Mouse Headpost Implantation: A Method for Head Fixation in Rodents
JoVE Encyclopedia of Experiments
Biologie
0 weergaven • 2:34 min • April 30th, 2023
On an anesthetized mouse whose head is shaved and prepared for surgery, make a length-wise incision to expose the skull. Next, gently remove the periosteum membrane to expose the surface of the skull. This will help the cement adhere better to the bone.
Apply activator to increase bone permeability. Then, in the area between the lambda and bregma landmarks of the skull, apply freshly mixed cement. Slide the headpost from lambda to bregma and apply more cement to ensure it is securely fixed.
Once the cement is completely dry, apply freshly mixed resin on top of the cement and around the headpost. Once the resin is dry, close the cut by suturing the skin.
After confirming a lack of response to toe pinch in a sedated mouse, use a pair of blunt forceps to grasp the skin at the back of the head and use scissors to make a 1.5-centimeter longitudinal incision to expose the skull. Gently scratch the periosteum with a scalpel and apply a drop of green activator onto the middle of the skull to increase the bone permeability.
Next, mix one spoonful of polymer from the implantation kit with five drops of monomer and one drop of catalyzer, and brush a generous amount of cement mix between the lambda and bregma skull landmarks. Using a swiping motion from lambda to bregma, quickly place the headpost onto the cement, and reapply additional cement around the inferior part of the post to ensure that the headpost sticks securely to the skull.
While the cement is drying, mix the resin powder with the resin liquid to a smooth consistency and apply the resulting resin mixture to the dried cement and around the headpost. After allowing the resin to dry for 3 minutes, use a vicryl 4-0 suture to close the skin at the back of the ears and use a cotton swab to apply a 10% to 20% iodine solution to the incision. Then, place the animal under a red light with monitoring until full recovery.
Overzicht
Dit artikel beschrijft een chirurgische procedure voor het implanteren van een hoofdpost in een geanestheseerde muis. De methode omvat het blootleggen van de schedel, het aanbrengen van cement en het vastzetten van de hoofdpost voor daaropvolgende experimenten.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschap
- Chirurgische technieken
- Diermodellen
Achtergrond
- Kopstaven worden gebruikt in diverse neurowetenschappelijke experimenten.
- Juiste chirurgische technieken zijn cruciaal voor het dierenwelzijn en de integriteit van het experiment.
- De botpermeabiliteit kan worden verhoogd om de hechting van het cement te verbeteren.
- Het monitoren van het herstel is essentieel na de operatie.
Doel van de studie
- Om een betrouwbare methode voor de implantatie van een hoofdpost te demonstreren.
- Om minimaal ongemak en een snel herstel voor het dier te waarborgen.
- Om een stapsgewijze handleiding voor onderzoekers te bieden.
Gebruikte methoden
- Anesthesie en voorbereiding van de muis.
- Incisie en blootlegging van de schedel.
- Applicatie van activator en cement.
- Bevestiging van de hoofdpost en sluiten van de incisie.
Belangrijkste resultaten
- De hoofdklem werd stevig aan de schedel bevestigd.
- Monitoring tijdens het herstel waarborgde het welzijn van het dier.
- De methode bleek effectief voor toekomstig experimenteel gebruik.
- Tijdens de procedure werden minimale complicaties waargenomen.
Conclusies
- Deze techniek is een waardevolle aanvulling op de onderzoeksmethodologieën binnen de neurowetenschappen.
- Correcte chirurgische praktijken verbeteren de betrouwbaarheid van de experimentele resultaten.
- Toekomstige studies kunnen voortbouwen op deze methode voor diverse toepassingen.
Veelgestelde Vragen
Relevantie voor de industrie
Het implanteren van een hoofdpost maakt nauwkeurige neurale registratie en stimulatie in knaagdiermodellen mogelijk, wat de validatie van targets bij het ontdekken van neurologische geneesmiddelen ondersteunt. Deze methode verbetert de datakwaliteit door bewegingsartefacten tijdens gedragstesten te verminderen, waardoor het voorspellend vertrouwen in vroege studies naar target-interactie toeneemt. Het is bijzonder relevant voor het mechanistisch wegnemen van risico's bij CNS-targets waarvoor chronische monitoring van neurale activiteit met een hoge getrouwheid vereist is.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt stabiele hoofdfixatie mogelijk voor longitudinale neurale registraties tijdens studies naar doelmodulatie.
- Operationele waarde: Ondersteunt consistente experimentele omstandigheden over verschillende sessies heen, waardoor de variabiliteit in elektrofysiologische uitlezingen wordt verminderd.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Vergemakkelijkt integratie met head-mounted apparatuur voor real-time acquisitie van neurale signalen in assays met vrij bewegende proefdieren.
- Operationele waarde: Maakt chronische implantatie mogelijk, waardoor herhaalde testen zonder nieuwe chirurgische ingreep kunnen worden uitgevoerd, wat de doorvoer van de assay verbetert.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Biedt een ziekterellevant systeem voor het beoordelen van target engagement in neurale circuits over langere perioden.
- Operationele waarde: Ondersteunt de ontwikkeling van translationele biomarkers door correlatie van neurale activiteit met gedragsmatige output mogelijk te maken.
Integratie van Pipeline en Workflow
De methode past binnen het ontdekkingscontinuüm van targetvalidatie tot preklinisch efficiëntieonderzoek, in het bijzonder voor CNS-programma's waarbij onderzoek naar neurale circuits vereist is.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothese-toetsing door nauwkeurige neurale manipulatie en registratie tijdens gedragstaken mogelijk te maken.
- Screening: Verbetert de assay-gereedheid door een stabiel platform te bieden voor chronische apparaatbevestiging in vrij bewegende modellen.
- Analytics: Genereert kwantitatieve neurale tijdreeksgegevens die statistisch vergeleken kunnen worden tussen behandelingsgroepen.
- Translationeel onderzoek: Verbindt neurale activiteitspatronen met gedragsfenotypes, wat de afstemming van biomarkers in ziektemodellen ondersteunt.
- Enterprise Reuse: Vertegenwoordigt een herbruikbaar chirurgisch platform dat toepasbaar is in meerdere campagnes voor targetvalidatie.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Vermindert mechanistische ambiguïteit door causale bevraging van neurale doelwitten in bewegende dieren mogelijk te maken.
- Operationele waarde: Standaardiseert de chirurgische voorbereiding, wat de reproduceerbaarheid tussen verschillende locaties en operators verbetert.
- Strategische waarde: Verhoogt het vertrouwen in go/no-go-beslissingen door betrouwbare neurale correlaten van doelwitmodulatie te bieden.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering van CNS-doelwitten mogelijk op basis van functionele validatie in ethologisch relevante gedragingen.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in stereotaxische chirurgie bij knaagdieren en aseptische technieken.
- Afhankelijk van chirurgische instrumenten, tandheelkundig cement, hars en hechtmaterialen.
- Vereist gestandaardiseerde protocollen voor postoperatieve monitoring om het dierenwelzijn te waarborgen.
- Houd rekening met stam-specifieke schedeldikte en variabiliteit in de genezing.
- Beperkt door de noodzaak van herstelperioden tussen implantatie en experimenten, wat invloed heeft op de tijdlijnen van het onderzoek.
Biopharma Veelgestelde Vragen
Een grote laterale kraniotomie procedure voor mesoscale breedbeeld optische beeldvorming van hersenactiviteit
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Extracellulaire van neuronale activiteit Gecombineerd met Microiontophoretic Toepassing van neuroactive stoffen in Awake Muizen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
In vivo beeldvorming van cerebrospinale vloeistof transport door de intact Mouse schedel met behulp van fluorescentie Macroscopie
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Een gepolijste en gewapend verdund-schedel Venster voor de lange termijn beeldvorming van de hersenen van muizen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Voorbereiding van een Awake Muis voor opnemen Neurale Reacties en injecteren van Tracers
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Acrylhars Molding Based Head Fixatie Techniek in Knaagdieren
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Implantatie van chronische Silicon sondes en opname van Hippocampal plaats cellen in een verrijkte loopband-apparaat
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Optogenetics identificatie van een neuronale Type met een glazen Optrode in wakker muizen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Op lange termijn sensorisch Conflict in vrij gedragen muizen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Succesvolle In vivo Calcium Imaging met een Head-Mount Miniaturized Microscope in de Amygdala van Freely Behaving Mouse
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026