Standardowa operacja stereotaktyczna celująca w miejsca mózgu u myszy1 zwykle polega na unieruchomieniu czaszki za pomocą zestawu pasków do uszu i paska do ust. Współrzędne są następnie szacowane na podstawie atlasów referencyjnych2,3 oraz punktów orientacyjnych czaszki, a mianowicie bregma (punkt, w którym stykają się szwy kości czołowej i ciemieniowej) lub lambda (punkt, w którym łączą się szwy kości ciemieniowej i potylicznej; Rysunek 1A,B). Przez otwór w czaszce powyżej szacowanego celu, można następnie dotrzeć do obszaru docelowego, w celu wykonania mikroiniekcji lub oprzyrządowania za pomocą kaniul lub światłowodów. Ze względu na różnice w anatomii tych szwów i błędy w lokalizacji bregma lub lambda4,5, położenie punktów zerowych w stosunku do mózgu różni się w zależności od zwierzęcia. Podczas gdy małe błędy w celowaniu, które wynikają z tej zmienności, nie stanowią problemu dla dużych lub pobliskich celów, ich wpływ jest większy w przypadku mniejszych obszarów zainteresowania, które są oddalone od punktów zerowych w płaszczyźnie przednio-tylnej lub grzbietowo-brzusznej i/lub podczas badania zwierząt o różnej wielkości ze względu na wiek, szczep i/lub płeć. Istnieje kilka dodatkowych wyzwań, które są unikalne dla rdzenia przedłużonego i górnego rdzenia szyjnego. Po pierwsze, niewielkie zmiany we współrzędnych przednio-tylnych są związane ze znaczącymi zmianami współrzędnych grzbietowo-brzusznych względem opony twardej, ze względu na położenie i kształt móżdżku (Rysunek 1Bi)2,6,7. Po drugie, górny rdzeń szyjny nie jest zawarty w skull2. Po trzecie, pochyłe położenie kości potylicznej i leżąca nad nią warstwa mięśni szyi2 sprawia, że standardowe podejście stereotaktyczne jest jeszcze trudniejsze dla struktur znajdujących się w pobliżu przejścia między pniem mózgu a rdzeniem kręgowym (Rysunek 1Bi). Wreszcie, wiele interesujących celów w ogonowym pniu mózgu i rdzeniu szyjnym jest małych2, wymagających precyzyjnych i powtarzalnych iniekcji8,9.
Alternatywne podejście poprzez cisterna magna pozwala obejść te problemy. Cisterna magna to duża przestrzeń, która rozciąga się od kości potylicznej do atlasu (Ryc. 1A, tj. druga kość kręgowa)10. Jest wypełniony płynem mózgowo-rdzeniowym i pokryty oponą twardą class<="xref">10. Ta przestrzeń między kością potyliczną a atlasem otwiera się podczas przednio-zgięcia głowy. Dostęp do niego można uzyskać, poruszając się między leżącymi nad nim sparowanymi brzuchami długiego mięśnia główki, odsłaniając grzbietową powierzchnię ogonowego pnia mózgu. Obszary zainteresowania mogą być następnie wybierane na podstawie punktów orientacyjnych samych tych regionów, jeśli znajdują się one w pobliżu powierzchni grzbietowej; lub używając obsuwki, punktu, w którym kanał centralny otwiera się do komory dożylnej, jako punktu zerowego dla współrzędnych, aby dotrzeć do głębszych struktur. Podejście to zostało z powodzeniem zastosowane u różnych gatunków, w tym u szczurów11, cat12, mouse8,9 i naczelnych innych niż ludzie13 w celu celowania w brzuszną grupę oddechową, rdzeniastą przyśrodkową siatkowatą formację, jądro samotnego odcinka, obszar postrema lub jądro podjęzykowe. Jednak to podejście nie jest powszechnie stosowane, ponieważ wymaga znajomości anatomii, specjalistycznego zestawu narzędzi i bardziej zaawansowanych umiejętności chirurgicznych w porównaniu ze standardowym podejściem stereotaktycznym.
Tutaj opisujemy krok po kroku chirurgiczne podejście, aby dotrzeć do pnia mózgu i górnej części rdzenia szyjnego przez cisterna magna, wizualizować punkty orientacyjne, ustawiać punkt zerowy (Rysunek 2) oraz szacować i optymalizować współrzędne docelowe dla stereotaktycznego dostarczania mikroiniekcji do dyskretnych obszarów zainteresowania pnia mózgu i rdzenia kręgowego (Rysunek 3). Następnie omawiamy zalety i wady związane z tym podejściem.