Name: Verdund-schedel Corticale Venster Techniek voor In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 28 s
Description: Leer de verdunde-schedel corticale venster techniek voor in vivo OCT-beeldvorming van de hersenen bij muizen. Deze minder invasieve methode behoudt de biologische integriteit en levert waardevolle structurele en functionele inzichten op.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd ondersteund door de UC Discovery Proof of Concept subsidie ​​en door de NIH (R00 EB007241). De auteurs willen ook graag Jacqueline Hubbard bedanken voor haar hulp bij dit experiment.

1. Chirurgische Voorbereiding <ol><li> Vrouwelijke CD 1 muizen in de leeftijd van 6-8 weken werden in onze experimenten. </li><li> Verdoven de muis met een intraperitoneale injectie van ketamine en xylazine combinatie (80 mg / kg ketamine/10 mg / kg xylazine). Plaats de muis op een homeothermic pad om een ​​optimale lichaamstemperatuur te garanderen bij ~ 37 ° C Continu monitoren niveau van de anesthesie door het testen van dier reflexen (bv, knijpen de voet met stompe pincet) en meer injecteren verdoving indien nodig. </li><li> Smeer beide ogen met een kunstmatige scheur zalf. Verwijder haren op de hoofdhuid met een scheermes en verwijder resterende haren met alcohol 70% prep pads. Breng een dun laagje van Nair ontharing room over de hoofdhuid en wacht 2 minuten voor het van kracht worden. Voorzichtig weg te vegen Nair en overige haar met behulp van een zoutoplossing bevochtigde wattenstaafjes en alcohol prep pads. Hoofdhuid moet nu volledig haarloos. </li><li> Desinfecteer hoofdhuid met behulp van een wattenstaafje betadine stok en reinig met 70% ethanol prep pads. </li><li> Voorzichtig het dier verpakken in chirurgisch afdekmateriaal om een ​​optimale lichaamstemperatuur van ~ 37 te verzekeren ° C en monteer het dier op een stereotactische frame aan de schedel te immobiliseren. Een paar tikjes tegen de schedel haar stabiliteit kan garanderen. Een lijst met gebruikte materialen in Tabel 1. </li></ol> 2. Verdund-schedel Corticale Window Voorbereiding <ol><li> Start de incisie op de middenlijn punt tussen de ogen. Ga verder caudaal aan de middellijn punt tussen de oren. Een deel van de huid met een pincet. </li><li> Zoek het gebied dat moet worden verdund onder een dissectie microscoop en verwijder voorzichtig de fascia met een pincet. Droog de schedel met steriele wattenstaafjes voordat u de verdunde corticale venster. In onze experimenten hebben we een 4 × 4 mm dunner craniale venster ~ 1 mm posterior en lateraal van bregma. </li><li> Begin het verdunnen van de schedel met een ronde carbideboor met boor formaat 0,75 mm in een chirurgische handboor met behulp van licht zwaaiende beweging only. Breng geen directe druk op de schedel. Stop het boren om de 20-30 seconden aan het bot stof met behulp van steriele zoutoplossing en wattenstaafjes te verwijderen en om te voorkomen dat oververhitting van de schedel. De zoutoplossing zal ook helpen bij het afvoeren van de warmte in de schedel. </li><li> Nadat de buitenste laag van de compact bot volledig verwijderd middelste laag sponsachtig bot moet nu zichtbaar. Er kan wat lichte bloedingen zijn als de bloedvaten zijn meer zichtbaar in het sponsachtige bot laag. Schakel over naar een groene steen boor en blijven boren met behulp van extra voorzichtigheid, want de sponzige laag is meer delicaat. De groene steen boor zal verwijderen minder botmateriaal tijdens het maken van gelijkmatigheid in de craniale venster. Stop het boren af ​​en toe aan het bot stof te verwijderen en om de schedel te koelen. </li><li> Tot slot, wanneer de schedel transparanter is geworden en vaatstelsel op de hersenen nu zichtbaar is, begint het polijsten van de schedel met een polijsten boor. Hierdoor kan een meer precieze dunner, terwijl glad langs de schedel. Controleer geringe dikte van de skull door zachtjes te tikken op het met een pincet. Stop polijsten als de schedel wordt enigszins flexibel. </li><li> De verdunde craniale venster moet nu volledig glad en reflecterend en klaar voor imaging (figuur 1). Vanwege de aard van sterk verstrooiende weefsels van de hersenen moet de schedel worden verdund ten minste 55 urn voor optimale penetratiediepte. Een lijst met gebruikte materialen in Tabel 1. </li></ol> 3. Optical Coherence Tomography Imaging <ol><li> Na de operatie is voltooid, controleert u dier ademhaling en reflexen op het juiste niveau van de anesthesie te garanderen en extra verdoving toedienen, indien nodig. Verwijder dier uit de stereotactische frame, houd van dieren verpakt in chirurgisch afdekmateriaal, en het vervoer van dieren naar de beeldvorming station. </li><li> Voordat beeldvorming de borden voor reflexen en toe te passen extra kunsttranen indien nodig. Monteren dier op het stereotactische frame de schedel beveiligen. </li><li> Plaats dier onderOktober camera en plaats de TSCW onder de optische bundel (Figuur 2). Een dwarsdoorsnede van de schedel en de hersenen kunnen nu zichtbaar (figuur 3). </li><li> Data acquisitie kan beginnen zodra gebied van belang is gelegen. Voor beeldvorming, we galvo spiegels een imaging window bereiken met een breedte van 4,0 mm. Een beeldvormend diepte van 2 mm werd verkregen met 6 mW incidenten vermogen en een knooppunt 1 mm onder de schedel verdund. Elke doorsnede bestond uit 2.048 axiale scans met een acquisitie-tarief van 0,14 sec per beeld. </li><li> Volumetrische scans van de hersenen kan ook worden verkregen door het verzamelen van een reeks 2D dwarsdoorsneden door twee sets galvo spiegels voor xy scannen met de eerste galvo spiegel scannen de bundel in de sagittale richting en de tweede galvo spiegel scannen in het coronale richting. </li></ol>

<ol><li>Bizheva, K., Unterhuber, A., Hermann, B., Povazay, B., Sattmann, H., Drexler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+ex+vivo+and+in+vitro+brain+morphology+in+animal+models+with+ultrahigh+resolution+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomedical+Optics%22%5BJournal%5D)">Imaging ex vivo and in vitro brain morphology in animal models with ultrahigh resolution optical coherence tomography.</a> Journal of Biomedical Optics. 9, 719-724 (2004).</li>
<li>Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+coherence+tomography+for+ultrahigh+resolution+in+vivo+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Optical coherence tomography for ultrahigh resolution in vivo imaging.</a> Nature Biotechnology. 21, 1361-1367 (2003).</li>
<li>Wantanabe, H., Rajagopalan, U. M., Nakamichi, Y., Igarashi, K. M., Kadono, H., Tanifuji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Swept+source+optical+coherence+tomography+as+a+tool+for+real+time+visualization+and+localization+of+electrodes+used+in+electrophysiological+studies+of+brain+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Swept source optical coherence tomography as a tool for real time visualization and localization of electrodes used in electrophysiological studies of brain in vivo.</a> Biomedical Optics Express. 2, 3129-3134 (2011).</li>
<li>Huang, D., Swanson, E. A., Lin, C. P., Schuman, J. S., Stinson, W. G., Chang, W., Hee, M. R., Flottee, T., Gregory, K., Puliafito, C. A., Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Optical coherence tomography.</a> Science. 254, 1178-1181 (1991).</li>
<li>Mitsui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+range+of+optical+reflectometry+with+spectral+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Japanese+Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Dynamic range of optical reflectometry with spectral interferometry.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 38, 6133-6137 (1999).</li>
<li>de Boer, J. F., Cense, B., Park, B. H., Pierce, M. C., Tearney, G. J., Bouma, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+signal-to-noise+ratio+in+spectral-domain+compared+with+time-domain+optical+coherence+tomograhy%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Improved signal-to-noise ratio in spectral-domain compared with time-domain optical coherence tomograhy.</a> Optics Letters. 28, 2067-2069 (2003).</li>
<li>de Boer, J. F. Ch. 5. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3ade+Boer%2C+JF+%22Optical+Coherence+Tomography%3A+Technology+and+Applications%22">Optical Coherence Tomography: Technology and Applications</a>. , Springer. (2008).</li>
<li>Choma, M. A., Sarunic, M. V., Yang, C., Izatt, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sensitivity+advantage+of+swept+source+and+fourier+domain+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Sensitivity advantage of swept source and fourier domain optical coherence tomography.</a> Optics Express. 11, 2183-2189 (2003).</li>
<li>Leitgeb, R. A., Drexler, W., Unterhuber, A., Hermann, B., Bajraszewski, T., Le, T., Stingl, A., Fercher, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh+resolution+fourier+domain+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh resolution fourier domain optical coherence tomography.</a> Optics Express. 12, 2156-2165 (2004).</li>
<li>Drew, P. J., Shih, A. Y., Driscoll, J. D., Knutsen, P. M., Blinder, P., Davalos, D., Akassoglou, K., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+optical+access+through+a+polished+and+reinforced+thinned+skull%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull.</a> Nature Methods. 7, 981-984 (2010).</li>
<li>Shih, A. Y., Mateo, C., Drew, P. J., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Polished+and+Reinforced+Thinned-skull+Window+for+Long-term+Imaging+of+the+Mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">A Polished and Reinforced Thinned-skull Window for Long-term Imaging of the Mouse.</a> J. Vis. Exp. 61, e3742(2012).</li>
<li>Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thinned-skull+cranial+window+technique+for+long-term+imaging+of+the+cortex+in+live+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice.</a> Nature Protocols. 5, (2010).</li>
<li>Lu, M., Majewska, S., K, A., Gelbard, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Thin-skull+Window+Technique+for+Chronic+Two-photon+In+vivo+Imaging+of+Murine+Microglia+in+Models+of+Neuroinflammation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation.</a> J. Vis. Exp. (43), e2059(2010).</li>
<li>Wang, Y., Oh, C. M., Oliveira, M. C., Islam, M. S., Ortega, A., Park, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GPU+accelerated+real-time+multi-functional+spectral-domain+optical+coherence+tomography+system+at+1300nm%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">GPU accelerated real-time multi-functional spectral-domain optical coherence tomography system at 1300nm.</a> Optics Express. 20, 14797-14813 (2012).</li>
<li>Aguirre, A. D., Chen, Y., Fujimoto, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Depth-resolved+imaging+of+functional+activation+in+the+rat+cerebral+cortex+using+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Depth-resolved imaging of functional activation in the rat cerebral cortex using optical coherence tomography.</a> Opt. Lett. 31, 3459-3461 (2006).</li>
<li>Chen, Y., Aguirre, A. D., Ruvinskaya, L., Devor, A., Boas, D. A., Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+coherence+tomography+%28OCT%29+reveals+depth-resolved+dynamics+during+functional+brain+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Optical coherence tomography (OCT) reveals depth-resolved dynamics during functional brain activation.</a> Journal of Neuroscience Methods. 178, 162-173 (2009).</li>
<li>Liang, C., Wierwille, J., Moreira, T., Schwartzbauer, G., Jafri, M. S., Tang, C., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+forward-imaging+needle-type+OCT+probe+for+image+guided+stereotactic+procedures%5BTitle%5D)+AND+%22Opt+Express%22%5BJournal%5D)">A forward-imaging needle-type OCT probe for image guided stereotactic procedures.</a> Opt Express. 19, 26283-26294 (2011).</li>
<li>Srinivasan, V. J., Sakadzic, S., Gorczynska, I., Ruvinskaya, S., Wu, W., Fugimoto, J. G., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+cerebral+blood+flow+with+optical+coherence+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Quantitative cerebral blood flow with optical coherence tomography.</a> Optics Express. 18, 2477-2494 (2010).</li>
<li>Galetta, K. M., Calabresi, P. A., Frohman, E. M., Balcer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+Coherence+Tomography+%28OCT%29%3A+imaging+the+visual+pathway+as+a+model+for+neurodegeneration%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+the+American+Society+for+Experimental+NeuroTherapeutics%22%5BJournal%5D)">Optical Coherence Tomography (OCT): imaging the visual pathway as a model for neurodegeneration.</a> The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 8, 117-132 (2011).</li>
<li>Seigo, M. A., Sotirchos, E. S., Newsome, S., Babiarz, A., Eckstein, C., Ford, E., Oakley, J. D., Syc, S. B., Frohman, T. C., Ratchford, J. N., Balcer, L. J., Frohman, E. M., Calabresi, P. A., Saidha, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+assessment+of+retinal+neuronal+layers+in+multiple+sclerosis+with+maual+and+automated+optical+coherence+tomography+segementation+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurol%22%5BJournal%5D)">In vivo assessment of retinal neuronal layers in multiple sclerosis with maual and automated optical coherence tomography segementation techniques.</a> J. Neurol. , (2012).</li>
<li>Frohman, E. M., Fujimoto, J. G., Frohman, T. C., Calabresi, P. A., Cutter, G., Balcer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+coherence+tomography%3A+a+window+into+the+mechanisms+of+multiple+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Clinical+Practice%22%5BJournal%5D)">Optical coherence tomography: a window into the mechanisms of multiple sclerosis.</a> Nature Clinical Practice. 4, 664-675 (2008).</li>
<li>Gill, A. S., Rajneesh, K. F., Owen, C. M., Yeh, J., Hsu, M., Binder, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+optical+detection+of+cerebral+edema+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">Early optical detection of cerebral edema in vivo.</a> J. Neurosurg. 114, 470-477 (2011).</li>
</ol>

Geen belangenconflicten verklaard.

Imaging met OCT en een uitgedunde schedel is een nieuwe neuro-imaging techniek die pas onlangs onderzocht 15, 16. In onze experimenten hebben we aangetoond dat het mogelijk SD-OCT beeldvorming door middel van een TSCW in een muismodel in vivo. Van onze resultaten wordt de schedel verdund tot ongeveer 55 pm en de penetratiediepte wordt verkregen bij ongeveer 1 mm in resolutie van 8 urn en 20 um in de axiale en laterale richting, respectievelijk. In de signaalsterkte profiel, OCT imaging door een TSCW ...

Sinds de introductie in het begin van 1990, is oktober op grote schaal gebruikt voor biologische beeldvorming van weefsel structuur en functie 2. Oktober genereert cross-sectionele beelden door het meten van echo vertragingstijd van teruggekaatste licht 4 door het implementeren van lage samenhang lichtbron met een glasvezel-Michelson interferometer 2,4. SD-OCT, ook wel bekend als Fourier-domein OCT (FD-OCT), werd voor het eerst geïntroduceerd in 1995 5 en biedt een superieure beeldvormende modaliteit ten opzichte van traditionele tijdsdomein OCT (TD-OCT). In SD-OCT, wordt de verwijzing arm stationair gehouden wat resulteert in een hoge snelheid en hoge resolutie beeldacquisitie 6-9. Momenteel hebben TSCW modellen grotendeels gebruikt in vivo brain imaging toepassingen van twee-foton microscopie in plaats van een traditionele craniotomie. Deze TSCW zijn gelijktijdig wordt gebruikt met een aangepaste schedel plaat of een glazen dekglaasje 10 tot 13 ​​extra ima gevenGing stabiliteit. In onze studies hebben we waargenomen dat accessoires zoals deze niet noodzakelijk zijn voor oktober imaging wanneer TSCW gebruikt. Daarom is het ontbreken van een schedel plaat of glazen dekglaasjes zorgt voor een breder scala van beeldvormende venstergrootte omdat hierdoor interferentie met de optische bundel en veranderen oktober afbeeldingen. Een verdund-schedel voorbereiding heeft bewezen voordelig te zijn in de beeldvorming studies van de hersenen met behulp van twee-foton microscopie 10-13. In onze experimenten hebben we gebruik maken van een SD-OCT systeem om het imago van de cortex in vivo door middel van een TSCW. Onze eigen SD-OCT imaging setup bevat een breedband, low-coherentie lichtbron bestaande uit twee superluminescent diodes (SLD) gecentreerd op 1295 nm met een bandbreedte van 97 nm resulteert in een axiale en laterale resolutie van 8 urn en 20 urn, respectievelijk 14 . Met onze optische imaging-apparaat, zien wij dat beeldvorming door middel van een TSCW groot potentieel heeft bij het identificeren en visualiseren van structuren en functies in de optically dichte hersenweefsel.

<table border="1"><tbody><tr><td> Materieel </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td><td> Reacties </td></tr><tr><td> Ketamine </td><td> Phoenix Pharmaceuticals </td><td> 57319-542-02 </td><td></td></tr><tr><td> Xylazine </td><td> Akorn, Inc </td><td> 139 tot 236 </td><td></td></tr><tr><td> Kunsttranen Zalf </td><td> Rugby </td><td> 0536-6550-91 </td><td></td></tr><tr><td> Nair </td><td> Church &amp; Dwight Co, Inc </td><td> 4010130 </td><td></td></tr><tr><td> Steriele Alcohol Prep Pad </td><td> Kendall Healthcare </td><td> 6818 </td><td></td></tr><tr><td> Katoen Fooi Applicators </td><td> Fisherbrand </td><td> 23-400-115 </td><td></td></tr><tr><td> Betadine Oplossing Swabstick </td><td> Purdue Producten &lt;/ Td&gt; <td> 67618-153-01 </td><td></td></tr><tr><td> Zoutoplossing, 0,9% </td><td> Phoenix Pharmaceuticals </td><td> 57319-555-08 </td><td></td></tr><tr><td> Stereotactische Frame </td><td> Stoelting </td><td></td><td></td></tr><tr><td> High Speed ​​Chirurgische Handboor </td><td> Foredom </td><td></td><td> 38.000 rpm </td></tr><tr><td> Carbide Round Bur </td><td> Stoelting </td><td></td><td> 0,75 mm </td></tr><tr><td> Dura-Green Stones </td><td> Shofu </td><td></td><td> Shank: HP Vorm: BA1 </td></tr><tr><td> CompoMaster Grof &amp; CompoMaster polijstmachine </td><td> Shofu </td><td></td><td> Vorm: Mini-Pt. </td></tr><tr><td> SpaceDrapes </td><td> Braintree Scientific, Inc </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

verdund-schedel corticale venster techniek voor<em&gt; in vivo</em&gt; optical coherence tomography imaging

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

Optical Coherence Tomography (OCT) is een biomedisch beeldvormende techniek met een hoge ruimtelijke en temporele resolutie. Met zijn minimaal invasieve benadering oktober wordt veelvuldig gebruikt in de oogheelkunde, dermatologie, gastro-enterologie en 1-3. Met behulp van een verdund-schedel corticale venster (TSCW), maken we gebruik spectrale-domein OCT (SD-OCT) modaliteit als een instrument om het imago van de cortex in vivo. Gewoonlijk een open-schedel is gebruikt voor neuro-imaging omdat het meer veelzijdigheid echter een TSCW benadering is minder invasief en is een effectief middel voor langdurige imaging in neuropathologie studies. Hier geven we een methode om een TSCW in een muismodel voor in vivo beeldvorming oktober van de cerebrale cortex.

Nadat een verdund venster over de cerebrale cortex het vaatstelsel nu meer beeldbepalende (figuur 1) en maakt het mogelijk een diepere imaging diepte (tot 1 mm). De rechter cortex wordt verdund tot ongeveer 55 urn in vergelijking met een normale schedel gemeten op 140 urn (figuur 1) en biedt een betere optische helderheid. Worden verdund tot 10-15 urn kan 11 echter niet noodzakelijk het gebruik van glazen dekglaasjes en schedel platen niet worden toegepast in onze experimente...

Presenteren we een methode om een ​​uitgedunde schedel corticale venster (TSCW) in een muizenmodel voor<em&gt; In vivo</em&gt; Oktober beeldvorming van de cerebrale cortex.

Verdund-schedel Corticale Venster Techniek voor<em&gt; In Vivo</em&gt; Optical Coherence Tomography Imaging

Optical coherence tomography (OCT) is a biomedical imaging technique  with high spatial-temporal resolution. With its minimally invasive approach OCT  has ...

Het algemene doel van deze procedure is om een dunne schedelvenster in een muismodel te creëren voor in vivo optische coherentietomografiebeeldvorming van de hersenen. Dit wordt bereikt door het dier eerst te verdoven en voor te bereiden op de operatie. Vervolgens wordt de schedel dun gemaakt met behulp van verschillende tandborstels.De laatste stap is het verkrijgen van OCT-beelden van de hersenen in vivo door het dunne schedelvenster. Uiteindelijk kunnen hersenstructurele en functionele informatie worden verkregen uit de resulterende OCT-beelden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden zoals cranectomie of coverslip-vensters, is dat het venster minder invasief is en eerder kan bijdragen aan het behoud van de biologische integriteit en levensvatbaarheid van de hersenen.De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot de diagnose van neurologische aandoeningen omdat OCT hoge ruimtelijke en temporele resolutie biedt en superieure dieptenpenetratie biedt in vergelijking met confocale en twee-fotonmicroscopie. Over het algemeen zullen individuen die nieuw zijn in deze methode worstelen om een uniform dunne schedeloppervlakte te creëren zonder schedelfracturen of subdurale bloedingen te introduceren. Om deze procedure te beginnen, verdooft u een CD een muis tussen de leeftijd van zes tot acht weken met een intraperitoneale injectie van een combinatie van ketamine en xylazine.Plaats vervolgens de muis op een homeo thetische kussen of deken om de optimale lichaamstemperatuur op ongeveer 37 graden Celsius te houden tijdens de chirurgische voorbereiding, bewaak continu het niveau van anesthesie door de reflexen van het dier te testen en injecteer meer anesthesie wanneer nodig is. Smeer vervolgens beide ogen met de kunstmatige traanoliezalf. Verwijder het haar op de hoofdhuid met de clippers.Verwijder vervolgens het resterende geknipte haar met een geweven kussen of doekje. Breng daarna een dunne laag ontharingscreme aan op het hoofd. Wisch na twee minuten de crème en het resterende haar voorzichtig weg met gezouten, bevochtigde wattenstaafjes en alcohol-prep-pads.Desinfecteer nu de hoofdhuid met een Betadine-staafje en maak schoon met 70% ethanol-prep-pads. Monteer vervolgens het dier op een stereotactisch frame om de schedel te immobiliseren. Tik licht op de schedel om de stabiliteit ervan te controleren.Bij deze procedure begint u de schedelsnede op het middenpunt tussen de ogen. Ga door tot het middenpunt tussen de oren, de huidflapjes met pincetten. Lokaliseer vervolgens het te verdunnen gebied onder een dissectiemicroscoop.Gebruik pincetten om de schedel te schrapen om eventuele resterende fascia te verwijderen. Droog vervolgens de schedel met steriele wattenstaafjes voordat u een vier bij vier millimeter dunne corticale venster maakt, ongeveer een millimeter achter en lateraal tot het rema. Gebruik een chirurgische handboor met een ronde hardmetalen boor in een lichte zwaaiende beweging om de schedel te verdunnen.Oefen geen directe druk uit op de schedel. Stop elke 20 tot 30 seconden met boren om botgruis te verwijderen met behulp van steriele zoutoplossing en wattenstaafjes, en om oververhitting van de schedel te voorkomen. De zoutoplossing helpt ook bij het verspreiden van de warmte door de schedel.Zodra de buitenste laag van het compacte bot volledig is verwijderd, zou de middelste sponsachtige botlaag zichtbaar moeten zijn. Er kan lichte bloeding optreden omdat bloedvaten duidelijker zijn in de sponsachtige botlaag. Schakel over naar een groene steenboor en ga door met boren met extra voorzichtigheid.Aangezien de sponsachtige laag delicater is, zal de groene steenboor minder botmateriaal verwijderen terwijl de gelijkmatigheid in het hele schedelvenster wordt gegarandeerd. Stop af en toe met boren om botgruis te verwijderen en om de schedel af te koelen. Wanneer de schedel transparanter is geworden en de vaatbundel op de hersenen zichtbaar is, begint u de schedel te polijsten met behulp van een polijstboor en controleert u de dikte van de schedel door er voorzichtig op te tikken met pincetten. Stop met polijsten.Wanneer de schedel enigszins flexibel wordt, moet het verdunde schedelvenster nu volledig glad en reflecterend zijn en klaar voor beeldvorming. Vanwege de aard van de sterk verstrooiende weefsels van de hersenen, moet de schedel worden verdund tot minimaal 55 micron voor optimale dieptenpenetratie. Nadat de operatie is voltooid, controleert u de ademhalingssnelheid van het dier via visuele inspectie en reflexen om het juiste niveau van anesthesie te garanderen en dient u extra anesthesie toe. Plaats het dier vervolgens onder de OCT-camera en positioneer het dunne schedelvenster onder de optische straal.Een dwarsdoorsnede van de schedel en de hersenen kan nu worden gevisualiseerd. De gegevensverzameling kan beginnen. Zodra het belangrijkste belangrijke gebied voor beeldvorming is gevonden, hebben we de OCT-straal over een beeldvormingscorticaalvenster met een breedte van 4,0 millimeter gescand en een beelddiepte van twee millimeter verkregen met zes milliwatt incidentie vermogen en een brandpunt van 0,1 millimeter onder de dunne schedel.Elk dwarsdoorsnedegebied bestond uit 2048 axiale scans met een acquisitiesnelheid van 0,14 seconden per beeld. Deze specifieke methode heeft ons in staat gesteld specifieke structuren in onze OCT-dwarsdoorsnedebeelden te identificeren. Deze figuur toont een parasagittale OCT-afbeelding van de cortex onder een normale schedel, en hier een parasagittale OCT-afbeelding onder een dunne schedel.De structuren van de hersenen zijn duidelijker zichtbaar onder een dunne schedelvenster in vergelijking met een normale schedel. Bovendien wordt ook een coronale dwarsdoorsnede OCT-afbeelding verkregen om de identificatie van middenlijnstructuren te vergemakkelijken. Volumetrische scans van de hersenen kunnen ook worden verkregen door een reeks 2D dwarsdoorsnedebeelden te verzamelen met behulp van twee sets gal O-spiegels voor XY-scannen met de eerste gal O-spiegel die de straal in de sagittale richting

thinned-skull-cortical-window-technique-for-vivo-optical-coherence

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

We beschrijven een methode voor het herhaaldelijk het visualiseren van muriene microglia en circulerende...

Een dunne-schedel Window Techniek voor chronische Twee-foton In vivo Imaging Murine Microglia in modellen van ontstekingsprocessen

In deze video en aanvullende materialen, tonen we een protocol voor...

Chronische Imaging van de muis visuele cortex met behulp van een verdunde-schedel Voorbereiding

We presenteren een methode om een ​​beeldvorming raam in de muis schedel die millimeter overspant en is stabiel gedurende maanden zonder ontsteking van de hersenen vormen. Deze methode is zeer geschikt voor longitudinale studies van de bloedstroom, cellulaire dynamiek en cel / vasculaire structuur met behulp van twee-foton microscopie.

Een gepolijste en gewapend verdund-schedel Venster voor de lange termijn beeldvorming van de hersenen van muizen

Door het combineren van een gepolijste en versterkte dunne-schedel (poorten) craniale venster en glioblastoma (GBM) cel injectie, kunnen we zien glioom initiatie en groei van geïnjecteerd GBM cellen in de hersenen van een levende muis lengterichting.

Imaging glioom Initiatie<em&gt; In Vivo</em&gt; Door middel van een gepolijst en versterkte Thin-schedel Schedel Window

Time-lapse beeldvorming in het levende dier levert waardevolle informatie over structurele reorganisatie in de intacte hersenen. Hier introduceren we een voorbereiding met een verdunde schedel die transcraniële beeldvorming mogelijk maakt van fluorescent gelabelde synaptische structuren in de levende muizencortex door middel van twee-foton microscopie.

Twee-Photon<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging van vertakte stekels in de Mouse Cortex met een uitgedunde schedel Voorbereiding

Hier beschrijven we een semi-invasieve optische microscopiebenadering voor het induceren van een Rose Bengal fototrombotrotisch stolsel in de somatosensorische cortex van een muis in vivo. De technische aspecten van de beeldvormingsprocedure worden beschreven, van de inductie van een fototrombotrotisch evenement tot de toepassing en gegevensverzameling.

Rose Bengal Photothrombosis door confocale Optical Imaging<em&gt; In Vivo</em&gt;: Een model van de Single Vessel Stroke

Dit manuscript beschrijft een procedure om de herinrichting van de cerebrovasculature volgen tijdens amyloïde plaque accumulatie in vivo met behulp van longitudinale twee-foton microscopie. Een uitgedunde schedel bereiden voor de visualisatie van fluorescente kleurstoffen om de progressie van cerebrovasculaire schade te beoordelen in een muizenmodel van de ziekte van Alzheimer.

lengte-<em&gt; In Vivo</em&gt; Imaging van de Cerebrovasculature: Relevantie voor CNS ziekten

We beschrijven een experimentele procedure voor het meten van neuronale activiteit door dual optische ramen boven bilaterale primaire somatosensorische corticies (S1) in Thy1-GCaMP6s transgene muizen met behulp van 2-foton (2 P) microscopie in vivo.

Imaging neurale activiteit in de primaire somatosensorische Cortex met behulp van Thy1-GCaMP6s transgene muizen

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor de implantatie van een chronisch schedelvenster voor de longitudinale beeldvorming van hersencellen in wakkere, hoofdbezorgde muizen.

Implantatie van een schedelvenster voor herhaalde in vivo beeldvorming bij wakkere muizen

We introduceerden een nieuwe beeldvormingstechniek genaamd Optical Multilayer Interference Tomography (OMLIT), die onbevooroordeelde beeldvorming van alle cellen in hersenmonsters op mesoschaal mogelijk maakt en naadloos kan worden geïntegreerd in de beeldvormingsworkflow van tape-gebaseerde seriële scanning-elektronenmicroscopie op hetzelfde monster.

Een scanning elektronenmicroscopie-compatibele optische beeldvormingsmethode voor mesoscopische all-cel hersenmapping

Leer de verdunde-schedel corticale venster techniek voor in vivo OCT-beeldvorming van de hersenen bij muizen. Deze minder invasieve methode behoudt de biologische integriteit en levert waardevolle structurele en functionele inzichten op.

Verdund-schedel Corticale Venster Techniek voor

Meer video's verkennen