Het combineren van beeldvorming en elektrofysiologie om verspreidende depolarisaties bij muizen te visualiseren en te registreren

Het doel van ons onderzoek is om de relatie tussen zich verspreidende depolarisaties en licht traumatisch hersenletsel te begrijpen met behulp van hersenmodellen. Onze groep en anderen hebben onlangs aangetoond dat spreidende depolarisaties optreden bij milde verwondingen met gesloten schedel bij muizen. Veelgebruikte in vivo elektrofysiologieversterkers filteren de langzame extracellulaire verschuivingen die gepaard gaan met zich verspreidende depolarisaties, waardoor het bijna onmogelijk wordt om de zich verspreidende depolarisatie te detecteren.

Het voordeel van dit protocol is dat zowel beeldvorming als in vivo elektrofysiologie worden gebruikt om de afwezigheid of aanwezigheid van zich verspreidende depolarisaties na een licht traumatisch hersenletsel te bevestigen. We zijn begonnen de rol te begrijpen van het verspreiden van depolarisaties in het acute gedrag, de pathologie en de cognitieve tekorten op de lange termijn die verband houden met MTBI's. Plaats om te beginnen het verdoofde dier in een stereotactisch frame en houd de lichaamstemperatuur van het dier op peil met behulp van een verwarmingskussen.

Maak met een scalpelmes nummer 10 een incisie langs de middellijn van rostraal naar caudaal. En breng onmiddellijk cyanoacrylaatlijm aan op de incisie. Spreid vervolgens de huid zijdelings uit om de schedel bloot te leggen.

Voeg een extra druppel of twee cyanoacrylaatlijm toe over de schedel voor extra bescherming. Terwijl de lijm droogt, gebruikt u een steriele chirurgische schaar om de incisie over het cerebellum te vergroten. Boor vervolgens met een boor van 0,8 millimeter geleidegaten door de schedel en draai de schroeven in de schedel.

Wikkel overtollige draad rond de schroef, zodat er wat speling ontstaat voor latere plaatsing op de hoofdtrap. Zodra alle schedelschroeven op hun plaats zitten, steekt u alle gouden pinnen in de gewenste connector van de hoofdtrap. Houd de connector op zijn plaats met de stereotactische arm en plaats de connectorpennen dicht boven de schroefkoppen zonder draadcontact.

Dicht het hele gebied af met cyanoacrylaatlijm en zorg ervoor dat het beeldvormingsgebied voor de schedelschroeven ongestoord blijft. Bouw tandheelkundig cement op rond de basis van de gouden pinnen, zodat de gouden pinnen van de schedelschroeven niet zijn verbonden met die in de hoofdtrap. Laat het tandcement uitharden voordat u de connector van de hoofdtrap verwijdert.

Schakel om te beginnen de IOS-computer en het LED-paneelbord in. Monteer het met elektroden geïmplanteerde verdoofde dier in een impactbed onder de camera. En pas de scherpstelring aan om het corticale oppervlak te bedekken.

Nadat u het intrinsieke optische signaal of IOS-instellingen hebt geladen, drukt u op de Live-knop om de muis te bekijken en de schedel van het dier onder de camera te centreren. Druk vervolgens op Multi-D Acquisitie om toegang te krijgen tot de acquisitie-instellingen en selecteer de gewenste tijdstippen. Sla afbeeldingen op in het aangewezen bestandspad met het juiste naamvoorvoegsel.

Sluit de gouden pinnen van het dier aan op de connector van de hoofdtrap en vervolgens op de hoofdtrap. Zet de elektrofysiologiecomputer aan en sluit de computer aan op de elektrofysiologieapparatuur. Nadat u de instellingen voor Intan-software hebt geladen, klikt u op het pictogram Bestandsformaat kiezen en selecteert u in het pop-upvenster Eén bestand per signaaltype-indeling.

Selecteer vervolgens op het tabblad BW onder Hardwarebandbreedte de versterkerbandbreedte van 0,13 tot 500 hertz. Selecteer Breed onder Filter Display Selector. Nadat u de laag- en hoogdoorlaatfilters hebt ingesteld, klikt u op het pictogram Bestandsnaam selecteren om het gewenste bestandspad te selecteren om op te slaan.

Schakel voor de botsing de elektromagnetische impactor in en tik op de hendel om te controleren of de punt goed in- en uitschuift. Plaats het dier snel op een schuimbed en schuif het bed onder de punt van de impactor. Lijn de punt van het botslichaam uit met de middellijn en plaats deze één millimeter rostraal van het bregma.

Laat vervolgens de punt van de botslichaam zakken totdat deze de bovenkant van de kop van het dier stevig raakt. Druk op de hendel om de punt van het botslichaam in te trekken en verlaag deze vervolgens handmatig met vijf millimeter voordat u de slaghendel activeert. Haal het dier onmiddellijk uit het schuimbed en plaats het onder de camera om binnen vijf seconden in beeld te brengen.

Klik op Verkrijgen om IOS-beeldvorming te starten in het venster Multidimensionale acquisitie. Leg gedurende vier minuten beelden vast om de volledige zich verspreidende depolarisatiegebeurtenis vast te leggen. Om de elektrofysiologische opname te starten, klikt u op het pictogram Opnemen in de Intan-software.

Aan het einde van de opname koppelt u het dier los van de hoofdtrap en de connector en plaatst u het terug in zijn kooi. Om de afbeeldingsstapel te openen, klikt u op Bestand, gevolgd door Importeren en Afbeeldingsreeks. Teken een vierkant met behulp van de cursor, die het interessegebied definieert, om de plot van de zich verspreidende depolarisatie te genereren.

Navigeer naar Afbeelding, gevolgd door Stapels, en Plot Z-as Profiel om de grafiek te plotten en klik op de Live knop. Klik op de gegenereerde plot op Lijst om een lijst met waarden te genereren. Converteer voor visualisatie de grijswaardenafbeelding met een brandopzoektabel.

Er werden verspreidingsdepolarisaties waargenomen die zich voortplantten over de cortex en grote bloedvaten door het raam. Hoogfrequente activiteit in de elektrofysiologische opnames toonde een snelle terugkeer bij schijndieren na verwijdering van isofluraan. Maar bij gedepolariseerde dieren bleef de hoogfrequente activiteit enkele minuten onderdrukt voordat ze herstelde.

De power plots toonden een duidelijke toename van het vermogen na herstel van onderdrukking in beide omstandigheden.