverzamelingsprocessen. Kleine bewegingen produceren ongerechtvaardigde bewegingsartefacten, die een negatieve invloed kunnen hebben op gegevensanalyse en -interpretaties.
Een nieuw model van neuroimaging van wakkere, hoofdvaste ratten met behulp van aangepaste draagdoeken, driedimensionale (3D) geprinte hoofdimplantaten, hoofdkappen en een hoofdframe is bedacht dat verschillende voordelen biedt voor eenvoudig experimenteren. Het 3D-hoofdimplantaat is licht en bedekt een klein deel van de schedel dat nodig is voor transfixatie. De 3D-geprinte hoofdimplantaten en doppen zijn ontworpen met behulp van computer-aided design (CAD) software. De protocollen van snorharenstimulatie, data-acquisitie, data-analyse en resultaten van verdoofde ratten zijn in detail beschreven in eerder werk 5,6,7.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Alle procedures waren in overeenstemming met de richtlijnen van het National Institute of Health en goedgekeurd door de University of California, Irvine Animal Care and Use Committee. Zeven mannetjes en een vrouwelijke rat (Sprague-Dawley, gewicht: 185-350 g) werden gebruikt in deze studie. Na voltooiing van de studie werden de ratten geofferd met behulp van een overdosis koolstofdioxide.
1. Ontwerp van verschillende componenten
2. Initiële rattenopleiding
3. Sling training
4. Prechirurgische voorbereiding
5. Operatie
6. Wakkere beeldvorming
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De representatieve optische beeldvormingssignalen van een enkele proef met een verdoofde rat en de opgetelde respons (van 40 verzamelde onderzoeken) van een wakkere rat worden getoond (figuur 4). De signaalintensiteit voor single-whisker stimulatie van een wakkere rat kan worden gevisualiseerd op een hogere drempel dan voor de verdoofde rat, met een sterker signaal van het wakkere dier. De C2-snorharen van ratten worden gestimuleerd bij 5 Hz gedurende 1 s en de functionele respons wordt weer...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het gebruik van wakkere, hoofdvaste rattenbeeldvorming biedt veel voordelen op het gebied van gemak en maatwerk. Met de speciaal ontworpen stroppen kunnen de ratten door ademend netmateriaal worden gewikkeld, waardoor het niet nodig is om dieren gedurende langere tijd in gesloten, plastic fixatiekamers te sluiten10,11. Ratten worden kalm en stressvrij gehouden gedurende de lange duur van opeenvolgende beeldvormingssessies met behulp van een zeer lage dosis acepro...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten bekend te maken.
We erkennen Clara Jones, James Stirwalt, Linh Hoang, Young Joon Ha en Amirsoheil Zareh voor hun hulp tijdens het trainen van de ratten en de voorbereiding van de slings. Financiering werd verstrekt door de National Institutes of Health (NIH, Grant Number: NS119852) en Leducq Foundation (Grant Number: 15CVD02).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Rats | Charles River | Sprague Dawley | |
| Isofluraan | Pivetal | 21295098 | Algemeen anestheticum |
| Lidocaine HCl 2% injectie | Phoenix | L-2000-04 | Locaal verdovingsmiddel |
| Atropine sulfaat injectie | Vedco | 5098907512 | Help bij ademhaling |
| Lactated Ringer's injectieoplossing | Vedco | 50989088317 | |
| Flunixin injectie | Vedco | 6064408670 | Pijnmanagement |
| Enrosite injectie (Enrofloxacine 2,27%) | VetOne | 501084 | Om infectie te voorkomen |
| PromAce injectie (Acepromazine maleaat) | Boehringer Ingelheim | 136059 | |
| Animax zalf | Dechra Veterinary Products | 122-75 | actieve ingrediënten van nystatine 1000 eenheden per gram, neomycinesulfaat 2,5 mg per gram, thiostrepton 2500 eenheden per gram en triamcinolonacetonide 1 mg per gram |
| Puralube oogzalf | Dechra Veterinary Products | 211-38 | |
| Povidon-jood PVP prep pads | Medline | MDS093917 | Betadine generiek |
| Isopropyl alcohol wattenstaafjes | BD | 326895 | |
| Vetbond weefselkleefstof | 3M | 1469SB | |
| Boor (boorkop), standaard operatorium carbide | SS White Burs | 14829 | #3 boor |
| Schroeven, 00-90 x 1/8 platkop roestvrij staal | J.I. Morris | F0090CE125 | Ankerschroven |
| Stereotactisch systeem | Kopf Instruments | 1430 | |
| Homeotherme verwarmingsdeken | Harvard Apparatus | 50-7220-F | |
| Pulsoximeter & hartslagmeter | Kent Scientific | MouseStat Jr. | |
| Petrolatum | Fisher Scientific | P66-1LB | Vaseline generiek |
| Draad, blank koper | Fisher Scientific | 15-545-2C | 20 gauge |
| Teets Cold Cure poeder | Pearson Dental | C73-0054 | actief bestanddeel: Methyl Methacrylaat |
| Teets Cold Cure vloeistof | Pearson Dental | C73-0078 | actief bestanddeel: Methyl Methacrylaat |
| Siliconen malrubber | Smooth-On | Body Double Fast | siliconen polymeer |
| Metricide 28 (kiemdodende stof) | Metrex | Oct-05 | |
| India inkt, zwart | Pelikan | 301051 | |
| Tandartsboor | NSK Dental | Ultimate XL-F | |
| 3D-printer | Prusa Research | i3 MK3S+ | |
| Naaiklemmen | Velcro | 90030 | |
| Huisdier screening utillity stof | Joann | 10173334 | Netwerk materiaal |
| Boor (boorkop), standaard operatorium carbide | SS White Burs | 14829 | #1 boor |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.