Funkcjonalna spektroskopia rezonansu magnetycznego przy 7 t w korze lufy szczura podczas aktywacji wąsów

Podsumowanie

Po sprawdzeniu za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego zależnego od poziomu tlenu we krwi (BOLD fMRI), że odpowiedni obszar kory somatosensorycznej pola beczkowego (zwany S1BF) jest prawidłowo aktywowany, głównym celem tego badania jest ilościowe określenie wahań zawartości mleczanu w aktywowanych mózgach szczurów za pomocą zlokalizowanej spektroskopii rezonansu magnetycznego protonów (¹H-MRS) przy 7 T.

Streszczenie

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) daje możliwość pomiaru zawartości metabolitów w mózgu in vivo i nieinwazyjnie. Dzięki postępowi technologicznemu w ciągu ostatniej dekady i wzrostowi natężenia pola magnetycznego możliwe jest obecnie uzyskanie widm o dobrej rozdzielczości in vivo w mózgu szczura. Neuroenergetyka (tj. nauka o metabolizmie mózgu), a zwłaszcza interakcje metaboliczne między różnymi typami komórek, cieszą się w ostatnich latach coraz większym zainteresowaniem. Wśród tych interakcji metabolicznych istnienie czółenka mleczanowego między neuronami a astrocytami jest nadal przedmiotem dyskusji. W związku z tym bardzo interesujące jest przeprowadzenie funkcjonalnej spektroskopii protonowego rezonansu magnetycznego (¹H-MRS) w szczurzym modelu aktywacji mózgu i monitorowania mleczanu. Jednak pik mleczanu metylu nakłada się na piki rezonansu lipidowego i jest trudny do określenia ilościowego. Opisany poniżej protokół pozwala na monitorowanie wahań metabolicznych i mleczanowych w aktywowanym obszarze mózgu. Aktywację mózgu uzyskuje się poprzez stymulację wąsów, a ¹H-MRS wykonuje się w odpowiedniej aktywowanej korze beczkowatej, której obszar jest wykrywany za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego zależnego od poziomu tlenu we krwi (BOLD fMRI). Wszystkie kroki są w pełni opisane: wybór środków znieczulających, cewek i sekwencji, osiągnięcie skutecznej stymulacji wąsów bezpośrednio w magnesie oraz przetwarzanie danych.

Wprowadzenie

Mózg posiada wewnętrzne mechanizmy, które pozwalają regulować jego główny substrat (tj. glukozę), zarówno pod względem jego wkładu, jak i wykorzystania, w zależności od zmian w lokalnej aktywności mózgu. Chociaż glukoza jest głównym substratem energetycznym dla mózgu, eksperymenty przeprowadzone w ostatnich latach wykazały, że mleczan, który jest wytwarzany przez astrocyty, może być wydajnym substratem energetycznym dla neuronów. Rodzi to hipotezę o transferze mleczanowym między astrocytami a neuronami¹. Znana jako ANLS, od astrocyte-neuron lactate shuttle², teoria ta jest nadal mocno dyskutowana, ale doprowadzi....

Protokół

Wszystkie procedury na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z Wytycznymi Eksperymentów na Zwierzętach Dyrektywy Rady Wspólnot Europejskich z dnia 24 listopada 1986 roku (86/609/EWG). Protokół był zgodny z wytycznymi etycznymi francuskiego Ministerstwa Rolnictwa i Leśnictwa i został zatwierdzony przez lokalne komisje etyczne (Comité d'éthique pour L'expérimentation Animale Bordeaux n°50112090-A).

UWAGA: Podczas pomiarów MR niezbędny jest odpowiedni poziom znieczulenia i monitorowanie fizjologiczne (temperatura ciała, częstość oddechów).

1. Zwierzęta

1. Używaj samców szczurów rasy Wistar o wadze od 3....

Wyniki

Niniejszy protokół umożliwia ilościowe określenie wahań poziomu metabolitów podczas aktywacji mózgu, indukowanej bezpośrednio w magnesie poprzez stymulację prawego wibrysy.

W niniejszym badaniu ogólnym celem BOLD fMRI było sprawdzenie wydajności stymulacji wibrysów, wizualizacja aktywowanego obszaru S1BF oraz prawidłowe zlokalizowanie woksela dla ¹H-fMRS. Urządzenie zbudowane do aktywacji wibrysów jest wydajne. Rzeczy.......

Dyskusja

Kora beczkowa, zwana również S1BF dla kory somatosensorycznej lub pola beczkowego, jest obszarem w warstwie korowej IV, który można zaobserwować za pomocą barwienia oksydazą cytochromu c⁹, a jego organizacja jest dobrze znana, ponieważ została w dużej mierze opisana^10,11. Jedna wibrysa jest połączona z jedną beczką, w której około 19 000 neuronów jest zorganizowanych w kolumnie¹². Ścieżka kory mózgowej od wąsa do be.......

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule

Nazwa	Firma	Numer katalogowy	Komentarze
Strzykawka 0,5 ml z igłą	Becton, Dickinson and Company, USA	2020-10	0,33 mm (29 G) x 12,7 mm
1H spektroskopia cewka powierzchniowa	Bruker, Ettlingen, Niemcy	T116344
7T System Biospec	Bruker, Ettlingen, Niemcy	70/20 USR
	na zamówienie
Atipamezole	Vé toquinol, S.A., Francja	V8335602	Antisedan, 4,28 mg
Maska oddechowa	wykonana na
Maść do oczu	TVM laboratoire, Francja	40365	Żel Ocry 10 g
Komora indukcyjna	wykonana na		30x17x15 cm
Elastyczna rura dopływowa	Gardena, Niemcy	1348-20	Średnica 4,6 mm, długość
3 mPompka izofluranowa, parownik serii Model 100, klasyczny T3	Surgivet, Harvard Apparatus	WWV90TT	z OH 43017, USA
Izofluran, płyn do inhalacji	Vertflurane, Virbac, Francja	QN01AB06	1000 mg/ml
KD Naukowa pompka strzykawkowa	KD sientific, Holliston, USA	Oprogramowanie Legato 110
LCModel	LCModel Inc., Ontario, Kanada	6.2
chlorowodorek medetomidyny	Vé toquinol, S.A., Francja	QN05CM91	Domitor, 1 mg/ml
Rolka plastra samoprzylepnego	1 M micropore, Minnesota, Stany	MI912
Micropore rolka plastra samoprzylepnego	3M micropore, Minnesota, Stany Zjednoczone	MI925
System monitorowania parametrów	fizjologicznych SA Instruments, Inc, Stony Brook, NY, USA	Model 1025
NaCl	Fresenius Kabi, Niemcy	B05XA03	0,9 % 250 ml
Elastyczna rura wylotowa	Gardena, Niemcy	1348-20	Średnica 4,6 mm, długość 4 m
Oprogramowanie Paravision	Bruker, Ettlingen, Niemcy	6.0.1
Obwodowy cewnik dożylny	Terumo, Shibuya, Tokio, Japonia	SP500930S	22 G x 1", 0,85x25 mm, 35 mL/min
Cewka z głową szczura	Bruker, Ettlingen, Niemcy
Heparyna sodowa, roztwór do wstrzykiwań	Choai, Sanofi, Paryż, Francja	B01AB01	5000 IU/ml
Elektromagnetyczne zawory sterujące, zawór nurnikowy 2/2-drogowy bezpośredniego działania	Burkert, Niemcy	3099939	Typ modelu 6013
Terumo 2 ml strzykawka	Terumo, Shibuya, Tokio, Japonia	SY243	z igłą 21 g x 5/8"
Strzykawka Terumo 5 ml	Terumo, Shibuya, Tokio, Japonia	05SE1
Wistar RJ-Han rats	Janvier Laboratories, Francja

Urządzenie pulsacyjne oparte na Arduino Uno wykonane zamówienie zamówienie Zjednoczone