Eksploracja głębokiego kosmosu - odkrywanie anatomii struktur okołokomorowych w celu ujawnienia bocznych komór ludzkiego mózgu
22 października 2017
Ten artykuł demonstruje skuteczne wykorzystanie metody preparacji włókien do ujawnienia powierzchownych dróg istoty białej i struktur okołokomorowych ludzkiego mózgu, w przestrzeni trójwymiarowej, aby pomóc studentom zrozumieć morfologię komór.
Pierwszym krokiem tej sekcji mózgu jest najpierw określenie, czy w próbce pozostały jakiekolwiek pajęczynówki. Jeśli tak, będziemy musieli go usunąć za pomocą kleszczy. W takim przypadku przejdziemy do następnego kroku.
Następnie musimy usunąć móżdżek. Po pierwsze, musimy spojrzeć na brzuszno-tylny widok mózgu, szukając dolnych przeszywek. Za pomocą ostrza w rozmiarze 22 wykonamy proste nacięcie na poziomie poniżej dolnych szyszek.
Asystent pomoże, delikatnie pociągając móżdżek, aby ułatwić ten proces. Jesteśmy teraz gotowi, aby rozpocząć sekcję naszego mózgu. W tym celu zastosujemy technikę preparacji Klinglera.
Po pierwsze, będziemy musieli zidentyfikować pewne struktury w widoku bocznym lewej strony mózgu. Widzimy płat czołowy, płat ciemieniowy i skroniowy, a także szczelinę boczną. Technika preparacji Klinglera wymaga użycia końca skalpela w celu usunięcia lub odsunięcia włókien istoty szarej, aby odsłonić włókna asocjacyjne znajdujące się pod spodem.
Pierwszym krokiem naszej sekcji jest usunięcie części płata ciemieniowego, używając końca skalpela do zeskrobania niektórych włókien istoty szarej. Jak widzimy tutaj, kiedy usuwamy korę za pomocą końca skalpela, możemy podążać za odcinkami powierzchownego połączenia włókien pod spodem. Włókna te przemieszczają się w kierunku rostrocaudalnym.
Teraz przyjrzymy się temu, co ujawniliśmy do tej pory. Możemy tutaj zobaczyć powierzchowne włókna asocjacyjne, idące w kierunku rostrocaudalnym, a delikatnie podnosząc część powierzchownej istoty białej, możemy znacznie lepiej podkreślić kierunek powierzchownych podłużnych odcinków pęczka. Następnym krokiem jest odsłonięcie pęczka podłużnego górnego i dolnego.
Będziemy kontynuować naszą sekcję, usuwając pozostałe części płata ciemieniowego, a także powierzchowną istotę szarą płata skroniowego. Jak widać na tym etapie, delikatnie usuwamy zakręty powierzchowne płata skroniowego, aby odsłonić dolny pęczek podłużny pod spodem. W tej części sekcji mamy pasmo włókien, które łączą ze sobą pęczki podłużne górne i podłużne dolne.
Nazywa się to pęczkiem łukowatym i znajduje się wygięty w łuk z tyłu do wyspy. To jest to, co ujawniliśmy do tej pory w tej części sekcji. Mamy płat czołowy, płat ciemieniowy i płat skroniowy, a w samym środku widzimy korę wyspową.
To, co możemy tutaj zobaczyć, to włókna rostrocaudalne pęczka podłużnego górnego, a także pęczka podłużnego dolnego w płacie skroniowym. I tutaj usunęliśmy pęczek łukowaty, który łączy ze sobą te dwa pęczki. Uszkodzenie którejkolwiek z tych ścieżek może spowodować afazję.
W następnym kroku będziemy kontynuować rozwarstwienie, ale tym razem w kierunku grzbietowo-brzusznym, aby odsłonić włókna o innej orientacji. Te włókna grzbietowo-brzuszne reprezentują koronę promienistą. Korona promienista zawiera włókna projekcyjne przemieszczające się między korą mózgową a strukturami podkorowymi w rdzeniu kręgowym.
To, co teraz pokazujemy, to usunięcie włókien wokół obszaru oczodołowo-czołowego, aby pokazać nienaruszony pęczek, który łączy układ limbiczny z zakrętem oczodołowo-czołowym. Teraz podkreśliliśmy koronę promienistą, a także pokazaliśmy korę wyspową pośrodku. Następnym krokiem jest użycie końca skalpela do usunięcia kory wyspowej i jej podłoża, aby odsłonić zewnętrzną kapsułkę pod spodem.
Odsłoniliśmy teraz zewnętrzną kapsułkę po usunięciu izolacji. Możemy docenić włókna grzbietowo-brzuszne, jak pokazano tutaj. Widzimy pokazaną wcześniej koronę promienistą, która nadal staje się wewnętrzną kapsułką pod prążkowiem.
Ujawnia to to małe okienko, które wyciąłem, a które możemy zobaczyć tutaj. Teraz powtórzymy te same kroki, które pokazano wcześniej na drugiej półkuli mózgowej. Po przeanalizowaniu obu stron półkul mózgowych możemy teraz odsłonić zakręt obręczy, usuwając zakręt powierzchowny płata ciemieniowego i czołowego.
Usunęliśmy teraz grzbietowy aspekt płata ciemieniowego i czołowego prawej półkuli i możemy ocenić, ile istoty szarej będziemy musieli usunąć, aby dotrzeć do zakrętu obręczy. Następnie wykonamy ten sam krok po drugiej stronie. Po odsłonięciu zakrętu obręczy nadszedł czas, aby bez ogródek przeanalizować ten obszar, aby odsłonić leżące pod nim ciało modzelowate.
Po usunięciu kory obręczy możemy zobaczyć pas włókien asocjacyjnych zwany cingulum, który łączy korę czołową i ciemieniową z korą skroniową i przyhipokampową. Przejdziemy teraz do sekcji cingulum, aby lepiej odsłonić ciało modzelowate, które tworzy dach komory bocznej. Teraz możemy zobaczyć widok grzbietowy ciała modzelowatego, z usuniętym zakrętem obręczy po obu stronach.
Ciało ciała modzelowatego, a także możemy zobaczyć śledzionę i rodzaj ciała modzelowatego. Teraz otworzymy komory boczne. Zanim wykonamy cięcie, najpierw musimy delikatnie nacisnąć na trigon poboczny w miejscu, w którym spotykają się trzy rogi komór bocznych.
Za pomocą sondy delikatnie dociśnij ten obszar, aż poczujesz utratę oporu. Używając ostrza w rozmiarze 22, użyj tego otworu jako prowadnicy do przedłużenia cięcia. Najpierw w kierunku rostralnym, a następnie grzbietowo.
Przedłużymy to cięcie w poprzek ciała modzelowatego, aby połączyć się z cięciem, które wykonaliśmy po drugiej stronie. Możemy użyć sondy, aby sprawdzić, czy pomyślnie otworzyliśmy komorę boczną. Ponownie użyjemy skalpela, aby przedłużyć wykonane przez nas cięcie brzusznie w dolny róg komory bocznej.
Po połączeniu dwóch nacięć w linii środkowej, przedłużymy teraz cięcie brzusznie w kierunku rodzaju ciała modzelowatego. Wykonamy dwa równoległe nacięcia po bocznych stronach ciała modzelowatego. Teraz delikatnie unieś ciało modzelowate z nacięcia w linii środkowej i za pomocą skalpela delikatnie przetnij pod ciałem modzelowatym.
Na tym poziomie usuwamy ciało modzelowate z przegrody przejrzystej, struktury, która stanowi część przyśrodkowej ściany komory bocznej. Nasz krój jest prostopadły do orientacji włókien modzelowatych. Gdy usuwamy ciało modzelowate, możemy zauważyć, że włókna spoidła są zaburzone, podkreślając ich orientację.
Po usunięciu ciała modzelowatego możemy rzucić okiem na struktury otaczające komorę boczną. Możemy zidentyfikować dwa wzgórza, które stanowi większość dna ciała komory bocznej. Mamy naczynia naczyniówkowe, które zaopatrują splot naczyniówkowy, który wytwarza płyn mózgowo-rdzeniowy.
W tym obszarze możemy zobaczyć kolumny fornices, które w końcu rozpadną się, aby wystawać na ciała sutkowe. I tutaj możemy zobaczyć resztki przegrody przejrzystej. Możemy również docenić jądro strunowce, które stanowi część bocznej ściany komory bocznej.
Struktury te zostaną jeszcze lepiej uwydatnione, gdy w pełni otworzymy komory boczne. Na tym widoku możemy zobaczyć trygon komory bocznej, ponownie zawierający splot naczyniówkowy, który tworzy płyn mózgowo-rdzeniowy. I tutaj możemy zbadać ciało modzelowate, które usunęliśmy wraz z włóknami sklepienia pod spodem.
Tutaj możemy zobaczyć dwie skorupy sklepienia znajdujące się w jego dolnej części. Po wykonaniu cięć nadszedł czas, aby rozdzielić mózg, aby odsłonić wewnętrzne struktury związane z komorą boczną. Teraz patrzymy na tylny widok przedniej połowy mózgu.
Możemy też zwrócić uwagę na kilka bardzo ważnych struktur anatomicznych. Widzimy dwa wzgórza z leżącym nad nimi splotem naczyniówkowym, pokazane tutaj w lewym wzgórzu. Możemy zobaczyć górne i dolne wzgórki śródmózgowia.
Szyszynka. I habenula, które są związane z szyszynką. Jeśli delikatnie rozsuniemy dwie połówki, patrzymy na trzecią komorę, której ściany są wykonane z dwóch wzgórz.
Możemy zobaczyć, jak adhezja międzywzgórzowa łączy ze sobą dwa wzgórza, jak podkreślono tutaj za pomocą sondy. A jeśli przepuścimy sondę przez otwór w jego przedniej części, przejdziemy przez otwór międzykomorowy, który łączy ze sobą komorę boczną i trzecią. I możemy zobaczyć kolumny sklepienia, jak zidentyfikowaliśmy wcześniej.
Teraz patrzymy na przedni widok tylnej połowy naszego wypreparowanego mózgu. Jak widać, jeśli przepuścimy sondę przez ten obszar, możemy znaleźć tylny róg komory bocznej wystający do płata potylicznego. Możemy również zidentyfikować tutaj te struktury słuchowe, które tworzą hipokampy.
Stanowi to część dna komory bocznej w płacie skroniowym. Jeśli prześledzimy ten obszar w hipokampie zwany fimbrią, możemy zobaczyć fimbrię taką, jaka tworzy skorupę sklepienia. Skorupa połączy się, tworząc ciało sklepienia, leżące pod ciałem modzelowatym.
Te dwie struktury tworzą dach komory bocznej i są ważnymi częściami układu limbicznego. Tutaj możemy zobaczyć naczynia naczyniówkowe, które pokazaliśmy wcześniej. A jeśli przyjrzymy się krzywiźnie hipokampów, zobaczymy, że te krzywizny dobrze pasują do krzywizn wzgórza.
I możemy to pokazać, łącząc te dwie połówki z powrotem.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejsze badanie demonstruje zastosowanie metody preparowania włókien w celu zmapowania powierzchownych szlaków istoty białej oraz struktur okołokomorowych w ludzkim mózgu. Poprzez zastosowanie techniki preparowania według Klinglera, badanie ma na celu zwiększenie zrozumienia morfologii komór przez studentów dzięki wyraźnej wizualizacji i trójwymiarowej reprezentacji struktur mózgu.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Neuroanatomia
- Techniki sekcji mózgu
Wstęp
- Badanie anatomii mózgu wspomaga nauczanie i zrozumienie struktur mózgowych.
- Techniki dysekcji wnoszą wkład w rozwój dziedziny poprzez ujawnianie złożonych szlaków neuronalnych.
- Dysekcje włókien pozwalają na wgląd w łączność między głównymi obszarami mózgu.
- Badanie koncentruje się na systematycznym podejściu do dysekcji mózgu z wykorzystaniem uznanych metodologii.
Cel badania
- Przedstawienie skutecznych metodologii ujawniania struktur anatomicznych ludzkiego mózgu.
- Wzbogacenie doświadczeń edukacyjnych poprzez wizualizację złożonych szlaków mózgowych.
- Ułatwienie lepszego zrozumienia cech morfologicznych w kontekście edukacji z zakresu neuronauki.
Zastosowane metody
- W badaniu do preparowania wykorzystano technikę sekcji Klinglera.
- Praca koncentruje się na preparatach ludzkiego mózgu, z zastosowaniem metod sekcji tępym i ostrym narzędziem.
- W tekście nie wspomniano o żadnych przepływach pracy multiomicznych.
- Kluczowe kroki obejmują usunięcie konkretnych płatów w celu odsłonięcia leżących głębiej struktur.
- W badaniu szczegółowo opisano procedury umożliwiające wizualizację istotnych szlaków istoty białej.
Główne wyniki
- Sekcja ujawniła główne szlaki istoty białej, w tym pęczki podłużne górny i dolny oraz pęczek łukowaty.
- Wizualizacja szlaków łączących różne obszary mózgu ułatwia zrozumienie ich znaczenia funkcjonalnego.
- Dzięki szczegółowym krokom metodologicznym uzyskano istotne informacje na temat łączności strukturalnej mózgu.
- Wyniki mogą przyczynić się do rozwoju praktyk edukacyjnych w zakresie neuroanatomii i neuronauki.
Wnioski
- Badanie przedstawia metodę skutecznego mapowania anatomii mózgu.
- Zastosowanie technik dysekcji włókien pozwala na lepsze zrozumienie morfologii mózgu.
- Podejście to ma znaczenie dla udoskonalenia metod nauczania w dziedzinie neuronauki.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ta metoda sekcji włókien zapewnia powtarzalne podejście do wizualizacji głębokich struktur mózgu i szlaków istoty białej, wspierając walidację celu w badaniach z zakresu neuronauki poprzez wyjaśnienie granic anatomicznych i ścieżek funkcjonalnych. Technika ta usprawnia ograniczanie ryzyka mechanistycznego w modelach przedklinicznych, umożliwiając precyzyjne mapowanie struktur okołokomorowych oraz połączeń układu limbicznego. Ma ona wartość translacyjną dla systemów istotnych w kontekście chorób, w których morfologia komór oraz powiązane obwody neuronalne są zaangażowane w patofizjologię.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia weryfikację hipotez terapeutycznych poprzez ujawnienie zależności strukturalnych między komorami a obszarami okołokomorowymi.
- Wartość operacyjna: Wspiera ograniczanie ryzyka biologicznego dzięki wyraźnej wizualizacji traktów istoty białej, takich jak pęczek łukowaty i pęczki podłużne.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Przygotowuje zwalidowane systemy biologiczne do dalszych etapów analizy poprzez wyznaczenie orientacji włókien i granic strukturalnych.
- Wartość operacyjna: Wspiera standaryzację i powtarzalność testów dzięki spójnym protokołom sekcji.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Ułatwia modelowanie systemów istotnych dla przebiegu chorób poprzez odsłonięcie struktur wzgórza, wzgórza i splotów naczyniowych biorących udział w dynamice płynu mózgowo-rdzeniowego.
- Wartość operacyjna: Zapewnia ciągłość translacyjną od etapu odkrycia po walidację przedkliniczną poprzez zachowanie integralności strukturalnej układów limbicznych i komorowych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta integruje się z wczesnymi etapami procesów odkrywania leków, zapewniając szczegółowy kontekst anatomiczny dla badań nad zaangażowaniem celu oraz analizy szlaków sygnałowych.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez i wyjaśnianie szlaków poprzez wizualizację 3D granic okołokomorowych oraz orientacji pęczków włókien.
- Screening: Zwiększa gotowość do przeprowadzania testów poprzez umożliwienie standaryzowanego przygotowania preparatów mózgu z odsłoniętymi układami komorowymi.
- Analityka: Generuje ilościowe odczyty strukturalne, które pozwalają na porównanie warunków wpływających na morfologię komór lub integralność istoty białej.
- Badania translacyjne: Zapewnia ciągłość przedkliniczną poprzez uwydatnienie struktur istotnych dla przebiegu choroby, takich jak wzgórza, ciało modzelowate i sploty naczyniowe.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Służy jako powtarzalna metoda walidacji celów oparta na neuroanatomii w wielu programach badawczych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną poprzez redukcję niejednoznaczności mechanistycznej w relacjach struktura-funkcja mózgu.
- Wartość operacyjna: Poprawia standaryzację i skalowalność preparatów neuroanatomicznych w różnych ośrodkach badawczych.
- Wartość strategiczna: Umożliwia podejmowanie lepszych decyzji o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go) poprzez wyjaśnienie stopnia zaangażowania celu w obrębie anatomicznie zdefiniowanych obwodów.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia ustalanie priorytetów dla związków z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o ich wpływ na układ komorowy i powiązane szlaki.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w sekcji neuroanatomicznej i identyfikacji szlaków włókien.
- Zależy od dostępu do preparatów ludzkiego mózgu oraz odpowiednich narzędzi sekcyjnych.
- Wymaga standaryzacji wykonania protokołu pomiędzy zespołami w celu uzyskania powtarzalnych wyników.
- Wiąże się z koniecznością dostosowania metody przy zastosowaniu jej w różnych systemach modelowych lub stanach konserwacji.
- Obejmuje ograniczenia praktyczne związane z obchodzeniem się z preparatami oraz potrzebą ostrożnej manipulacji w celu uniknięcia uszkodzeń strukturalnych.
