Ten protokół przedstawia metodę tworzenia dużej jednostronnej kraniotomii nad obszarami skroniowymi i ciemieniowymi kory mózgowej myszy. Jest to szczególnie przydatne do obrazowania w czasie rzeczywistym rozległego obszaru półkuli korowej.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Ten protokół przedstawia metodę tworzenia dużej jednostronnej kraniotomii nad obszarami skroniowymi i ciemieniowymi kory mózgowej myszy. Jest to szczególnie przydatne do obrazowania w czasie rzeczywistym rozległego obszaru półkuli korowej.
Kraniotomia jest powszechnie wykonywaną procedurą w celu wystawienia mózgu do eksperymentów in vivo. W badaniach na myszach większość laboratoriów wykorzystuje małą kraniotomię, zwykle 3 mm x 3 mm. Protokół ten wprowadza metodę tworzenia znacznie większego okna czaszki o wymiarach 7 mm x 6 mm, odsłaniającego większość półkuli mózgowej nad korą skroniową i ciemieniową myszy (np. bregma 2,5 - 4,5 mm, boczna 0 - 6 mm). Aby wykonać tę operację, głowa musi być pochylona pod kątem około 30°, a znaczna część mięśnia skroniowego musi być cofnięta. Ze względu na dużą ilość usuwanej kości, procedura ta jest przeznaczona wyłącznie do ostrych eksperymentów ze znieczulonym zwierzęciem podczas operacji i eksperymentu.
Główną zaletą tego innowacyjnego dużego bocznego okna czaszkowego jest zapewnienie jednoczesnego dostępu zarówno do przyśrodkowych, jak i bocznych obszarów kory. To duże jednostronne okno czaszkowe może być wykorzystane do badania dynamiki neuronalnej między komórkami, a także między różnymi obszarami kory mózgowej poprzez połączenie wieloelektrodowych zapisów elektrofizjologicznych, obrazowania aktywności neuronalnej (np. obrazowania wewnętrznego lub zewnętrznego) oraz stymulacji optogenetycznej. Dodatkowo, ta duża kraniotomia odsłania również duży obszar korowych naczyń krwionośnych, co pozwala na bezpośrednią manipulację bocznym unaczynieniem korowym.
Kraniotomia to standardowa procedura stosowana przez neurobiologów do ujawnienia części mózgu. Od zarania elektrofizjologii kraniotomia umożliwiła bezprecedensowe przełomy w dziedzinie neurobiologii. Gęste mapowanie kory mózgowej za pomocą elektrod doprowadziło do eksperymentów testujących hipotezy i teorie oparte na tych mapach. Niedawno wkroczyliśmy w nową erę, w której kraniotomia jest wykorzystywana do obrazowania in vivo przepływu krwi w korze mózgowej1,2,3 i architektura nerwowo-naczyniowa4, umożliwiając wizualizację aktywności kory mózgowej w czasie rzeczywistym w odsłoniętych obszarach5,6,7. Chociaż w wielu badaniach wykorzystuje się kraniotomię w połączeniu z technikami obrazowania optycznego in vivo do badania struktury i funkcji neuronów korowych, gleju i naczyń korowych8,9, dalsze badania są ograniczone przez małe obszary odsłoniętej kory (ale zobacz10).
Celem tego protokołu jest dostarczenie metody tworzenia dużej bocznej kraniotomii, odsłaniającej korę mózgową od linii środkowej do kości łuskowej i wykraczającej poza bregmę i lambdę. Ta duża kraniotomia umożliwia jednoczesne oglądanie kory asocjacyjnej (zaśledzionowej, obręczy i ciemieniowej), motorycznej pierwotnej i wtórnej, somatosensorycznej, wzrokowej i kory słuchowej. Metoda ta została wcześniej połączona z obrazowaniem barwnikowym wrażliwym na napięcie (VSDI) w celu zbadania, w jaki sposób wiele obszarów kory oddziałuje ze sobą podczas spontanicznej i wywołanej bodźcem aktywności korowej5,11,12. Najtrudniejsze aspekty tej procedury obejmują ułożenie głowy zwierzęcia, zamocowanie płytki głowy i uniknięcie krwotoku przy jednoczesnym oddzieleniu mięśnia skroniowego od kości ciemieniowej. Należy również zachować ostrożność podczas procesów wiercenia i usuwania czaszki, ponieważ czaszka zakrzywia się pod kątem.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poniższy protokół jest zgodny z wytycznymi Komitetu ds. Opieki nad Zwierzętami Uniwersytetu Lethbridge (ACC) i jest prowadzony zgodnie ze standardami Kanadyjskiej Rady ds. Opieki nad Zwierzętami (CCAC).
1. Przygotowanie
2. Usuwanie skóry i cofanie mięśnia z czaszki
3. Kraniotomia
UWAGA: Chirurg musi zachować ostrożność podczas usuwania czaszki i opony twardej, aby uniknąć niepotrzebnych komplikacji. W przypadku wystąpienia komplikacji znajdują się kroki rozwiązywania problemów.
4. Usuwanie opony twardej
UWAGA: Usuwanie opony twardej wymaga szczególnej ostrożności i może potrwać ponad 15 minut.
5. Przygotowanie okna czaszkowego
6. Eutanazja
UWAGA: Z naszego doświadczenia wynika, że ta procedura wymaga od doświadczonych chirurgów co najmniej 3 - 4 operacji, aby osiągnąć więcej niż 90% wskaźnik sukcesu. Mniej doświadczeni chirurdzy mogą wymagać jeszcze większej praktyki. Podczas kraniotomii lub durotomii mózg może doznać uszkodzenia, na przykład jeśli wiertło przebije kość do mózgu. Dopuszczalne mogą być drobne uszkodzenia na krawędzi kraniotomii. Jeśli jednak mózg nie wygląda na "czysty" z jaskrawoczerwonymi, nieuszkodzonymi naczyniami krwionośnymi i białą korą, eksperyment może wymagać przerwania. Przykładami złych preparatów są te z martwymi naczyniami krwionośnymi lub gdy kora jest zaznaczona rozerwanymi lub uszkodzonymi naczyniami krwionośnymi. Jeśli którykolwiek z tych objawów jest obecny, eksperyment prawdopodobnie nie przyniesie wysokiej jakości danych. Niezależnie od tego, czy operacja/eksperyment się powiódł, czy nie, humanitarnie poddaj mysz eutanazji po zakończeniu eksperymentu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Aby zbadać interakcje między obszarami kory w obrębie jednej półkuli, zastosowaliśmy szeroką kraniotomię rozciągającą się przez zatokę strzałkową oraz 5 - 6 mm bocznie. Okno czaszkowe to obejmowało korę pierwotną (ruchową, somatosensoryczną, wzrokową, słuchową), wtórną (ruchową, wzrokową) oraz korę asocjacyjną (retrosplenialną, obręczy, asocjacyjną ciemieniową) prawej półkuli mózgu (Ryc. 3A). W niniejszej pracy wykorzystaliśmy obrazowanie barwnikami wrażliwym...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten innowacyjny protokół dla dużego okna czaszkowego umożliwia jednoczesne obrazowanie w obszarze skroniowym i ciemieniowym kory mózgowej. W połączeniu z obrazowaniem optycznym może pomóc w ujawnieniu dynamiki neuronalnej w obszarach kory mózgowej podczas spontanicznej i wywołanej bodźcem aktywności. Ta ekspansywna kraniotomia odsłania również duże rozszerzenie sieci naczyń korowych, w tym bliższy koniec środkowej tętnicy mózgowej (MCA), umożliwiając obrazowanie in vivo przepływu krwi i bezpośrednią manipulację ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ta praca była wspierana przez Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) Discovery Grant #40352, Campus Alberta for Innovation Program Chair, Alberta Alzheimer Research Program dla MHM, oraz NSERC CREATE w ramach stypendium doktoranckiego BIF i stypendium podyplomowego AIHS dla MK. Dziękujemy Pu Min Wang za opracowanie tego protokołu i za szkolenie chirurgiczne, a Behroo Mirza Agha i Di Shao za hodowlę.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Poduszka grzewcza | FHC | 40-90-2 | |
| Drobne nożyczki | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Kleszcze | Fine Science Tools | 11251-35 | Zalecane są 2 lub więcej par |
| Nożyczki sprężynowe | Fine Science Tools | 15000-00, 15000-10 | 1 para powinna być przeznaczona do usuwania opony twardej |
| Jet Tooth Shade Powder | LANG Dental | Jet Tooth Shade Powder | do zmieszania z płynem do |
| cieniowania zębów | Jet LANG Dental | Jet Tooth Shade Liquid | do zmieszania z Jet Powder |
| Głowice wiertarskie - wiertła z węglików spiekanych FG 1/4 389 | Midwest Dental | 385201 | |
| Agaroza w proszku | Sigma-Aldrich | A9793 | |
| Gelfoam | Sinclair Dental Canada | Pfizer Gelfoam | |
| Isoflurane | Western Drug Distribution Centre Ltd | 124125 | |
| Lidokaina 2% Epinefryna | Western Drug Distribution Centre Ltd | 125299 | |
| Deksametazon 5 mg/ml | Zachodnie Centrum Dystrybucji Leków Ltd | 125231 | |
| Klej cyjanoakrylowy butylu (VetBond) | Zachodnie Centrum Dystrybucji Leków Ltd | 12612 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie