Funcionais de ressonância magnética espectroscopia em 7 T no córtex de barril de rato durante a ativação dos whiskers

Após a verificação pelo sangue-oxigénio-dependente de nível funcional de ressonância magnética (fMRI bold (realce)) que a área correspondente do córtex campo barril somatossensorial (chamada S1BF) corretamente é ativado, o principal objetivo deste estudo é quantificar o teor de lactato flutuações nos cérebros rato ativado por espectroscopia de ressonância magnética de prótons localizados (¹H-MRS) em 7 T.

Este método pode ajudar a responder perguntas-chave no campo da neurogenia e decifrar as alterações metabólicas que ocorrem entre o repouso e os estados ativados. A principal vantagem dessa técnica é acompanhar essa variação in vivo em tempo real de forma não invasiva. Notavelmente essa técnica pode ser aplicada a animais patológicos ou geneticamente modificados, por exemplo, para determinar o papel de uma proteína específica na interação metabólica entre neurônios e lyocélulas. Comece colocando um sensor de respiração na cama do ímã e transferindo o rato para a cama de ímã na posição propensa com seu nariz na máscara isoflurane e com o sensor de respiração localizado entre a caixa torácica e a cama de ímã. Certifique-se de que os bigodes certos estão livres e proteja o rato com fita adesiva. Use fita para fazer uma venda que aprisione todos os bigodes certos e alinhe o tubo de saída flexível do sistema de sopro de ar ao longo da cama de ressonância magnética de rato para que a parte que sai do tubo seja perpendicular e cerca de um centímetro e meio da venda. Em seguida, fixe o tubo em posição com mais fita. Em seguida, conecte o tubo de entrada flexível de uma fonte de ar comprimido a uma entrada da válvula de controle solenoide e o tubo de saída à saída da válvula de controle solenoide, tomando cuidado para que a válvula de controle do solenoide permaneça fora da sala de ímã. Use a porta transistor-lógica transistor para conectar o dispositivo pulsante na válvula solenoide e no ímã e configure o dispositivo para que a frequência de pulsação seja de oito Hertz, o tempo de pulsação seja de 20 segundos e o tempo de descanso seja de 10 segundos. Para estimulação do bigode coloque o rato com o cérebro em uma posição vertical e fixe o animal com barras de ouvido. Coloque a bobina do conjunto de volumes acima da cabeça e fixe a matriz com fita. Ligue o sistema puff de ar para verificar se a venda se move na direção anteroposterior sem rotação e sem atrito. Em seguida, desligue o sistema de sopro de ar e coloque a bobina da extremidade da cama no centro do ímã. Para a ressonância funcional dependente do nível de oxigênio no sangue, verifique novamente o movimento de venda e use uma sequência de localização para confirmar que o rato está bem posicionado. Arraste a guia sequência de localizador para o nome de instrução e clique em continuar. Se o local estiver bem arraste a guia de sequência T2 Star FID EPI para o nome de instrução, centralize o campo de visão no meio do cérebro e clique na plataforma de ajuste para abrir a instrução de digitalização editada. Em seguida, grave um mapa B0 e inicie a sequência T2 Star FID EPI. Adquira outra sequência de localização como apenas demonstrou para comparar com a primeira e verificar se o rato se moveu durante a sequência T2 Star FID EPI. Em seguida, devolva a cama à sua posição inicial e remova a bobina da matriz de volume. Para processar as imagens abra o arquivo T2 Star FID EPI e leia a imagem T2 Star FID EPI no visor de imagem. Abra a janela inicial do controlador funcional e na guia de processamento selecione a janela de imagem funcional. Defina o protocolo de estimulação e selecione a janela de protocolo, definindo o período on para 40 e o período de folga para 20.Clique na atribuição de inverter e arraste o controle deslizante do estado de estimulação para a esquerda para selecionar um valor de um. Na janela de pré-processamento, defina o filtro mediano em forma simples para pré-processamento e o filtro mediano 2D 3D para pós-processamento. Em seguida, clique em executar. Arraste os cursores para ajustar a tabela de procuração de sobreposição e visualize a área cerebral ativada. Para posicionar corretamente a bobina superficial para espectroscopia de ressonância magnética de prótons ou MRS, gire a cabeça aproximadamente 30 graus no sentido horário para que a bobina da superfície possa ser colocada logo acima do córtex do barril esquerdo em uma posição horizontal e localizada no centro do ímã quando estiver dentro do ímã. Conecte a bobina de superfície e fixe a bobina no lugar com fita adesiva. Verifique se a venda ainda pode se mover corretamente quando o sistema puff de ar estiver ligado. Em seguida, coloque a cama no ímã e verifique o movimento de venda novamente.Confirme a posição correta do animal com a sequência de localização como demonstrado e arraste a guia sequência T2-TurboRARE para a janela do nome de instrução. Em seguida, clique em continuar a executar o programa de varredura e para permitir a localização correta do voxel dentro do córtex de campo do barril somatosensorial. No final da varredura arraste a guia de sequência de laser para a janela do nome de instrução e coloque o voxel no centro da área do córtex do campo do barril somatosensorial. Clique na plataforma de ajuste para abrir a instrução de digitalização editada e clique em oscilar para alterar ligeiramente a impedância da bobina receptora para afinação. Quando a sintonia estiver concluída, clique em solicitar fechar o editor de instruções e aplicar as alterações na instrução editada. Registo um mapa B0 e inicie a aquisição pro diem MRS durante um período de descanso. Adquira outra sequência de localização para comparar com a primeira e confirmar que o rato não se moveu durante a aquisição a laser. Em seguida, ligue o sistema puff de ar e use a sequência de laser para executar um segundo próton MRS. Realize uma sequência final de localização para verificar se o rato se moveu antes de devolver a cama à sua posição inicial. Em seguida, remova a bobina da superfície e devolva o rato ao banco com monitoramento até a recuperação completa. Para processar as imagens MRS abra a combinação linear de espectro de modelo ou software modelo LC e selecione o tipo de dados e arquivo apropriados. Clique bem e na seção título digite manualmente um título e defina uma faixa de peças adequadas por mililitro. Em seguida, clique em executar o modelo LC para iniciar a quantificação do modelo LC. Quando os bigodes direito são estimulados usando o sistema puff de ar caseiro como demonstrado um sinal BOLD positivo é detectado no córtex do barril esquerdo, também chamado de campo de barril somatosensorial. Usando imagens de ressonância magnética anatômica e um esquema de atlas cerebral de rato, a área cerebral ativada visualizada pela ressonância magnética funcional BOLD permite que um voxel seja colocado na área do campo do barril somatosensorial que é ativado durante a estimulação do bigode. Quando o paradigma para a estimulação do bigode é ligado em um aumento no teor de lactato é observado no campo do barril somatosensorial esquerdo. Para melhor visualizar as flutuações metabólicas entre períodos de repouso e ativados, uma subtração espectral pode ser realizada. A partir deste espectro subtraído o aumento do teor de lactato com ativação cerebral pode ser visualizado muito mais facilmente. Por exemplo, neste rato, o sinal N-Acetylaspartate foi ligeiramente diminuído. Enquanto o pico de lactato dificilmente é detectado neste espectro de desconvolução in vivo no resto, o modelo LC foi capaz de quantificar o pico com uma boa precisão e Cram