Глубокая стимуляция мозга с одновременным МРТ в Грызуны

Краткое содержание

Этот протокол описывает стандартный метод для одновременного функциональной магнитно-резонансной томографии и глубокой стимуляции мозга в грызуна. Комбинированное использование этих экспериментальных средств позволяет для исследования глобального нисходящего активности в ответ на электрическую стимуляцию практически в любой цели мозга.

Аннотация

Для того чтобы визуализировать глобальные и вниз по течению нейронные ответов на глубокой стимуляции мозга (DBS) при различных целей, мы разработали протокол для использования уровень в крови кислорода зависит (жирный) функциональная магнитно-резонансная томография (МРТ) для изображения грызунов с одновременным DBS. DBS МРТ представляет ряд технических проблем, в том числе точности электрода имплантации, MR артефакты, созданные электрода, выбор анестезии и расслабленному, чтобы минимизировать любые нейронные эффекты, одновременно устраняя движение животных, и обслуживание физиологических параметров, отклонение от которых может поставить в тупик BOLD сигнал. Наша лаборатория разработала набор процедур, которые способны преодолеть большинство этих возможных проблем. Для электрической стимуляции, самодельный вольфрама биполярное микроэлектрод используется, вставляется стереотаксически на месте стимуляции в анестезированной теме. При подготовке к изображений, грызуны закреплены на пластиковой головной убор ипереданы в отверстие магнита. Для седации и паралича во время сканирования, коктейль дексмедетомидина и панкурония постоянно переплетаются, наряду с минимальной дозы изофлюрана; этот препарат минимизирует Смелый потолочный эффект летучих анестетиков. В этом примере эксперимента, стимулирование субталамического ядра (STN) дает жирный шрифт ответов, которые наблюдаются в основном в ипсилатеральных областях коры, с центром в моторной коре. Одновременное DBS и МРТ позволяет однозначным модуляция нейронных цепей в зависимости от местоположения стимуляции и параметров стимуляции, и позволяет наблюдать нейронных модуляций свободных регионального предвзятости. Этот метод может быть использован для изучения вниз по течению модулирования нейронной схемы на практически любой области мозга, с последствиями для обоих экспериментальной и клинической DBS.

Введение

Определение глобальных вниз по течению нейронной активности замыкания представляет собой серьезную проблему и цель для многих областях систем нейронауки. Недостаток в средствах в настоящее время доступны, что удовлетворить эту потребность, и таким образом есть спрос для увеличения доступности соответствующих экспериментальных установок. Один из таких методов для оценки глобального следствие активации нервной цепи зависит от одновременного применения глубокой мозговой электрической стимуляции (DBS) и функциональной МРТ (фМРТ). DBS-МРТ позволяет для обнаружения последующих реакций на активацию схемы на большой пространственный масштаб, и может быть применен практически....

Протокол

Заявление по этике: Эта процедура в соответствии с Национальными Институтами Руководства здравоохранения для исследований животных (Руководство по уходу и использованию лабораторных животных) и утверждается Университета Северной Каролины комитета уходу и использованию животных институциональной.

1. Электрод Имплантация

Первым шагом является электрод имплантации. На этом этапе, электрод в одностороннем порядке имплантировали в субталамического ядра (STN), небольшой ядра с трансляционной значение для лечения болезни Паркинсона с помощью следующих методов:

1. Стерилизовать все хирургического оборудования ....

Результаты

Типичные функциональные данные были получены в соответствии с приведенной выше протокола в одной крысы с стимулирующего электрода, имплантированного в субталамического ядра на правой стороне. Иллюстрация эфирного установки для DBS МРТ получения изображений представлена ​​на рисунке 1. Стимуляция был применен в соответствии с вышеуказанным протоколом, с амплитудой 0,3 мА, частотой 130 Гц и длительностью импульса 0,09 мс. Прочная активация ипсилатеральном моторной коры последовательно визуализируется с по.......

Обсуждение

Одновременное DBS и МРТ представляет собой многообещающую экспериментальный набор инструментальных средств для идентификации и характеризации глобальных последующих ответов на нервное возбуждение цепи, в естественных условиях. Основным преимуществом этого метода по сравнению с другими имеющимися инструментами, такими как Электрофизиологические записи, состоит в относительно объективной природы функциональной магниторезонансной визуализации, в результате чего большой и разнообразный площадь мозговой ткани могут .......

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье

Имя	Компания	Каталожный номер	Комментарии
Изофлуран (Форан)	Бакстер	1001936060
Дексмедетомидин (Дексдомитор)	Pfizer	145108-58-3
Бромид панкурония	Selleckchem	S2497
9,4 Т МРТ мелких животных	Система Bruker		BioSpec с градиентной
стеротаксической рамкой	Kopf		Model 962
Small Аппарат искусственной вентиляции легких для животных	CWE, Inc.	12-02100	Модель SAR-830
Стоматологический цемент	A-M Systems	525000	Соски холодного отверждения
MouseOx Plus System	STARR Life Science Corp.
Капнометр	Surgivet, Smith Medical		V9004 серия
Изолятор стимулов	World Precision Instruments		Модель A365
MR-совместимые латунные винты	McMaster Carr	94070A031	0-80 размер резьбы, 1/4 дюйма. Можно обрезать до нужной длины.
Вольфрамовая проволока	California Fine Wire Company	100211	Используется для создания МР-совместимого стимулирующего микроэлектродного
шприцевого насоса	Harvard Appartus		Model PHD 2000 (не совместим с МРТ)

BGA-9S