Name: Aquisição de dados de ressonância magnética funcional de estado de repouso no rato (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-08-28T15:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 41 s
Description: Aprenda a adquirir dados de ressonância magnética funcional de estado de repouso em ratos usando isoflurano e dexmedetomidina. Este protocolo preserva a função das redes cerebrais e mantém a fisiologia próxima do normal por até cinco horas.

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Este trabalho foi apoiado por financiamento do Instituto Nacional de Saúde (NIH) do Instituto Nacional de Drogas (NIDA) [DJW, EDKS, e EMB foram apoiados por Grant R21DA044501 concedido a Alan I. Green e DJW foi apoiado por Grant T32DA037202 para Alan J. Budney] e o National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA) [Grant F31AA028413 para Emily D. K. Sullivan]. Apoio adicional foi dado através do fundo dotado de Alan I. Green como o Raymond Sobel Professor de Psiquiatria em Dartmouth.
Hanbing Lu é apoiado pelo National Institute on Drug Abuse Intramural Research Program, NIH.
Os autores desejam reconhecer e agradecer ao falecido Alan I. Green. Sua dedicação inabalável ao campo dos distúrbios que ocorrem co-ocorreu ajudou a estabelecer a colaboração entre os autores. Agradecemos a ele por sua orientação e orientação, que fará muita falta.

Todos os experimentos foram realizados em um scanner de ressonância magnética 9.4 T, e foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais no Dartmouth College. Foi obtida aprovação adicional para registrar e mostrar os animais utilizados no vídeo e figuras abaixo.
1. Preparações antes da digitalização
<ol><li>Linha de infusão subcutânea<ol>
<li>Remova parcialmente uma agulha de 23 G de seu pacote para que o ponto da agulha permaneça estéril.</li>
		<li>Segure firmemente o cubo da agulha e use uma lâmina de barbear para marcar o eixo da agulha onde ele encontra o cubo.</li>
		<li>Aperte um suporte de agulha ao redor do eixo diretamente abaixo da pontuação e quebre suavemente o eixo do cubo.</li>
		<li>Insira 1/3 do eixo da agulha (extremidade cega) na linha PE50 previamente esterilizada com comprimento de linha suficiente para estender da bomba de drogas até o animal dentro do furo do ímã.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Diluição de dexmedetomidina e atipamezole<ol>
<li>Prepare uma solução de cloridrato de dexmedetomidina diluído utilizando 0,5 mL de caldo de 0,5 mg/mL misturado com 9,5 mL de soro fisiológico estéril em uma garrafa de vidro clara e estéril (concentração diluída = 0,025 mg/mL).</li>
		<li>Prepare uma solução de atipamezole diluído utilizando 0,1 mL de estoque de 5 mg/mL misturado com 9,9 mL de soro fisiológico estéril em uma garrafa de vidro clara e estéril (concentração diluída = 0,05 mg/mL).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Parâmetros de digitalização<ol>
<li>Use os parâmetros apresentados na Tabela 1 para preparar sequências de varredura.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Anestesia da Fase 1: Indução e preparação animal
<ol><li>Configuração<ol>
<li>Certifique-se de que todos os equipamentos estão ligados e funcionando corretamente, incluindo a batedeira de oxigênio e ar, almofada de aquecimento e sistema de limpeza ativo (ver Figura 1).</li>
		<li>Defina o ponto de temperatura do sistema de aquecimento para 37,5 °C.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Indução animal<ol>
<li>Coloque o animal (rato Sprague Dawley, de 90 dias de idade) na câmara de indução e induza a anestesia com 2,5% de isoflurane em ar enriquecido com oxigênio. NOTA: Uma ampla gama de idades dos animais e ambos os sexos podem ser usados.</li>
		<li>Uma vez que o animal é anestesiado, remova-o da câmara, pese o animal e coloque-o no cone do nariz (a 2,5% isoflurane) na almofada de aquecimento no espaço de preparação.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Preparação animal<ol>
<li>Aplique pomada lubrificante oftálmica em cada olho para evitar a secagem.</li>
		<li>Confirme a profundidade da anestesia por falta de resposta ao dedo do dedo do dedo.</li>
		<li>Use cortadores para raspar uma área quadrada de 2" por 2" na região lombar inferior das costas do animal (ou seja, diretamente acima da cauda).</li>
		<li>Administre 0,015 mg/kg da solução dexmedetomidina com uma injeção intraperitoneal (i.p.) (por exemplo, um rato de 300 g receberia 0,18 mL) no quadrante inferior direito do abdômen usando uma agulha de 25 G.</li>
		<li>Troque o fluxo isoflurane do espaço de preparação para o berço animal.</li>
		<li>Mova o animal para o berço animal. Coloque os dentes da frente do rato firmemente sobre e dentro da barra de mordida. Empurre o cone do nariz sobre o nariz para garantir um ajuste apertado. NOTA: Se o cone do nariz não cobrir a mandíbula inferior, use um filme de parafina para segurar suavemente a mandíbula fechada enquanto também sela ao redor do cone do nariz.</li>
		<li>Posicione a almofada de respiração sob o abdômen do rato abaixo da caixa torácica e reforme-a até que a forma de onda de respiração mostre um cocho profundo centrado em cada respiração (veja a forma de onda de respiração na Figura 2).</li>
		<li>Monitore a respiração do animal usando o software de monitoramento da fisiologia. Mova-se para a próxima fase da anestesia quando a respiração for inferior a 40 respirações/min (bpm; aproximadamente 5 min após a injeção de dexmedetomidina).</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Anestesia da Fase 2: Configuração animal
<ol><li>Insira barras de ouvido no canal auditivo para estabilizar a cabeça do rato no berço animal. Uma vez posicionado, puxe para a frente na barra de mordida e confirme que a cabeça não se move. Reajustar o cone do nariz e o filme de parafina conforme necessário (ver Figura 3a).</li>
	<li>Insira a sonda de temperatura em uma tampa de sonda pré-lubrificada e descartável. Insira suavemente a sonda de temperatura aproximadamente 1/2" no reto e grave-a na base da cauda com fita médica.</li>
	<li>Coloque o clipe do oxímetro de pulso sobre a área metatarsal do pé traseiro, garantindo que a fonte de luz esteja na parte inferior do pé (palma). NOTA: A rotação do clipe pode afetar o sinal; assim, criar um suporte para manter a pata e o clipe ereto levará a uma maior estabilidade. Observe também que até que o rato esteja em temperatura normal do corpo, a saturação de oxigênio pode ser baixa (<95%).</li>
	<li>Use o peso do rato para calcular a taxa de infusão para ejetar 0,015 mg/kg/h de dexmedetomidina (um rato de 300 g recebe 0,18 mL/h).</li>
	<li>Defina a bomba de droga para ejetar a taxa de infusão calculada.</li>
	<li>Encha uma seringa de 3 mL com a solução de dexmedetomidina estéril diluída e insira a ponta da agulha na extremidade aberta da linha de infusão esterilizada (estendendo-se da bomba de drogas até o berço animal com a agulha subcutânea previamente anexada). Encha a linha e proteja a seringa no porta-ar seringa da bomba de drogas.</li>
	<li>Mova o bloco de empurrador para a frente até tocar o êmbolo, e a droga é expelida na agulha, garantindo que a linha de infusão esteja completamente preenchida.</li>
	<li>Usando uma limpeza de álcool, limpe a área raspada para remover qualquer cabelo perdido.</li>
	<li>Aperte a pele aproximadamente duas larguras de dedos acima da base da cauda. Insira 1/3 da agulha da linha de infusão na pele de tenda.</li>
	<li>Segure a agulha na pele com um pedaço de fita médica de 3". Coloque um segundo pedaço de fita médica larga sobre o primeiro, através do rato, e anexado a ambos os lados do berço animal (ver Figura 4). NOTA: É extremamente importante que a agulha ferromagnética esteja bem presa para evitar o movimento durante a varredura.</li>
	<li>Comece a infusão de dexmedetomidina subcutânea.</li>
	<li>Coloque um pedaço de gaze na ponte do nariz do rato para criar uma superfície nivelada para a bobina. Use fita de papel, que não interfere com o sinal de ressonância magnética, para fixar a bobina na cabeça do rato, centralizando-a sobre o cérebro (ver Figura 3b,c).</li>
	<li>Fixar todas as linhas e cabos dentro do berço animal com fita de laboratório e verificar se todos os sinais de fisiologia estão estáveis (ver Figura 2).</li>
	<li>Coloque toalhas de papel sobre o animal, prendendo-as ao berço animal com fita de laboratório. Se usar um sistema de aquecimento de ar, enrole uma folha de plástico em torno de todo o berço para conter o ar quente.</li>
	<li>Mova o animal para dentro do furo e sintonize o ímã.</li>
</ol>4. Fase 3 anestesia: Aquisição de varredura anatômica
<ol><li>Reduza o isoflurane para 1,5%, resultando em um aumento constante da respiração para aproximadamente 45-50 bpm. Permaneça neste nível durante a duração da varredura anatômica.</li>
	<li>Use a varredura do localizador FLASH para garantir que o cérebro esteja alinhado com o isocentro do ímã(Figura 5a). Reposicione o animal e repita se necessário.</li>
	<li>Execute a varredura de localizador RARE de maior resolução e use esta saída de varredura para alinhar 15 fatias sagiais centradas em todo o cérebro (da esquerda para a direita, Figura 5b).</li>
	<li>Usando a fatia sagital média, alinhe a fatia axial central à descussação da comissure anterior, que aparece como uma mancha escura(Figura 5c). Observe o deslocamento da fatia para usar mais tarde nas varreduras de estado de repouso.</li>
	<li>Adquira 23 fatias usando os protocolos axiais FLASH e RARE para auxiliar no registro em um espaço comum durante a análise pós-digitalização.</li>
	<li>Shim por todo o cérebro usando a sequência press.</li>
</ol>5. Fase 4: Aquisição de varredura de estado de repouso
<ol><li>Após a conclusão dos exames anatômicos, reduza o isoflurane para 0,5% a 0,75%, ajustando-se para que a respiração do animal seja de 60-65 respirações por minuto. Permaneça neste nível por pelo menos 10 minutos antes de iniciar a varredura de estado de repouso para garantir a estabilidade.</li>
	<li>Quando a fisiologia é estável (a faixa de respiração é de 60-75 bpm sem ofegante ou irregularidades, a temperatura corporal do núcleo é de 37,5 ± 1,0 °C, e a saturação de oxigênio é de 95% ou mais), adquira uma varredura EPI de 15 fatias usando a mesma fatia compensada da série axial anatômica.</li>
	<li>Após cada varredura de estado de repouso ser concluída, verifique a qualidade usando uma análise de componentes independente (ICA) para decompor os dados em componentes espaciais e temporais.</li>
	<li>Obtenha pelo menos três exames de estado de repouso de alta qualidade.</li>
</ol>6. Recuperação pós-digitalização
<ol><li>Quando a varredura estiver completa, aumente o isoflurane para 2% e pare a infusão dexmedetomidina subcutânea.</li>
	<li>Remova o berço animal do ímã, desembrulhe o animal e remova as barras de ouvido, a sonda de temperatura, o clipe do oxímetro de pulso e a agulha dexmedetomidina.</li>
	<li>Injete 0,015 mg/kg da solução de atipamezole diluída no músculo da perna traseira do rato usando uma seringa de 1 mL com uma agulha de 25 G (ou seja, um rato de 300 g receberia 0,09 mL).</li>
	<li>Coloque o rato de volta na gaiola em cima de uma almofada de aquecimento e monitore até que o animal esteja ambulatorial.</li>
</ol>

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</ol>

Os autores não têm nada a revelar.

A estabilidade do animal, tanto física quanto fisiologicamente, é fundamental para obter dados de estado de repouso de alta qualidade. Este protocolo alcança estabilidade movendo-se através de quatro fases distintas da anestesia. É imperativo que o animal tenha cumprido os limites fisiológicos definidos antes de passar para a próxima fase da anestesia; uma vez que este método se baseia em mecanismos autoregulatórios fisiológicos, animais individuais podem exigir quantidades ligeiramente diferentes de tempo em cada fase d...

A ressonância magnética funcional de estado de repouso (rs-fMRI) é uma medida do sinal dependente do nível de oxigênio do sangue (BOLD) quando o cérebro está em repouso e não está envolvido em nenhuma tarefa particular. Esses sinais podem ser usados para medir correlações entre regiões cerebrais para determinar a conectividade funcional dentro de redes neurais. rs-fMRI é amplamente utilizado em estudos clínicos devido à sua não invasiva e à baixa quantidade de esforço necessário aos pacientes (em comparação com a ressonância magnética baseada em tarefas) tornando-o ótimo para diversas populações de pacientes1.
Os avanços tecnológicos permitiram que o RS-FMRI fosse adaptado para uso em modelos de roedores para descobrir mecanismos subjacentes aos estados da doença (ver referência2 para revisão). Modelos de animais pré-clínicos, incluindo modelos de doenças ou nocautes, permitem uma ampla gama de manipulações experimentais não aplicáveis em humanos, e estudos também podem fazer uso de amostras post-mortem para melhorar ainda mais os experimentos2. No entanto, devido à dificuldade em limitar o movimento e mitigar o estresse, a aquisição de RM em roedores é tradicionalmente realizada sob anestesia. Agentes anestésicos, dependendo de sua farmacocinética, farmacodinâmica e alvos moleculares, influenciam o fluxo sanguíneo cerebral, o metabolismo cerebral e potencialmente afetam caminhos de acoplamento neurovascular.
Houve inúmeros esforços para desenvolver protocolos anestésicos que preservam o acoplamento neurovascular e a função da rede cerebral3,4,5,6,7,8. Relatamos anteriormente um regime anestésico que aplicava uma dose baixa de isoflurano, juntamente com uma dose baixa do α2 receptor adrenérgico agonista dexmedetomidina9. Os ratos sob este método de anestesia apresentaram respostas ousadas robustas à estimulação de whisker em regiões consistentes com vias de projeção estabelecidas (núcleos talâmicos ventrolateral e ventromedial, córtex somatossensorial primário e secundário); Redes cerebrais de estado de repouso em larga escala, incluindo a rede de modo padrão10,11 e a rede de saliência12 também foram detectadas consistentemente. Além disso, este protocolo anestésico permite imagens repetidas no mesmo animal, o que é importante para monitorar a progressão da doença e o efeito de manipulações experimentais longitudinalmente.
No presente estudo, detalhamos os procedimentos experimentais de configuração, preparação animal e monitoramento fisiológico envolvidos. Em particular, descrevemos as fases anestésicas específicas e a aquisição de exames durante cada fase. A qualidade dos dados é avaliada após cada varredura de estado de repouso. Um breve resumo da análise pós-digitalização também está incluído na discussão. Laboratórios interessados em descobrir o potencial de uso de rs-fMRI em ratos acharão este protocolo útil.

<table><tbody><tr><td>9.4T MRI</td><td>Varian/Bruker</td><td></td><td>Varian atualizado com console Bruker executando o software Paravision 6.0.1</td></tr><tr><td>Misturador de ar-oxigênio</td><td>Sechrist</td><td>Modelo 3500CP-G</td><td></td></tr><tr><td>Análise de NeuroImagens Funcionais (AFNI)</td><td>NIMH/NIH</td><td>Versão AFNI_18.3.03</td><td>Disponível gratuitamente em: https://afni.nimh.nih.gov/</td></tr> <tr><td>Animal Cradle</td><td>RAPID Biomedical</td><td>LHRXGS-00563</td><td>suporte de rato com barra de mordida, cone de nariz e barras de orelha</td></tr><tr><td>Monitoramento e amp de Fisiologia Animal Sistema de Gating</td><td>SAII</td><td>Modelo 1025</td><td>Sistema compatível com MR, incluindo saturação de oxigênio, temperatura, respiração e complemento de oximetria de pulso de fibra óptica</td></tr><tr><td>Antisedan (cloridrato de atipamezol)</td> <td>Patterson Veterinary</td><td>07-867-7097</td><td>Zoetis, Item do Fabricante #10000449</td></tr><tr><td>Tesoura de cerâmica segura para MRI</td><td>MRIequip.com</td><td>MT-6003</td><td></td></tr><tr><td>Clippers</td><td>Patterson Veterinary</td><td>07-882-1032</td><td>Kit combinado de aparador de retoque Wahl, Item do fabricante #09990-1201</td></tr><tr><td>Dexmedesed (cloridrato de dexmedetomidina)</td><td>Patterson Veterinary</td><td>07-893-1801</td><td>Dechra Veterinary Products, Item do fabricante#17033-005-10</td></tr><tr><td>Tampas de termômetro retal digital</td><td>Medline</td><td>MDS9608</td><td></td></tr><tr><td>FMRIB Software Library</td><td>FMRIB</td><td>MELODIC Versão 3.15</td><td>Disponível gratuitamente em: https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki</td></tr><tr><td>Heating Pad</td><td>Cara Inc.</td><td>Pinça Hemostat Modelo 50</td><td></td></tr><tr><td>, reta</td><td>Kent Scientific</td><td>INS750451-2</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurano</td><td>Patterson Veterinário</td><td>07-893-1389</td><td>Patterson Private Label, Item do Fabricante #14043-0704-06</td></tr><tr><td>Vaporizador de Isoflurano</td><td>VetEquip Inc.</td><td></td><td>Fita de</td></tr><tr><td>Laboratório 911103, 3/4"</td><td>VWR International</td><td>89097-990</td><td></td></tr><tr><td>Agulhas, 23 gauge</td><td>BD</td><td>305145</td><td>cubo de plástico removido</td></tr><tr><td>Filme de Laboratório Parafilm</td><td>Patterson Veterinary</td><td>07-893-0260</td><td>Medline Industries Inc., Item do Fabricante #HSFHS234526A</td></tr><tr><td>Bobina de Superfície Planar</td><td>Bruker</td><td>T12609</td><td>2cm</td></tr><tr><td>Polietileno Tubulação</td><td>Braintree Scientific</td><td>PE50 50FT</td><td>0.023" (diâmetro interno), 0.038" (diâmetro externo)</td></tr><tr><td>Pomada Oftálmica Puralube</td><td>Patterson Veterinary</td><td>07-888-2572</td><td>Dechra Produtos Veterinários, Item do Fabricante #211-38</td></tr><tr><td>Ratos Sprague Dawley</td><td>Charles River</td><td>400 SAS SD</td><td></td></tr><tr><td>Solução Salina Estéril 0.9%</td><td>Patterson Veterinary</td><td>07-892-4348</td><td>Aspen Vet, Item do Fabricante #14208186</td></tr><tr><td>Almofadas de Preparação de Álcool Estéril</td><td>Medline</td><td>MDS090735</td><td></td></tr><tr><td>Fita Cirúrgica, 1" (3M Durapore)</td><td>Medline</td><td>MMM15381Z</td><td>3M Healthcare, "fita médica larga"</td></tr><tr><td>Fita de Papel Branco Cirúrgico, 1/2" (Micropore 3M)</td><td>Medline</td><td>MMM15300</td><td>Seringas de Saúde 3M</td></tr><tr><td>, 1 mL com agulha de 25 gauge</td><td>BD</td><td>309626</td><td></td></tr><tr><td>Seringas, 3 mL</td><td>BD</td><td>309657</td><td></td></tr><tr><td>Sistema de indução e eliminação ventilado</td><td>VetEquip Inc.</td><td>942102</td><td>Câmara de indução de 2 litros com 411724 de limpeza</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> ativa <td>Medidor de vazão</td></tr><tr><td></td><td></td> OMEGA <td>931600</td><td>Cubo de limpeza, cone de nariz 921616 "vácuo</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>", sem reinalação</td></tr></tbody></table>

aquisição de dados de ressonância magnética funcional de estado de repouso no rato

Acquisition of Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging Data in the Rat

A ressonância magnética funcional de estado de repouso (rs-fMRI) tornou-se um método cada vez mais popular para estudar a função cerebral em um estado de repouso, sem tarefa. Este protocolo descreve um método de sobrevivência pré-clínico para a obtenção de dados rs-fMRI. A combinação de isoflurano de baixa dose com infusão contínua do α2 agonizantes agonistas receptores adrenérgicos proporcionam uma opção robusta para aquisição de dados estáveis e de alta qualidade, preservando a função da rede cerebral. Além disso, este procedimento permite a respiração espontânea e fisiologia quase normal no rato. Sequências adicionais de imagem podem ser combinadas com a aquisição de estado de repouso criando protocolos experimentais com estabilidade anestésica de até 5 h usando este método. Este protocolo descreve a instalação de equipamentos, o monitoramento da fisiologia de ratos durante quatro fases distintas da anestesia, aquisição de escaneamentos de estado de repouso, avaliação da qualidade dos dados, recuperação do animal e uma breve discussão sobre análise de dados pós-processamento. Este protocolo pode ser usado em uma grande variedade de modelos de roedores pré-clínicos para ajudar a revelar as mudanças resultantes da rede cerebral que ocorrem em repouso.

Após cada varredura de estado de repouso, a estabilidade é avaliada por meio de uma análise de componentes independente (ICA; script de exemplo incluído em Arquivos Suplementares). A Figura 6 mostra exemplos de saídas de componentes de escaneamentos de estado de repouso. A Figura 6a mostra um componente de sinal de uma varredura com alta estabilidade. Note que espacialmente, o componente tem alta regionalidade. Dentro do curso de tempo abaixo do...

Este protocolo descreve um método para obter dados de ressonância magnética funcional de estado de repouso estável (rs-fMRI) de um rato usando isoflurane de baixa dose em combinação com dexmedetomidina de baixa dose.

Aquisição de dados de ressonância magnética funcional de estado de repouso no rato

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task ...

A ressonância magnética funcional de estado de repouso, ou fMRI de estado de repouso, tornou-se um método cada vez mais popular para estudar a função cerebral em um estado de repouso sem tarefa. Os avanços tecnológicos permitiram que o FMRI do estado de repouso fosse adaptado para uso em modelos de roedores, e pode ser usado para descobrir mecanismos subjacentes aos estados da doença. O protocolo descrito aqui combina isoflurane de baixa dose com dexmedetomidina de baixa dose, permitindo a aquisição de dados de alta qualidade e preservação da função da rede cerebral.Este método também permite a respiração espontânea e fisiologia quase normal por até cinco horas. Neste vídeo, abrangemos o monitoramento da fisiologia do rato durante quatro fases distintas de anestesia, indução e preparação animal, configuração animal, aquisição de escaneamento anatômico e aquisição de escaneamento de estado de repouso seguido de avaliação de qualidade dos dados. Usando um sistema para fornecer anestésico inalado, bem como respire gases residuais de todas as áreas necessárias, induzir anestesia com 2,5% de isoflurane em ar enriquecido com oxigênio de 30%.Uma vez que o animal é anestesiado, remova-o da câmara, pese o animal e coloque-o no cone do nariz na almofada de aquecimento no espaço de preparação, permanecendo em 2,5% isoflurane. Aplique pomada lubrificante oftálmica em cada olho para evitar a secagem. Confirme a profundidade da anestesia por falta de resposta ao dedo do pé, use cortadores para raspar uma área quadrada de duas polegadas por duas polegadas na região lombar inferior das costas do animal diretamente acima da cauda.Administre 0,015 miligramas por quilograma da solução de dexmedetomidina com uma injeção intraperitoneal no quadrante inferior direito do abdômen usando uma agulha de calibre 25. Troque o fluxo isoflurane do espaço de preparação para o berço animal. Mova o animal para o berço animal.Coloque os dentes da frente do rato firmemente sobre e dentro da barra de mordida. Empurre o cone do nariz sobre o nariz para garantir um ajuste apertado. Se o cone do nariz não cobrir a mandíbula inferior, o Parafilm pode ser usado para segurar suavemente a mandíbula fechada enquanto também sela ao redor do cone do nariz.Posicione a almofada de respiração sob o abdômen do animal abaixo da caixa torácica e reposicione-a até que a forma de onda de respiração mostre um cocho profundo centrado em cada respiração. Mova-se para a próxima fase da anestesia quando a respiração for inferior a 40 respirações por minuto. Insira as barras de ouvido no canal auditivo para estabilizar a cabeça do rato no berço animal.Uma vez posicionado, puxe para a frente na barra de mordida e confirme que a cabeça não se move. Reajuste o cone do nariz e o Parafilm conforme necessário. Insira a sonda de temperatura em uma tampa de sonda descartável pré-lubrificada.Insira suavemente a sonda de temperatura aproximadamente 1/2 polegada no reto e tape-a na base da cauda com fita médica. Coloque o clipe do oxímetro de pulso sobre a área metatarsal do pé traseiro, garantindo que a fonte de luz esteja na parte inferior do pé. A rotação do clipe pode afetar o sinal, assim, criar um suporte para manter a pata e o clipe ereto levará a uma maior estabilidade.Calcule a taxa de infusão de 0,015 miligramas por quilograma por hora de dexmedetomidina. Coloque a bomba de droga na taxa de infusão calculada e encha a linha de infusão. Usando uma limpeza de álcool, limpe a área raspada para remover qualquer cabelo perdido.Aperte a pele aproximadamente duas larguras de dedos acima da base da cauda. Insira 1/3 da agulha da linha de infusão na pele de tenda. Segure a agulha na pele com um pedaço de fita médica de 3 polegadas.Coloque um segundo pedaço de fita médica larga sobre o primeiro através do rato e preso a ambos os lados do berço animal. É extremamente importante que a agulha ferromagnética esteja bem protegida para evitar o movimento durante a varredura. Comece a infusão de dexmedetomidina subcutânea.Coloque um pedaço de gaze na ponte do nariz do rato para criar uma superfície nivelada para a bobina. Use fita de papel, que não interfere com o sinal de ressonância magnética, para fixar a bobina na cabeça do rato, centralizando-a sobre o cérebro. Coloque toalhas de papel sobre o animal, prendendo-as ao berço animal com fita de laboratório.Se usar um sistema de aquecimento de ar, enrole uma folha de plástico em torno de todo o berço para conter o ar quente. Mova o animal para dentro do furo e sintonize o ímã. Reduza o isoflurane para 1,5%, resultando em um aumento constante da respiração para aproximadamente 45 a 50 respirações por minuto.Permaneça neste nível durante a duração da varredura anatômica. Use a varredura do localizador FLASH para garantir que o cérebro esteja alinhado com o isocentro do ímã. Reposicione o animal e repita se necessário.Execute a varredura de localizador RARE de maior resolução e use esta saída de varredura para alinhar 15 fatias sagiais centradas em todo o cérebro. Usando a fatia sagital média, alinhe a fatia axial central à descussação da comissure anterior, que aparece como uma mancha escura. Observe o deslocamento da fatia para usar mais tarde nas varreduras de estado de repouso.Adquira 23 fatias usando os protocolos axiais FLASH e RARE para auxiliar no registro em um espaço comum durante a análise pós-digitalização. Shim por todo o cérebro usando a sequência press. Após a conclusão dos exames anatômicos, reduza o isoflurane para 0,5 a 0,75% de ajuste para que a respiração do animal seja de 60 a 65 respirações por minuto.Permaneça neste nível por pelo menos 10 minutos antes de iniciar a varredura de estado de repouso para garantir a estabilidade. Quando a fisiologia estiver estável, adquira uma varredura EPI de 15 fatias usando o mesmo deslocamento de fatia da série axial anatômica. Após cada varredura de estado de repouso ser concluída, verifique a qualidade usando uma análise de componentes independente para decompor os dados em componentes espaciais e temporais.Obtenha pelo menos três exames de estado de repouso de alta qualidade. Quando a varredura estiver completa, aumente o isoflurane para 2% e pare a infusão dexmedetomidina subcutânea. Retire o berço animal do furo do ímã e devolva o animal ao espaço de preparação.Injete 0,015 miligramas por quilograma da solução de atipamezole diluída no músculo da perna traseira do rato usando uma agulha de calibre 25. Coloque o rato de volta na gaiola em cima de uma almofada de aquecimento, e monitore até que o animal esteja ambulatorial. Utilizando uma análise de componentes independente, avalie a estabilidade após cada varredura de estado de repouso.Mostrado aqui é um exemplo de estabilidade muito alta. Note-se que, espacialmente, os componentes têm alta regionalidade. Dentro do curso de tempo mostrado no painel do meio, o sinal é estável e não previsível, o que é indicativo da verdadeira atividade cerebral.O espectro de energia na parte inferior mostra frequências predominantemente baixas. Mostrado aqui é um componente de ruído da mesma varredura. Observe a não-regionalidade, curso de tempo de alta frequência e pico único de alta frequência no espectro de energia.Os componentes de ruído devem ser des-nolizados durante a análise pós-varredura. Finalmente, este componente é de uma varredura onde a anestesia não estava estável. O curso de tempo exibido é variável e irregular.Quando isso acontece, são necessárias melhorias no protocolo anestésico, comumente no teto do cone do nariz e na limpeza de gases residuais. A estabilidade do animal, tanto física quanto fisiologicamente, é fundamental para obter dados de estado de repouso de alta qualidade. É imperativo que o animal atenda aos limiares fisiológicos estabelecidos antes de passar para a próxima fase da anestesia.Seguindo essa técnica de sobrevivência, o estado de repouso pode ser usado em estudos longitudinais, em conjunto com manipulações experimentais, e para explorar modelos de doenças. A combinação de isoflurano de baixa dose com dexmedetomidina utilizada neste protocolo permite uma grande variedade de estudos pré-clínicos para pesquisadores interessados em imagem do cérebro roedor em seu estado de repouso.

acquisition-resting-state-functional-magnetic-resonance-imaging-data

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Nós desenvolvemos um método para ressonância magnética funcional simultânea e gravação eletrofisiológicas no cérebro de roedores, proporcionando uma plataforma para a investigação da relação entre a atividade neural e sinalizar o nível de oxigenação do sangue (BOLD) dependente de ressonância magnética.

FMRI simultânea e Eletrofisiologia no cérebro de roedores

Fonte: Chiu, S., et al. Ressonância Magnética de Contraste de Fase na Artéria Carótida Comum de Rato. J. Vis. Exp. (2018). Este vídeo demonstra a ressonância magnética de contraste de fase (PC-MRI) para medir o fluxo sanguíneo na artéria carótida comum de um rato. Depois de fixar um rato anestesiado no leito de ressonância magnética e garantir parâmetros fisiológicos estáveis, a artéria carótida comum é escaneada para capturar imagens em intervalos definidos. O fluxo sanguíneo é então calculado...

 Ressonância magnética com contraste de fase para avaliar o fluxo sanguíneo nas artérias de um rato

Fonte: Blanc, J., et al. Espectroscopia de ressonância magnética funcional a 7 t no córtex do barril de rato durante a ativação do bigode. J. Vis. Exp. (2019)Este vídeo demonstra o método de análise de alterações metabólicas no córtex do barril de rato usando espectroscopia de ressonância magnética funcional durante a estimulação do bigode. Os espectros de metabólitos basais são comparados com os espectros estimulados para detectar o aumento do lactato no córtex do barril, confirmando a...

Espectroscopia de ressonância magnética funcional do córtex do barril de rato durante a estimulação do bigode

A tomografia por emissão de pósitrons de pequenos animais permite a avaliação dos dois principais substratos energéticos do cérebro: glicose e cetonas. No presente método, 11C-acetoacetato e 18F-fluorodesoxiglicose são injetados sequencialmente em cada animal, e sua captação é medida quantitativamente em regiões cerebrais específicas determinadas a partir das imagens de ressonância magnética.

A dupla Tracer PET-MRI Protocolo para a medida quantitativa da Regional cérebro substratos energéticos Captação no Rato

Estudos funcionais do sistema auditivo em mamíferos têm sido tradicionalmente realizada usando técnicas espacialmente focadas, como registros eletrofisiológicos. O protocolo a seguir descreve um método de visualização de padrões de grande escala da atividade hemodinâmica evocada no córtex auditivo gato usando ressonância magnética funcional.

Imagem Funcional do Cortex Auditivo em gatos adultos usando de alta campo fMRI

Este protocolo descreve um método padrão para simultânea ressonância magnética funcional e estimulação cerebral profunda no roedor. O uso combinado dessas ferramentas experimentais permite a exploração de actividade a jusante global em resposta à estimulação elétrica em praticamente qualquer alvo cérebro.

Estimulação Cerebral Profunda com fMRI simultâneo em Roedores

O objectivo geral deste procedimento é para medir o fluxo sanguíneo na artéria carótida comum de rato usando contraste fase não invasiva imagiologia por ressonância magnética.

Imagens de ressonância magnética fase contraste na artéria carótida comum de rato

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.

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

A imagem latente de ressonância magnética (MRI) em cães acordados uncontido é um método novo com diversas vantagens sobre a imagem latente com contenção física ou química. Este protocolo introduz um método de treinamento rentável que minimize o treinamento no ambiente de MRI, que pode ser caro, e maximiza a associação sujeita disponível para MRI funcional canino.

Cães do treinamento para a imagem latente de ressonância magnética funcional acordada, desenfreada

Um novo procedimento detalhado para imagens funcionais de ratos acordados com a cabeça fixada é descrito.

Implantes de Cabeça para Neuroimagem de Ratos Acordados e Fixados na Cabeça

A aquisição de dados dinâmicos de tomografia por emissão de pósitrons (PET) e a reconstrução em intervalos de tempo permitem a análise da conectividade metabólica do cérebro no nível de um único sujeito. Descrevemos um método para adquirir dados dinâmicos de PET [18F]FDG do cérebro de ratos e obter uma matriz de conectividade por meio da extração de curvas de tempo-atividade de volumes de interesse.

Estudando a conectividade metabólica do cérebro usando tomografia por emissão de pósitrons dinâmica de 2-desoxi-2-[18F]Fluoro-D-glicose no nível de sujeito único

Aprenda a adquirir dados de ressonância magnética funcional de estado de repouso em ratos usando isoflurano e dexmedetomidina. Este protocolo preserva a função das redes cerebrais e mantém a fisiologia próxima do normal por até cinco horas.

Aquisição de dados de ressonância magnética funcional de estado de repouso no rato

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