O mapeamento funcional do cérebro animal pode se beneficiar da configuração experimental de ressonância magnética funcional (fMRI) em tempo real. Usando o mais recente software implementado no sistema de ressonância magnética animal, estabelecemos uma plataforma de monitoramento em tempo real para fMRI de pequenos animais.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Mapeamento cerebral por fMRI em tempo real em animais
Neste artigo
Resumo
Resumo
As respostas dinâmicas de fMRI variam em grande parte de acordo com as condições fisiológicas dos animais, sob anestesia ou em estados acordados. Desenvolvemos uma plataforma de fMRI em tempo real para orientar os experimentadores a monitorar as respostas de fMRI instantaneamente durante a aquisição, que pode ser usada para modificar a fisiologia de animais para alcançar as respostas hemodinâmicas desejadas em cérebros de animais. A configuração de fMRI em tempo real é baseada em um sistema de ressonância magnética pré-clínica de 14,1T, permitindo o mapeamento em tempo real das respostas dinâmicas de fMRI no córtex somatossensorial primário da pata dianteira (FP-S1) de ratos anestesiados. Em vez de uma análise retrospectiva para investigar fontes de confusão que levam à variabilidade dos sinais de fMRI, a plataforma de fMRI em tempo real fornece um esquema mais eficaz para identificar respostas dinâmicas de fMRI usando macrofunções personalizadas e um software comum de análise de neuroimagem no sistema de ressonância magnética. Além disso, fornece viabilidade imediata de solução de problemas e um paradigma de estimulação de biofeedback em tempo real para estudos funcionais cerebrais em animais.
Introdução
A Ressonância Magnética Funcional (RMf) é um método não invasivo para medir as respostas hemodinâmicas 1,2,3,4,5,6,7,8,9, por exemplo, dependentes do nível de oxigênio no sangue (BOLD), volume sanguíneo cerebral e sinal de fluxo, associados à atividade neural no cérebro. Em estudos com animais, os sinais hemodinâmicos podem ser afetados pela anestesia....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Protocolo
Este estudo foi realizado de acordo com a Lei Alemã de Bem-Estar Animal (TierSchG) e a Portaria de Animais de Laboratório de Bem-Estar Animal (TierSchVersV). O protocolo experimental aqui descrito foi revisado pela comissão de ética (§15 TierSchG) e aprovado pela autoridade estadual (Regierungspräsidium, Tübingen, Baden-Württemberg, Alemanha).
1. Preparação da instalação experimental BOLD-fMRI para estudos em pequenos animais
- Ligue o software do console para controlar os parâmetros de imagem e adquirir dados de ressonância magnética.
NOTA: A configuração de fMRI em tempo real proposta é implementada utilizando macrofunções do s....
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
A Figura 3 e a Figura 4 mostram um curso de tempo representativo em tempo real do BOLD-fMRI em tempo real e mapas funcionais com estimulação elétrica da pata dianteira (3 Hz, 4 s, largura de pulso 300 us, 2,5 mA). O paradigma de design da fMRI compreende 10 exames de pré-estimulação, 3 exames de estimulação e 12 exames de interestimulação com um total de 8 épocas (130 exames). O tempo total de varredura é de 3 min 15 seg (195 seg). A Figura .......
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
O monitoramento em tempo real do sinal de fMRI ajuda os experimentadores a ajustar a fisiologia dos animais para otimizar o mapeamento funcional. Artefatos de movimento em animais acordados, bem como o efeito anestésico, são os principais fatores que medeiam a variabilidade dos sinais de fMRI, confundindo a interpretação biológica do sinal por si só 31,32,33,34,35,36,37,38
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Sascha Köhler é funcionário da Bruker BioSpin MRI GmbH.
Agradecimentos
Agradecemos ao Dr. D. Chen e ao Dr. C. Yen por compartilharem o script AFNI para configurar a fMRI em tempo real para PV 5 e à equipe AFNI pelo suporte de software. Esta pesquisa foi apoiada pelo financiamento da NIH Brain Initiative (RF1NS113278-01, R01 MH111438-01) e pela concessão do instrumento S10 (S10 RR023009-01) para o Martinos Center, a Fundação Alemã de Pesquisa (DFG) Yu215/3-1, BMBF 01GQ1702 e o financiamento interno da Max Planck Society.
....Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 14.1T Bruker MRI system Bruker | BioSpin MRI GmbH | N / A | |
| A365 Stimulus Isolator | World Precision Instruments | N / A | |
| AcqKnowledge Software | Biopac | RRID: SCR_014279, http://www.biopac.com/product/acqknowledge-software/ | |
| AFNI | Cox, 1996 | RRID: SCR_005927, http://afni.nimh.nih.gov | |
| CO2SMO ( Monitor ETCO2/SpO2), Modelo 7100 | Novametrix Medical Systems Inc | N/A | |
| Isoflurano | CP-Pharma | Cat# 1214 | |
| Master-9 | A.M.P.I | N/A | |
| Injetor de Nanolitros | World Precision Instruments | Cat# NANOFIL | |
| Brometo de Pancurônio | Inresa Arzneimittel | Cat# 34409.00.00 | |
| ParaVision 6 | Bruker BioSpin MRI GmbH | RRID:SCR_001964 | |
| Solução salina tamponada com fosfato (PBS) | Gibco | Cat# 10010-023 | |
| Rato: Rato Sprague Dawley | Charles River Laboratories | Crl:CD(SD) | |
| SAR-830/AP Ventilador | CWE | N/A | |
| α-cloralose | Sigma-Aldrich | Cat# C0128-25G; RRID |
Referências
- Ogawa, S., Lee, T. M., Kay, A. R., Tank, D. W. Brain magnetic resonance imaging with contrast dependent on blood oxygenation. Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. 87 (24), 9868-9872 (1990).
- Belliveau, J. W., et al.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
