Celem tego badania jest pokazanie każdego etapu techniki preparacji włókien na ludzkich mózgach zwłok, dokumentacji 3D tych sekcji oraz obrazowania tensora dyfuzji anatomicznie wypreparowanych ścieżek włókien.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Celem tego badania jest pokazanie każdego etapu techniki preparacji włókien na ludzkich mózgach zwłok, dokumentacji 3D tych sekcji oraz obrazowania tensora dyfuzji anatomicznie wypreparowanych ścieżek włókien.
Celem tego badania jest pokazanie metodologii badania połączeń istoty białej kompleksu dodatkowego obszaru motorycznego (SMA) (pre-SMA i SMA właściwego) przy użyciu kombinacji technik preparacji włókien na próbkach zwłok i traktografii rezonansu magnetycznego (MR). Protokół będzie również opisywał procedurę preparacji istoty białej ludzkiego mózgu, obrazowanie traktograficzne tensora dyfuzji oraz dokumentację trójwymiarową. Sekcje włókien na ludzkich mózgach oraz dokumentacja 3D zostały przeprowadzone w Laboratorium Mikrochirurgii i Neuroanatomii Uniwersytetu Minnesoty, Wydział Neurochirurgii. Pięć pośmiertnych próbek ludzkiego mózgu i dwie całe głowy przygotowano zgodnie z metodą Klinglera. Półkule mózgowe były preparowane krok po kroku od bocznej do przyśrodkowej i przyśrodkowej do bocznej pod mikroskopem operacyjnym, a obrazy 3D były rejestrowane na każdym etapie. Wszystkie wyniki sekcji zostały poparte obrazowaniem tensora dyfuzji. Przeprowadzono również badania połączeń zgodnie z klasyfikacją dróg włókien Meynerta, w tym włókien asocjacyjnych (krótkie, górne pęczki podłużne I i czołowe drogi skośne), włókien projekcyjnych (korowo-rdzeniowe, klaustrockorowe, cingulum i czołowo-prążkowe) oraz włókien spoidła (włókna modzelowate).
Wśród 14 obszarów czołowych nakreślonych przez Brodmanna, obszar przedruchowy i przedczołowy, który znajduje się przed przedcentralną korą ruchową, od dawna uważany jest za cichy moduł, pomimo faktu, że płat czołowy odgrywa ważną rolę w poznaniu, zachowaniu, uczeniu się i przetwarzaniu mowy. Oprócz kompleksu dodatkowego obszaru motorycznego (SMA), składającego się z pre-SMA i SMA właściwego (obszar Brodmanna; BA 6), który rozciąga się przyśrodkowo, moduł przedruchowy/czołowy obejmuje grzbietowo-boczną korę przedczołową (BA 46, 8 i 9), czołowo-biegunową (BA 10) i brzuszno-boczną przedczołową (BA 47), a także część kory oczodołowo-czołowej (BA 11) na bocznej powierzchni mózgu1,2.
Kompleks SMA to znaczący obszar anatomiczny, który jest zdefiniowany przez jego funkcje i połączenia. Resekcja i uszkodzenie tego obszaru powoduje znaczne deficyty kliniczne znane jako zespół SMA. Zespół SMA jest ważnym stanem klinicznym, który jest szczególnie obserwowany w przypadkach glejaka czołowego, które zawierają kompleks SMA3. Kompleks SMA ma połączenia z układem limbicznym, zwojami podstawy, móżdżkiem, wzgórzem, SMA po stronie przeciwległej, górnym płatem ciemieniowym i częściami płatów czołowych za pośrednictwem dróg włóknistych. Kliniczny efekt uszkodzenia tych połączeń istoty białej może być poważniejszy niż w korze mózgowej. Dzieje się tak dlatego, że konsekwencje uszkodzenia kory mózgowej mogą z czasem ulec złagodzeniu ze względu na wysoką plastyczność kory mózgowej 4,5,6,7,8,9,10,11,12,. Dlatego anatomia regionalna SMA i szlaki istoty białej powinny być dogłębnie poznane, w szczególności w przypadku operacji glejaka.
Kompleksowe zrozumienie anatomii szlaków istoty białej jest ważne dla szerokiego spektrum leczenia zmian neurochirurgicznych. Niedawne badania nad trójwymiarową dokumentacją wyników anatomicznych, które uzyskano w mikrochirurgii, wykorzystano do lepszego zrozumienia anatomii topograficznej i wzajemnych powiązań szlaków istoty białej mózgu13,14. W związku z tym celem niniejszej pracy było zbadanie połączeń istoty białej kompleksu SMA (pre-SMA i SMA właściwego) przy użyciu kombinacji technik preparacji włókien na próbkach zwłok i traktografii obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (MRI) oraz wyjaśnienie wszystkich metod i zasad obu technik oraz ich szczegółowej dokumentacji.
Planowanie i strategia studiów
Przed przeprowadzeniem eksperymentów przeprowadzono przeszukiwanie literatury na temat podstawowych zasad sekcji włókien, procedur, które muszą być zastosowane do próbek przed i podczas sekcji, oraz wszystkich połączeń między obszarami SMA, które zostały ujawnione podczas sekcji i DTI. Dokonano przeglądu wcześniejszych badań nad anatomiczną lokalizacją i separacją obszarów pre-SMA i SMA-właściwych oraz nad anatomią topograficzną ich połączeń.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zmarli są tutaj uwzględnieni jako populacja, chociaż zmarli nie są technicznie ludzkimi podmiotami; podmioty ludzkie są zdefiniowane przez 45 CF 46 jako "żywe istoty ludzkie15,16."
1. Przygotowanie próbek
2. Technika preparacji włókien
UWAGA: Wykonuj wszystkie sekcje pod powiększeniem od 6X do 40X na mikroskopie chirurgicznym.
3. 3D Technika fotograficzna
4. Technika DTI
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Kompleks SMA znajduje się w tylnej części zakrętu czołowego górnego. Granice kompleksu SMA wyznaczają: bruzda przedcentralna z tyłu, bruzda czołowa górna od dołu i z boku oraz bruzda obręczy od dołu i od strony przyśrodkowej18. Kompleks SMA składa się z dwóch części: przedniej części SMA (pre-SMA) z przodu oraz właściwej SMA z tyłu18. Między tymi dwiema częściami istnieją różnice w zakresie połączeń istoty białej oraz funkcji
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Znaczenie i techniki badawcze dla szlaków istoty białej
Kora mózgowa jest akceptowana jako główna struktura neuronalna związana z 2,5 milionami lat życia człowieka. Około 20 miliardów neuronów rozdzieliło się na różne części w oparciu o morfologiczną i komórkową specyfikację40. Architektura każdej z tych części kory mózgowej została funkcjonalnie podgrupowana, taka jak zmysł sensomotoryczny i ruch, doświadczenie emocjonalne i złożone rozumowanie. Ustalono, że wszystkie zac...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują brak konkurencyjnych interesów finansowych oraz brak źródeł finansowania i wsparcia, w tym sprzętu i leków.
Dane zostały częściowo dostarczone przez Human Connectome Project, WU-Minn Consortium (główni badacze: David Van Essen i Kamil Ugurbil; 1U54MH091657), finansowane przez 16 instytutów i centrów NIH, które wspierają NIH Blueprint for Neuroscience Research; oraz przez McDonnell Center for Systems Neuroscience na Uniwersytecie Waszyngtońskim. Rysunki 2A i 2D zostały zreprodukowane za zgodą Rhoton collection57 (http://rhoton.ineurodb.org/?page=21899).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| %4 Roztwór paraformaldehydu | AFFYMETRIX, Inc. | 2046C208 | służy do mocowania |
| Zamrażarka | INSIGNA | NS-CZ70WH6 | służy do zamrażania |
| Panfield Dissector | AESCULAP | FD305 | służy do rozwarstwiania |
| Mikronożyczki chirurgiczne | W. Lorenz | 04-4238 | służy do miscrodispreparu |
| Chirurgiczny Micro Hook | V. Mueller | NL3785-009 | służy do miscrodissection |
| NOSZE DO MIKRONACZYŃ/ DILATOR | W. Lorenz | 04-4324 | używany do błędnej sekcji |
| Emax2 SC 2000 Konsola elektryczna | Anspach Companies | SC2102 | używany do kraniatomii |
| Zestaw wierteł | Anspach Companies | NS-CZ70WH6 | używany do kraniatomii |
| 20-1000 mikroskop operacyjny | Moeller-Wedel, Niemcy | FS 4-20 | używany do miscrodissection |
| Canon EOS 550D 18 MP CMOS APS-C Cyfrowa lustrzanka jednoobiektywowa Aparat fotograficzny | Canon Inc. | DS126271 | służy do robienia zdjęć |
| Obiektyw makro EF 100 mm f/2.8L IS USM Canon | Inc. | 4657A006 | służy do robienia zdjęć |
| MR-14EX II Macro Ring Lite (Flash) | Canon Inc. | 9389B002 | używany do robienia zdjęć |
| Statyw | Lino Manfrotto | 322RC2 | używany do robienia zdjęć |
| MAYFIELD Infinity Skull Clamp | Integra Inc. | A0077 | służy do mocowania głowicy |
| Zmodyfikowany skaner Skrya 3T "Connectome" | Siemens Company, Inc. | A911IM-MR-15773-P1-4A00 | służy do skanowania DTI |
| XstereO Player | Jurij Gołubinsky | Wersja 3.6(22) | służy do tworzenia anaglifów |
| EF-S 18-55mm f/3.5-5.6 IS II SLR Obiektyw | Canon Inc. | 2042B002 | używany do robienia zdjęć |
| Skalpel | 6B INVENT | 7-104-L | służy do wykonywania nacięć |
| Kompaktowy reduktor prędkości | Anspach Companies | CSR60 | służy do wykonywania otworu na zadziory |
| 14 mm Perforator czaszki | Anspach Companies | CPERF-14-11-3F | służy do wykonywania otworu na zadziory |
| 2 mm x 15,6 mm Frezarka karbowana | Anspach Companies | A-CRN-M | służy do wykonywania kraniotomii |
| 2,1 mm Frezy w kształcie szpilki | Anspach Companies | 03.000.130S | używane do wykonywania kraniotomii |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.