Подробно описана новая процедура функциональной визуализации бодрствующих крыс с фиксированной головой.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Подробно описана новая процедура функциональной визуализации бодрствующих крыс с фиксированной головой.
Анестетики, широко используемые в доклинических и фундаментальных научных исследованиях, оказывают депрессивное влияние на метаболические, нейронные и сосудистые функции мозга и могут отрицательно влиять на нейрофизиологические результаты. Использование бодрствующих животных для научных исследований выгодно, но создает серьезную проблему поддержания спокойствия и неподвижности животных, чтобы свести к минимуму артефакты движения во время сбора данных. Визуализация бодрствования у грызунов меньшего размера (например, мышей) очень распространена, но остается скудной у крыс, поскольку крысы крупнее, сильнее и имеют большую тенденцию противостоять ограничениям движения и фиксации головы в течение длительного времени, необходимого для визуализации. Описана новая модель нейровизуализации бодрствующих крыс с фиксированной головой с использованием сшитых вручную строп, напечатанных на 3D-принтере головных имплантатов, головных колпачков и каркаса головы. Результаты, полученные после одного испытания стимуляции одним усом, свидетельствуют об увеличении интенсивности вызванного функционального ответа. Приобретение вызванного функционального ответа у бодрствующих крыс с фиксированной головой происходит быстрее, чем у крыс, подвергшихся анестезии, надежно, воспроизводимо и может использоваться для повторных лонгитюдных исследований.
Большинство базовых, доклинических и трансляционных научных исследований нейровизуализации получены от анестезированных животных 1,2. Анестетики облегчают эксперименты, но постоянно влияют на обмен веществ в мозге и организме, кровяное давление и частоту сердечных сокращений3. Тип анестетика, а также продолжительность и путь введения добавляют смешанные переменные к интерпретации данных, которые могут способствовать воспроизводимости и трансляционным сбоям4. Основным узким местом исследований нейровизуализации крыс в бодрствующем состоянии с фиксированной головой является требование сохранять крысу неподвижной и спокойной на протяжении всего процесса подготовки и сбора данных. Небольшие движения создают необоснованные артефакты движения, которые могут отрицательно сказаться на анализе и интерпретации данных.
Была разработана новая модель нейровизуализации от бодрствующих крыс с фиксированной головой с использованием индивидуальных строп, трехмерных (3D) напечатанных головных имплантатов, головных колпачков и каркаса головы, который предлагает несколько преимуществ для легкого экспериментирования. 3D-имплантат головы легкий и покрывает небольшую часть черепа, необходимую для перефиксации. Головные имплантаты и колпачки, напечатанные на 3D-принтере, разработаны с использованием программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). Протоколы стимуляции усов, сбора данных, анализа данных и результатов анестезированных крыс были подробно описаны в предыдущей работе 5,6,7.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры соответствовали рекомендациям Национального института здравоохранения и были одобрены Калифорнийским университетом, Комитетом по уходу за животными и их использованию. В этом исследовании использовались семь самцов и одна самка крысы (Sprague-Dawley, вес: 185-350 г). После завершения исследования крысы были принесены в жертву с использованием передозировки углекислого газа.
1. Проектирование различных компонентов
2. Начальная дрессировка крыс
3. Обучение стропе
4. Предоперационная подготовка
5. Хирургия
6. Визуализация бодрствования
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Показаны репрезентативные сигналы оптической визуализации из одного исследования крысы, подвергшейся анестезии, и суммарный ответ (из 40 собранных испытаний) бодрствующей крысы (рис. 4). Интенсивность сигнала для стимуляции одним усом бодрствующей крысы может быть визуализирована при более высоком пороге, чем для анестезированной крысы, демонстрируя более сильный сигнал от бодрствующего животного. Усы С2 крыс стимулируют с частотой 5 Гц в течение 1 с, а функциональная реакция отображается в ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Использование визуализации крыс в бодрствующем состоянии с фиксированной головой дает много преимуществ с точки зрения простоты и настройки. Специально разработанные стропы позволяют обернуть крыс дышащим сетчатым материалом, устраняя необходимость помещать животных в закрытые пластиковые удерживающие камеры на длительные периоды времени10,11. Крысы сохраняют спокойствие и отсутствие стресса в течение длительных последовательных сеансов визуализации с использован...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
У авторов нет конфликтов интересов, которые необходимо раскрывать.
Мы выражаем благодарность Кларе Джонс, Джеймсу Стирволту, Линь Хоангу, Янг Джун Ха и Амирсохейлу Заре за их помощь во время дрессировки крыс и подготовки пращ. Финансирование было предоставлено Национальными институтами здравоохранения (NIH, номер гранта: NS119852) и Фондом Leducq (номер гранта: 15CVD02).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Крысы | Чарльз Ривер | Спрэг Доули | |
| Изофлуран | Пиветал | 21295098 | Общий анестетик |
| Лидокаин HCl 2% инъекция | Феникс | L-2000-04 | Местный анестетик |
| Атропина сульфат для инъекций | Vedco | 5098907512 | Помощь в дыхании |
| Лактат Рингер инъекционный раствор | Vedco | ||
| Флюниксин для инъекций | Vedco | 6064408670 | Обезболивание |
| Инъекция Энрозита (Энрофлоксацин 2,27%) | VetOne | 501084 | Избегайте инфекции |
| Инъекции PromAce (Ацепромазина малеат) | Beohringer Ingelheim | 136059 | |
| Animax мазь | Dechra Veterinary Products | 122-75 | активные ингредиенты нистатина 1000 единиц на грамм, неомицина сульфата 2,5 мг на грамм, тиострептона 2500 единиц на грамм и триамцинолона ацетонида 1 мг на грамм |
| Офтальмологическая мазь Puralube | Dechra Veterinary Products | 211-38 | |
| Повидон-йод ВП препарирующие подушечки | Медлайн | MDS093917 | Бетадин дженерик |
| Изопропиловый спирт тампоны | BD | 326895 | |
| ткань Vetbond клей | 3M | 1469SB | |
| Бор (сверло), стандартный операторный твердосплавный | SS Белый бор | 14829 | #3 |
| бор Винты, 00-90 x 1/8 плоская головка нержавеющая сталь | J.I. Morris | F0090CE125 | Анкерные винты |
| Стереотаксическая система | Kopf Instruments | 1430 | |
| Гомеотермическое нагревательное одеяло | Harvard Apparatus | 50-7220-F | |
| Пульсоксиметр и пульсометр | Kent Scientific | MouseStat Jr. | |
| Petrolatum | Fisher Scientific | P66-1LB | вазелин дженерик |
| Проволока, голая медь | Fisher Scientific | 15-545-2C | 20 калибр |
| Соски холодного отверждения порошок | Pearson Dental | C73-0054 | действующее вещество: метилметакрилат |
| Соски холодного отверждения жидкие | Pearson Dental | C73-0078 | действующее вещество: метилметакрилат |
| Силиконовая формовочная резина | Гладкий | корпус Двойной быстрый | силиконовый полимер |
| Metricide 28 (Germicide) | Metrex | Oct-05 | |
| Тушь индийская, черная | Pelikan | 301051 | |
| Бормашина | стоматологическая NSK Dental | Ultimate XL-F | |
| 3D принтер | Prusa Research | i3 MK3S + | |
| Пришить на крепеж | Velcro | 90030 | |
| Салфетка для экранирования домашних животных | Joann | 10173334 | Сетчатый материал |
| Бор (сверло), стандартный оператор твердосплавный | SS Белый бор | 14829 | #1 бор |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.