Name: Een grote laterale kraniotomie procedure voor mesoscale breedbeeld optische beeldvorming van hersenactiviteit (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-07T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: Leer een grote laterale craniotomie voor optische beeldvorming van hersenactiviteit bij muizen. Deze methode maakt real-time observatie van neurale dynamiek over uitgebreide corticale gebieden mogelijk.

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 een Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada (NSERC) Discovery Grant # 40352, Campus Alberta for Innovation Program Chair, Alberta Alzheimer Research Program aan MHM en NSERC CREATE in BIF doctorale beurs en AIHS postdoctoraal fellowship aan MK. Wij danken Pu Min Wang voor de ontwikkeling van dit protocol en voor chirurgische opleiding en Behroo Mirza Agha en Di Shao voor veeteelt.

<html> Het volgende protocol volgt de richtlijnen van de Animal Care Committee (ACC) van de Universiteit van Lethbridge en wordt uitgevoerd in overeenstemming met de normen van de Canadese Raad voor Dierenverzorging (CCAC). 1. Bereiding <ol><li> Autoclaaf voor geopereerde chirurgische benodigdheden en zorg ervoor dat de steriliteit gedurende de operatie wordt gehandhaafd. Als meerdere operaties nodig zijn, autoclaaf tussen operaties. </li><li> Zorg ervoor dat er voldoende hersenbuffer bij de hand is (tenminste 50 ml). De oplossing bestaat uit 134 mM natriumchloride, 5,4 mM kalium, 1 mM magnesiumchloride hexahydraat, 1,8 mM calciumchloride dihydraat en 5 mM HEPES natrium, pH gebalanceerd tot 7,4 met 5 M waterstofchloride. </li><li> Plaats de muis in een inductiekamer en verdov met 3-4% isofluraan. Volg met 1,0 - 2,0% isofluraan voor onderhoud tijdens de operatie. Verdere reductie tot zo laag als 0,4 - 0,8% tijdens beeldvormings = &quot;xref&quot;&gt; 5, 13, 14, 15, mits de juiste anesthesie wordt gehandhaafd. Deze lage niveaus van verdoving waakzaam en frequente controle van de muis (ongeveer elke 5 min) om ervoor te zorgen het blijft areflexic op pijnprikkels. OPMERKING: Uitdroging kan problematisch worden als gevolg van de hoge oppervlakte tot volume verhouding van de muis en verergerd door langdurig gebruik van isofluraan. <ol><li> Gebruik subcutane injecties van fysiologische zoutoplossing, 0,1 ml per 10 g lichaamsgewicht, iedere 1-2 uur. Bij voldoende gehydrateerd, zal eenmaal met de muis urineren per 1 - 2 uur. </li></ol></li><li> Nauwlettend toezien op de muis om te zorgen voor een consistente anesthesie hele operatie en beeldvorming. Laat de muis niet onbeheerd achter te laten en zorg ervoor dat het nooit terug bij bewustzijn. </li><li> Breng de verdoofde muis op het hoofd-houder set-up en plaats op een thermo-regulering verwarmingskussen ingesteld op 37 ° C. Bevestig de bovenste TeetH in een tandenhouder. </li><li> Draai de kop van de muis naar links ongeveer 30 ° om de rechter zijdelingse zijde van het hoofd te openen en beveilig het hoofd van de muis met het stompe uiteinde van de oorbouten ( Figuur 1A ). </li><li> Toepassing van oftalmische zalf om te voorkomen dat het drogen van de hoornvlies. </li><li> Om cerebrale oedeem te verminderen, injecteer dexamethason (4 mg / kg) intramusculair. </li><li> Veeg de huid over het chirurgische gebied met katoenen zwabbers gedompeld in 4% chlorhexidine (3 keer) en 70% ethanol (3 keer). Gebruik elke katoenwip slechts één keer. </li><li> Don chirurgische handschoenen en bedek het dier met lijm plastic wrap. Geef lokale verdoving door injectie van lidocaïne (8 - 10 mg / kg, 2% epinefrine) subcutaan over de craniotomie plaats. Wacht 3 tot 5 minuten voor het medicijn in het weefsel geabsorbeerd worden. </li></ol> 2. Verwijderen van de huid en terugtrekken van de spier uit de schedel <ol><li> Doe bijna alle deze procedures terwijl u de schedel onder adissectiemicroscoop (bijvoorbeeld 0,7 - 4,5X vermogen, afhankelijk van de situatie). </li><li> Hef de huid 1 mm links van de middellijn (net achter het oor) met een tang en een kleine horizontale incisie met chirurgische schaar. </li><li> Voeg een 5-6 mm lateraal cut naar het rechteroor, en snijd de rostrale richting van de kop. </li><li> Bij de initiële incisie punt plaatst de schaar en knip 10 mm rostraal. </li><li> Snijd de huid rond de rechter oor en in de buurt van het rechter oog naar de rechterkant van de schedel en de temporale spier bloot te leggen. Zorgen dat het breedste deel van het blootgestelde gebied ten minste 7 mm. Snijd de huid verder als de chirurgische gebied worden uitgebreid moet worden. </li><li> Maak de huid rond de incisie door een paar druppels butyl cyanoacrylaat lijm tussen de schedel en de huid. Verzekeren het weefsel is eerder gedroogd wattenstaafje applicators of opgerold weefsel om de werkzaamheid van het hechtmiddel te vergroten. </li><li> Met een wattenstaafje, wrijf het oppervlakvan de schedel in een cirkelvormige beweging om het periost van de schedel verwijderd. Zorg ervoor dat niemand blijft door het volledig drogen van de schedel. </li><li> Met behulp van de lente een schaar en pincet, scheiden de temporalis van de schedel; snijden en trekken de spieren zijdelings tot aan de OS SQUAMOSUM (figuur 1C). Wees uiterst voorzichtig niet om de oppervlakkige temporale ader die loopt langs het niveau van de OS SQUAMOSUM dichtbij het oog beschadigen, anders bloedingen kunnen optreden. </li><li> Control bloeden met gelschuim voorgeweekt in buffer hersenen. Voor ernstige bloedingen gebruik maken van een warmte cauterizer. Daling butyl cyanoacrylaat lijm op het bloeden plaatsen na behandeling met warmte cauterizer. Zorgen de omgeving wordt vooraf gedroogd met behulp wattenstaafje applicators of opgerold weefsel om de werkzaamheid van het hechtmiddel te vergroten. </li></ol> 3. Craniotomy OPMERKING: De chirurg moet tijdens het verwijderen van de schedel ijverige blijven enDura om onnodige complicaties te voorkomen. Problemen oplossen stappen zijn opgenomen als er complicaties optreden. <ol><li> Merk de locatie van bregma ofwel met een fijne puntmarkering of snijd een kleine driehoekige stukband en wijs een hoek aan bij bregma ( Figuur 2A ) om de onderliggende hersenregio&#39;s te oriënteren. </li><li> Voordat u de kopplaat bevestigt, zorg ervoor dat de schedel helemaal droog is. De schedel zal snel luchtdrogen na het aanbrengen van het gel-schuim dat in de hersenbuffer is geweekt. Als er meer droging nodig is, gebruik dan katoenen speldjes. Deze stap is cruciaal voor de kopplaatfixatie ( Figuur 1B ). OPMERKING: Als er periosteum op de schedel is, of als de schedel niet droog is voordat u op de kopplaat lijmt, zal het waarschijnlijk loslaten. Als dit gebeurt, verwijder de kopplaat voorzichtig en begin opnieuw. Bloed kan zich voordoen tijdens dit proces; Laat een paar minuten duren om het te stolpen en verwijder het dan voorzichtig. Dit proces wordt niet aanbevolen om meer dan twee keer te herhalen. </li> &lt;li&gt; Breng ethyl cyanoacrylaat lijm rond de onderkant van de kopplaat 16 en lijm de kopplaat via craniotomie gebied (figuur 1D en figuur 2A). </li><li> Vul de opening ruimte tussen de schedel en het hoofd plaat met tandheelkundige cement waardoor alleen de craniotomie blootgestelde gebied. Wacht tot het tandcement drogen en uitharden, gewoonlijk 5-10 min (figuur 2B). <ol><li> Zodra het cement is ingesteld kort de put te vullen met hersen buffer en laten inwerken gedurende 3-5 min. Met een opgerolde weefsel hersenen buffer te verwijderen vóór het boren (figuur 2C). </li></ol></li><li> Schets de chirurgische gebied door licht scoren het oppervlak van de schedel met een tandheelkundige boor. Gebruik een drilboor (ingesteld op maximaal 20 PSI), met een FG ¼ braam en gecontroleerd met een variabele snelheid voetpedaal. </li><li> Voorzichtig traceren de boor langs de oorspronkelijke doelpunt te verdiepen, eij let de boor dringt niet door de schedel naar de hersenen (Figuur 2D). Om de beurt om de paar minuten tussen boren en deppen de schedel oppervlak met bevochtigd gerold weefsels. Dit verwarmen en drogen van de schedel van mechanische wrijving en langdurige blootstelling. OPMERKING: De schedel zal snel lucht drogen na het aanbrengen van de natte gel foam. Als er meer drogen nodig is, gebruik wattenstaafje swabs. Let op: De schedel is ongelijk in dikte. Bijvoorbeeld de pariëtale-temporale kam is de dikste gebied, terwijl schedel gebieden nabij de middellijn en squamosal monumenten zijn relatief dun. </li><li> Tijdens het boren, periodiek op knikken van de schedel door zachtjes te drukken met een tang of de niet-bewegende boor. Wanneer het been begint te knikken, stop boren en dompel het gehele venster in de hersenen buffer. LET OP: Als er bloed rent uit van een gebied, kan het vermoeden dat de dura is beschadigd. Als dit het geval is, plaatst u een semi-natte gel foam via stippellijn proberen te genieten van de bloed onder voorzichtig druk uitoefenend op de gel schuim met een wattenstaafje wattenstaafje. </li><li> Wacht minstens 5 minuten voor schedel verwijderd tot op het bot te verzachten en om de kans op de dura vast te houden aan het bot te verminderen, waardoor de schedel verwijdering proces gemakkelijker. </li><li> Voer de schedel verwijderingsproces terwijl de schedel wordt bedekt hersenen buffer. LET OP: Als een deel van de schedel hardnekkig blijft vastzitten, kan een # 11 scalpel worden gebruikt om voorzichtig de score van de schedel. Wees uiterst voorzichtig om niet te doorboren het mes door de schedel en in de hersenen. </li><li> Beginnend vanaf de voorrand voorzichtig wrikken de losse schedel van de dura behulp van een tang. OPMERKING: Indien een kleine hoeveelheid bloeden optreedt tijdens de schedel verwijderingsproces, verwijder de buffer met een transfer pipet of spuitje, en vervolgens vervangen door nieuwe buffer. </li><li> Zodra het bot los en &quot;zwevende&quot; op de dura, stevig grip op het bot met een tang en til het been vande dura. Zorg ervoor dat het bot nooit in de hersenen doordringt. </li><li> Om bloeden te beheersen, rollen de hoek van een weefsel in een punt en de meeste buffer uit de craniale ook. Snel toepassing gelschuim, voorgeweekt in buffer aan het aflopend vlak onder toevoeging van zeer lichte druk met een wattenstaafje wattenstaafje. Opmerking: Het bloeden is meestal afkomstig van de rand van het bot en het oppervlak van de dura; beide gevallen zijn normaal en bloeden zal snel stoppen als er geen grote bloedvaten beschadigd zijn. Als bloeden blijft, kan bloed het gehele venster vullen, vormen een stolsel laken over het afbeeldingsgebied. <ol><li> Om het stolsel vel te verwijderen, zorgvuldig pick-up stukken van geronnen bloed uit de beeldvorming gebied, terwijl het verlaten van de bloedprop intact rond de bron van de gescheurde bloedvat. Zorg ervoor dat de bloedprop niet verwijderen van de snit bron, omdat dit nog meer bloedverlies kan veroorzaken. Irrigeren het oppervlak van de hersenen hersenen buffer wegwassen geen bloed. </li><li> Wees voorzichtig om te voorkomen dat het aanraken van dedelicate hersenweefsel of het toevoegen van vreemd materiaal naar de hersenen; herhaal tot bloeden is gestopt, gedurende ongeveer 2-5 minuten (Figuur 2E). LET OP: Op dit punt, de craniotomie klaar is voor de voorbereiding van de craniale venster (zie stap 5). Indien nodig, verwijder de dura voordat het implanteren van de craniale venster (zie stap 4). </li></ol></li></ol> 4. Dura Removal OPMERKING: Dura verwijdering is uiterste voorzichtigheid vereist en kunnen meer dan 15 minuten duren. <ol><li> Wegtrekken overtollige buffer van de craniotomie. Terwijl een vochtig oppervlak, pak een stukje dura met een tang en voorzichtig scheur de dura. </li><li> Tang en veer schaar voorzichtig scheuren en knip de dura. </li><li> Drop meer hersenen buffer op de hersenen oppervlak om de dura drijven en hulp te scheiden van de hersenen. Ga door totdat alle dura van de craniale venster site is verwijderd. Wanneer correct wordt uitgevoerd zal de hersenen blijken zeer schoon met verschillende bl te zijnood schepen en geen vlekken (vergelijk figuur 2E met 2F). Waarschuwing: Sommige gebieden van de dura worden op het oppervlak van de hersenen (bijvoorbeeld bij de middellijn proximaal van de pariëtale associatie gebied) verbonden kleine arteriolen en verwijdering van dergelijke kan de arteriole scheuren. In dergelijke gevallen kan het beter zijn om een ​​klein stukje intacte dura over de top van de arteriole verlaat. De FO kan niet door dat kleine gebied, maar dit heeft de voorkeur dat dit belangrijke bloeden. </li><li> Bevestig de hersenen oppervlak agarose zo snel mogelijk te minimaliseren beweging van pulsatie en verdere zwelling te voorkomen (zie stap 5). </li></ol> 5. Voorbereiden Cranial Window <ol><li> Spuit de dekglas met 70% ethanol en een luchtverfrisser bus zachtjes droog. Verzekeren het glas volledig schoon zonder vlekken of stof aanwezig. </li><li> Bereid 1,3% agarose door verhitting van 200 mg agarose poeder opgelost in 15 ml buffer hersenen. Stel de Microwave hoog en verwarm gedurende 10-15 s tegelijk voorzichtig roeren tussendoor, totdat alle agar is opgelost. Opmerking: Controleer of er geen luchtbellen of deeltjes aanwezig zijn, aangezien deze zal interfereren met beeldvorming. </li><li> Plaats een thermometer in de hete agarose en koel de agarose omlaag tot net boven het stollen van temperatuur (~ 40 ° C). OPMERKING: Lopend koud water over de buitenkant van de agarose houder kan het koelproces te versnellen. Roer voortdurend geen bellen zorgen of deeltjes aanwezig zijn. </li><li> Onmiddellijk voordat de agar, verwijder de hersenen buffer van de craniale ook. Het opstellen van de agarose met een transfer pipet en laat de agarose rechtstreeks op de hersenen. Plaats snel het deksel slip over het oppervlak en bevestig de deksel slip met agarose druppels op de hoeken. </li></ol> 6. Euthanasie LET OP: In onze ervaring, neemt deze procedure ervaren chirurgen minstens 3-4 praktijk operaties te bereiken meer dan 90%slaagkans. Minder ervaren chirurgen kunnen zelfs meer oefening nodig hebben. Tijdens de craniotomie of durotomie kan de hersenbeschadiging, bijvoorbeeld als de boor stoten door het bot in de hersenen ondersteunen. Enkele kleine beschadigingen aan de rand van craniotomie kan toelaatbaar zijn. Echter, als de hersenen niet &quot;schone&quot; met heldere rode onbeschadigde bloedvaten en witte cortex uitziet, moet het experiment worden beëindigd. Voorbeelden van slechte preparaten omvatten die met dode bloedvaten, of wanneer de cortex wordt aangeduid met gescheurde of beschadigde bloedvaten. Als een van deze symptomen aanwezig zijn, wordt het experiment onwaarschijnlijke leveren van hoge kwaliteit van de gegevens. Of de operatie / experiment geslaagd is of niet, humaan euthanaseren de muis bij de voltooiing van het experiment. <ol><li> Diep verdoven met ten minste 3,5% isofluraan. Vervolgens geeft een intraperitoneale injectie van natriumpentobarbital bij 300 mg / kg. Idealiter, als de naald in de lever wordt ingebracht, de dood zal zeer snel (&lt;1 min) zijn. </li><li> Als perfusie nodig is, controleert u of het dier diep onder narcose alvorens verder te gaan (zie stap 1.3). </li><li> Als alternatief, als perfusie niet vereist is, wacht minimaal 5 minuten en controleer of de muis dood. Bevestigt de afwezigheid van ademhaling, hartslag, en een gebrek aan pijn terugtrekking en corneareflexen. Ook acht voor lichtblauw / wit en kleur van extremiteiten en donker worden van de bloedvaten in de cortex. </li></ol>

<ol><li>Sigler, A., Mohajerani, M. H., Murphy, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+rapid+redistribution+of+sensory-evoked+depolarization+through+existing+cortical+pathways+after+targeted+stroke+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Imaging rapid redistribution of sensory-evoked depolarization through existing cortical pathways after targeted stroke in mice.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (28), 11759-11764 (2009).</li>
<li>Shih, A. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+microscopy+as+a+tool+to+study+blood+flow+and+neurovascular+coupling+in+the+rodent+brain%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cereb+Blood+Flow+Metab%22%5BJournal%5D)">Two-photon microscopy as a tool to study blood flow and neurovascular coupling in the rodent brain.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 32 (7), 1277-1309 (2012).</li>
<li>Grinvald, A., Hildesheim, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VSDI%3A+a+new+era+in+functional+imaging+of+cortical+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">VSDI: a new era in functional imaging of cortical dynamics.</a> Nat Rev Neurosci. 5 (11), 874-885 (2004).</li>
<li>Blinder, P., Shih, A. Y., Rafie, C., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Topological+basis+for+the+robust+distribution+of+blood+to+rodent+neocortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Topological basis for the robust distribution of blood to rodent neocortex.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (28), 12670-12675 (2010).</li>
<li>Mohajerani, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+cortical+activity+alternates+between+motifs+defined+by+regional+axonal+projections%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Spontaneous cortical activity alternates between motifs defined by regional axonal projections.</a> Nat Neurosci. 16 (10), 1426-1435 (2013).</li>
<li>Mohajerani, M. H., McVea, D. A., Fingas, M., Murphy, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mirrored+bilateral+slow-wave+cortical+activity+within+local+circuits+revealed+by+fast+bihemispheric+voltage-sensitive+dye+imaging+in+anesthetized+and+awake+mice%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Mirrored bilateral slow-wave cortical activity within local circuits revealed by fast bihemispheric voltage-sensitive dye imaging in anesthetized and awake mice.</a> J Neurosci. 30 (10), 3745-3751 (2010).</li>
<li>Lippert, M. T., Takagaki, K., Xu, W., Huang, X., Wu, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+for+voltage-sensitive+dye+imaging+of+rat+cortical+activity+with+high+signal-to-noise+ratio%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Methods for voltage-sensitive dye imaging of rat cortical activity with high signal-to-noise ratio.</a> J Neurophysiol. 98 (1), 502-512 (2007).</li>
<li>Misgeld, T., Kerschensteiner, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+imaging+of+the+diseased+nervous+system%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In vivo imaging of the diseased nervous system.</a> Nat Rev Neurosci. 7 (6), 449-463 (2006).</li>
<li>Kerr, J. N., Denk, W. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/nrn/journal/v9/n3/full/nrn2338.html">Imaging in vivo: watching the brain in action.</a> Nat Rev Neurosci. 9 (3), 195-205 (2008).</li>
<li>Aronoff, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-range+connectivity+of+mouse+primary+somatosensory+barrel+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Long-range connectivity of mouse primary somatosensory barrel cortex.</a> Eur J Neurosci. 31 (12), 2221-2233 (2010).</li>
<li>McVea, D. A., Mohajerani, M. H., Murphy, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltage-sensitive+dye+imaging+reveals+dynamic+spatiotemporal+properties+of+cortical+activity+after+spontaneous+muscle+twitches+in+the+newborn+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Voltage-sensitive dye imaging reveals dynamic spatiotemporal properties of cortical activity after spontaneous muscle twitches in the newborn rat.</a> J Neurosci. 32 (32), 10982-10994 (2012).</li>
<li>Sweetnam, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diabetes+impairs+cortical+plasticity+and+functional+recovery+following+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Diabetes impairs cortical plasticity and functional recovery following ischemic stroke.</a> J Neurosci. 32 (15), 5132-5143 (2012).</li>
<li>Yin, Y. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+field+recordings+effectively+monitor+the+mouse+cortex+and+hippocampus+under+isoflurane+anesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Neural+Regeneration+Research%22%5BJournal%5D)">In vivo field recordings effectively monitor the mouse cortex and hippocampus under isoflurane anesthesia.</a> Neural Regeneration Research. 11 (12), 1951-1955 (2016).</li>
<li>Sharp, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+stimulus-evoked+cerebral+hemodynamics+in+the+awake+mouse+and+under+a+novel+anesthetic+regime%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Comparison of stimulus-evoked cerebral hemodynamics in the awake mouse and under a novel anesthetic regime.</a> Scientific Reports. 5, 12621(2015).</li>
<li>Kyweriga, M., Mohajerani, M. H. Optogenetics: Methods and Protocols. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKyweriga%2C+M+%22Methods+in+Molecular+Biology%22">Methods in Molecular Biology</a>. Kianianmomeni, A. 1408, Humana Press Inc. 251-265 (2016).</li>
<li>Grutzendler, J., Gan, W. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGrutzendler%2C+J+%22Imaging+in+neuroscience+and+development+%3A+a+laboratory+manual%22">Imaging in neuroscience and development : a laboratory manual</a>. , Cold Spring Harbor Laboratory Press. (2005).</li>
<li>Vanni, M. P., Murphy, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoscale+transcranial+spontaneous+activity+mapping+in+GCaMP3+transgenic+mice+reveals+extensive+reciprocal+connections+between+areas+of+somatomotor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Mesoscale transcranial spontaneous activity mapping in GCaMP3 transgenic mice reveals extensive reciprocal connections between areas of somatomotor cortex.</a> J Neurosci. 34 (48), 15931-15946 (2014).</li>
<li>Xie, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resolution+of+High-Frequency+Mesoscale+Intracortical+Maps+Using+the+Genetically+Encoded+Glutamate+Sensor+iGluSnFR%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Resolution of High-Frequency Mesoscale Intracortical Maps Using the Genetically Encoded Glutamate Sensor iGluSnFR.</a> J Neurosci. 36 (4), 1261-1272 (2016).</li>
<li>Chan, A. W., Mohajerani, M. H., LeDue, J. M., Wang, Y. T., Murphy, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mesoscale+infraslow+spontaneous+membrane+potential+fluctuations+recapitulate+high-frequency+activity+cortical+motifs%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Mesoscale infraslow spontaneous membrane potential fluctuations recapitulate high-frequency activity cortical motifs.</a> Nat Commun. 6, 7738(2015).</li>
<li>Lim, D. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+Large-Scale+Cortical+Mapping+Using+Channelrhodopsin-2+Stimulation+in+Transgenic+Mice+Reveals+Asymmetric+and+Reciprocal+Relationships+between+Cortical+Areas%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">In vivo Large-Scale Cortical Mapping Using Channelrhodopsin-2 Stimulation in Transgenic Mice Reveals Asymmetric and Reciprocal Relationships between Cortical Areas.</a> Front Neural Circuits. 6, (2012).</li>
<li>Ferezou, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporal+dynamics+of+cortical+sensorimotor+integration+in+behaving+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporal dynamics of cortical sensorimotor integration in behaving mice.</a> Neuron. 56 (5), 907-923 (2007).</li>
<li>Mohajerani, M. H., Aminoltejari, K., Murphy, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+mini-strokes+produce+changes+in+interhemispheric+sensory+signal+processing+that+are+indicative+of+disinhibition+within+minutes%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Targeted mini-strokes produce changes in interhemispheric sensory signal processing that are indicative of disinhibition within minutes.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (22), E183-E191 (2011).</li>
<li>Madisen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transgenic+mice+for+intersectional+targeting+of+neural+sensors+and+effectors+with+high+specificity+and+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Transgenic mice for intersectional targeting of neural sensors and effectors with high specificity and performance.</a> Neuron. 85 (5), 942-958 (2015).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Deze innovatieve protocol voor een groot craniale raam maakt gelijktijdige beeldvorming via temporale en pariëtale gebieden van de cerebrale cortex. Gecombineerd met optische beeldvorming, kan het helpen om de neurale dynamiek binnen corticale gebieden onthullen tijdens spontane en stimulus-geïnduceerde activiteit. Deze uitgebreide craniotomie onthult ook een grote uitbreiding van de corticale vaatstelsel netwerk, inclusief het proximale uiteinde van de middelste hersenslagader (MCA), waardoor in vivo beeldvorm...

De craniotomie is een standaardprocedure die door neurologen om een ​​gedeelte van de hersenen te onthullen. Sinds het begin van de elektrofysiologie, heeft de craniotomie ongekende doorbraken op het gebied van de neurowetenschappen toegestaan. Dichte kaart brengen van de cerebrale cortex van elektroden leidde tot experimenten testen hypothesen en theorieën op basis van deze kaarten. We hebben onlangs een nieuw tijdperk waarin de craniotomie wordt gebruikt voor in vivo beeldvorming van corticale bloedstroming 1, 2, 3 en 4 neurovasculaire architectuur, waardoor real time visualisatie van de corticale activiteit in de belichte gebieden 5, 6, 7. Hoewel veel studies gebruikt craniotomies gecombineerd met in vivo optische beeldvormende technieken om de structuur en functie van corticale neuronen, glia en cor studiesche vaatstelsel 8, 9, verder onderzoek beperkt tot kleine gebieden van de blootgestelde cortex (maar zie 10). Het doel van dit protocol is een werkwijze voor het maken van een grote laterale craniotomie, waardoor de cerebrale cortex van de middellijn naar het OS SQUAMOSUM en zich uitstrekt voorbij bregma en lambda. Deze grote craniotomy maakt gelijktijdig bekijken van de vereniging cortex (retrospleniale, cingulate en pariëtale), primaire en secundaire motor, somatosensorische, visuele en de auditieve cortex. Deze werkwijze is eerder gekoppeld spanningsgevoelige kleurstof imaging (VSDI) te onderzoeken hoe meerdere corticale gebieden met elkaar tijdens spontane en stimulus-geïnduceerde corticale activiteit 5, 11, 12. De meest uitdagende aspecten van deze procedure omvatten het positioneren van de kopvan het dier, de vaststelling van de kopplaat en het vermijden bloeding onder afscheiding van de temporale spier van de pariëtale botten. Ook moet worden genomen tijdens het boren en schedel verwijderingsprocessen de schedel bochten onder een schuine hoek.

<table><tbody><tr><td>Verwarmingskussen</td><td>FHC</td><td>40-90-2</td><td></td></tr><tr><td>Fijne schaar</td><td>Fine Science Tools</td><td>14058-09</td><td></td></tr><tr><td>Pincet&nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-35</td><td>2 of meer paren worden aanbevolen</td></tr><tr><td>Veervormige schaar</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-00, 15000-10</td><td>1 paar dient aangewezen te worden voor dura verwijdering&nbsp;</td></tr><tr><td>Jet tandschaduw poeder</td><td>LANG Dental</td><td>Jet Tooth Shade Powder</td><td>te mengen met het Jet Liquid</td></tr><tr><td>Jet tandschaduw vloeistof</td><td>LANG Dental</td><td>Jet Tooth Shade Liquid</td><td>te mengen met de Jet Powder&nbsp;</td></tr><tr><td>Boorkoppen - Carbide frezen FG 1/4 389</td><td>Midwest Dental</td><td>385201</td><td></td></tr><tr><td>Agarosepoeder</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A9793</td><td></td></tr><tr><td>Gelfoam</td><td>Sinclair Dental Canada</td><td>Pfizer Gelfoam</td><td></td></tr><tr><td>Isofluraan</td><td>Western Drug Distribution Centre Ltd</td><td>124125</td><td></td></tr><tr><td>Lidocaine 2% Epinephrine</td><td>Western Drug Distribution Centre Ltd</td><td>125299</td><td></td></tr><tr><td>Dexamethazone 5&nbsp;mg/mL</td><td>Western Drug Distribution Centre Ltd</td><td>125231</td><td></td></tr><tr><td>Butyl cyanoacrylaat lijm (VetBond)</td><td>Western Drug Distribution Centre Ltd</td><td>12612</td><td></td></tr></tbody></table>

een grote laterale kraniotomie procedure voor mesoscale breedbeeld optische beeldvorming van hersenactiviteit

A Large Lateral Craniotomy Procedure for Mesoscale Wide-field Optical Imaging of Brain Activity

De craniotomie is een vaak uitgevoerde procedure naar de hersenen bloot te leggen voor in vivo-experimenten. In muis onderzoek, de meeste laboratoria gebruik van een kleine craniotomie, typisch 3 mm x 3 mm. Dit protocol introduceert een werkwijze voor het creëren van een aanzienlijk grotere 7 mm x 6 mm craniale venster blootstellen meeste een hersenhelft via muis temporale en pariëtale cortex (bv bregma 2,5-4,5 mm, lateraal 0-6 mm). Om deze operatie uit te voeren, moet de kop worden gekanteld ongeveer 30 ° en een groot deel van de temporale spier moet worden teruggetrokken. Door de grote hoeveelheid bot verwijderd, wordt deze procedure alleen bedoeld voor acute experimenten met de dieren onder narcose in de hele operatie en experiment. Het belangrijkste voordeel van deze innovatieve grote laterale craniale raam is om gelijktijdige toegang tot zowel de mediale en laterale gebieden van de cortex te verschaffen. Deze grote eenzijdige craniale venster kan worden gebruikt om de neurale dynamiek tussen cellen te bestuderen,alsmede verschillende corticale gebieden door het combineren van meerdere elektroden elektrofysiologische opnames, beeldvorming van neuronale activiteit (bijvoorbeeld intrinsiek of extrinsiek beeldvorming) en optogenetic stimulatie. Bovendien is deze grote craniotomie onthult ook een groot gebied van corticale bloedvaten, waardoor directe manipulatie van de laterale corticale vaatstelsel.

<html> De interacties tussen corticale gebieden binnen een halve bol bestuderen, gebruikten we een grote craniotomie zich over het sagittale sinus en 5-6 mm lateraal. Dit craniale venster opgenomen primaire (motor somatosensorische, visueel, auditief), secundaire (motor, visueel) en vereniging (retrospleniale, cingulate, pariëtale associatie) cortices van rechter hersenhelft (Figuur 3A). Voor dit werk gebruikten we spanningsgevoelige kleurstof (VSD) beeldvorm...

Dit protocol geeft een methode waarbij een grote unilaterale craniotomie via temporale en pariëtale gebieden van het muizen cerebrale cortex. Dit is vooral handig voor real-time beeldvorming over een uitgestrekt gebied van een corticale halfrond.

Een grote laterale kraniotomie procedure voor mesoscale breedbeeld optische beeldvorming van hersenactiviteit

The craniotomy is a commonly performed procedure to expose the brain for in vivo experiments. In mouse research, most labs utilize a small craniotomy, ...

Het algemene doel van deze grote laterale craniotomie is het uitvoeren van real-time beeldvorming over een uitgebreid gebied van een corticale hemisfeer. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat grote delen van de cortex worden blootgesteld voor observatie en in combinatie met technologieën zoals optogenetica kunnen worden gebruikt. Deze techniek kan inzicht bieden bij het karakteriseren van de neurale dynamiek tussen cellen, alsook tussen verschillende hersencircuits bij verschillende temporele en spatiale resoluties.Een visuele demonstratie van deze methode is cruciaal vanwege het verhoogde risico op bloedingen en corticale schade, aangezien de dura vaak vastzit aan het breinoppervlak en de bloedvaten. Deze methode kan worden toegepast om de neurobiologische mechanismen te bestuderen die ten grondslag liggen aan de ontwikkeling van hersencircuits en de veranderingen daarvan gedurende het leven als reactie op nieuwe ervaringen of pathologieën zoals de ziekte van Alzheimer of een beroerte. Om met deze procedure te beginnen, moeten alle chirurgische benodigdheden worden geautoclaveerd en moet ervoor worden gezorgd dat de steriliteit gedurende de gehele operatie behouden b

a-large-lateral-craniotomy-procedure-for-mesoscale-wide-field-optical

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Deze video en protocol laten zien hoe je een met glas overdekt craniale venster in knaagdieren implantaat. Deze preparaten kunnen worden gebruikt voor chronische in vivo twee-foton beeldvorming van de neocortex loop van de tijd schalen van maanden. Het kan ook worden gebruikt voor andere vormen van beeldvorming, met inbegrip van optische intrinsieke signaal beeldvorming.

Een craniotomie chirurgische ingreep voor chronische Brain Imaging

Een werkwijze wordt beschreven voor het labelen neuronen met fluorescente kleurstoffen in voorafbepaalde functionele micro-domeinen van de neocortex. Eerst wordt intrinsieke optisch imaging gebruikt om een ​​functionele kaart te verkrijgen. Dan twee-foton microscopie wordt gebruikt om het etiket en beeld neuronen binnen een micro-domein van de kaart.

Gerichte Labeling van neuronen in een specifiek functioneel Micro-domein van de neocortex door combinatie van intrinsieke signaal en twee-foton Imaging

Presenteren we een methode om een ​​uitgedunde schedel corticale venster (TSCW) in een muizenmodel...

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

Hier beschrijven we een methode voor High-Resolution time-lapse multiphoton Imaging van hersentumor cellen voor en na invasieve chirurgische ingrepen (bijv. biopsie) binnen hetzelfde levende dier. Deze methode maakt het bestuderen van de impact van deze invasieve chirurgische ingrepen op tumorcellen ' migratie, invasief, en proliferatief gedrag op een enkel celniveau.

Longitudinale Intravital beeldvorming van hersen tumor Celgedrag in reactie op een invasieve chirurgische biopsie

We presenteren een protocol om diffusie MRI-tractografie te integreren in de work-up van de patiënt tot endoscopische endonasale chirurgie voor een schedelbasistumor. De methoden voor het toepassen van deze neuroimaging studies in de pre- en intra-operatieve fase worden beschreven.

Rol van diffusie MRI-tractografie in endoscopische endonasale schedelbasischirurgie

Dit artikel demonstreert de voorbereiding van een op maat gemaakt beeldvormingsvenster aangevuld met infusiekanule en de implantatie ervan op het CA1-gebied van de hippocampus bij muizen.

Craniotomie procedure voor het visualiseren van neuronale activiteiten in Hippocampus van zich gedragende muizen

Het huidige protocol beschrijft het maken van een groot (6 x 3 mm2) schedelvenster met behulp van voedselwikkel, transparante siliconen en afdekglas. Dit schedelvenster maakt in vivo wide-field en twee-foton calcium imaging experimenten in dezelfde muis mogelijk.

In vivo Wide-Field en Two-Photon Calcium Imaging van een muis met behulp van een groot craniaal venster

Wanneer geïntegreerd met een kopplaat en een optisch ontwerp dat compatibel is met zowel enkelvoudige als twee-fotonmicroscopen, biedt de microprismalens een aanzienlijk voordeel bij het meten van neurale reacties in een verticale kolom onder verschillende omstandigheden, waaronder goed gecontroleerde experimenten in hoofdvaste toestanden of natuurlijke gedragstaken bij vrij bewegende dieren.

Langetermijnbeeldvorming van geïdentificeerde neurale populaties met behulp van microprisma's in vrij bewegende en met het hoofd gefixeerde dieren

Hier presenteren we twee protocollen voor de registratie van micro-elektrocorticografie met hoge dichtheid (μEcoG) bij ratten en muizen, inclusief chirurgische, implantatie- en registratiemethoden. μECoG-opnames worden uitgevoerd in combinatie met laminaire polytrode-opname in de auditieve cortex van de rat of met optogenetische manipulatie van neurale activiteit in de somatosensorische cortex van de muis.

Multischaalonderzoek van corticale verwerking door integratie van laminaire polytrodes en optogenetica met micro-elektrocorticografie bij knaagdieren

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

Dit protocol beschrijft een tweefasige chirurgische methode om een groot, hersluitbaar, dura-sparend craniaal venster bij muizen te creëren. Deze techniek maakt chronische, multimodale elektrofysiologische opnames mogelijk van verspreide, diepe-hersennetwerken, zoals het Default Mode Network, gedurende meerdere weken.

Chirurgisch protocol voor een groot, herafsluitbaar schedelraam dat longitudinale, multimodale elektrofysiologische opnames van het muis default mode netwerk mogelijk maakt

Leer een grote laterale craniotomie voor optische beeldvorming van hersenactiviteit bij muizen. Deze methode maakt real-time observatie van neurale dynamiek over uitgebreide corticale gebieden mogelijk.

Een grote laterale kraniotomie procedure voor mesoscale breedbeeld optische beeldvorming van hersenactiviteit

Meer video's verkennen