19 ноября 2012 г.
Мы представляем способ создания разреженных черепа корковых окна (TSCW) в мышиной модели В естественных условиях Октябрь визуализации головного мозга.
Общая цель этой процедуры заключается в создании тонкого черепного окна черепа в мышиной модели для визуализации мозга методом оптической когерентной томографии in vivo. Это достигается путем предварительной анестезии животного и подготовки его к операции. Далее протоните череп с помощью различных зубных заусенцев.
Заключительным этапом является получение ОКТ-изображений мозга in vivo через тонкое черепное окно черепа. В конечном счете, структурная и функциональная информация о мозге может быть получена из полученных ОКТ-изображений. Основное преимущество этой методики перед существующими методами, такими как краниэктомия или покровные скользящие окна, заключается в том, что финальное окно менее инвазивно и с большей вероятностью сохранит биологическую целостность и жизнеспособность мозга.
Применение этого метода распространяется и на диагностику неврологических расстройств, поскольку ОКТ обеспечивает высокое пространственное и временное разрешение и обеспечивает превосходное проникновение в глубину по сравнению с конфокальной и двухфотонной микроскопией. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, будут изо всех сил пытаться создать равномерно тонкую поверхность черепа без переломов черепа или субдурального кровотечения. Чтобы начать эту процедуру, обезболите мышь CD one в возрасте от шести до восьми недель с помощью внутрибрюшинной инъекции комбинации кетамина и ксилазина.
Затем поместите мышь на гомеотемический коврик или одеяло, чтобы обеспечить оптимальную температуру тела на уровне примерно 37 градусов Цельсия во время хирургической подготовки, постоянно контролируйте уровень анестезии, проверяя рефлексы животного, и при необходимости вводите больше анестезии. Далее смажьте оба глаза искусственной слезной мазью. Удалите волосы с кожи головы с помощью машинки для стрижки.
Затем удалите остатки подстриженных волос с помощью супружеской подушечки или тампона. После этого нанесите тонкий слой крема для депиляции на кожу головы. Через две минуты аккуратно сотрите крем и оставшиеся волосы с помощью физраствора, смоченных ватных тампонов и спиртовых подушечек для подготовки.
Теперь продезинфицируйте кожу головы с помощью палочки для тампона с бетадином и очистите ее с помощью подушечек для подготовки к этанолу с содержанием 70%. Затем установите животное на стереотаксическую раму, чтобы обездвижить череп. Слегка постучите по черепу, чтобы убедиться в его устойчивости.
В этой процедуре разрез кожи головы начинается с точки средней линии между глазами. Продолжайте ласкать до средней линии точки между ушной частью, кожу обхватывать щипцами. Затем найдите участок, который нужно разбавить, под препарирующим микроскопом.
Используйте щипцы для соскабливания черепа, чтобы удалить остатки фасции. Затем высушите череп стерильными ватными тампонами перед созданием утонченного кортикального окна размером четыре на четыре миллиметра примерно на один миллиметр сзади и боковой тормы. Используйте хирургическую ручную дрель с круглым твердосплавным жерновом легкими подметающими движениями, чтобы истончить череп.
Не оказывайте прямого давления на череп. Прекращайте сверление каждые 20-30 секунд, чтобы удалить костную пыль с помощью стерильного физиологического раствора и ватных тампонов, а также избежать перегрева черепа. Солевой раствор также поможет рассеять тепло по всему черепу.
После того, как внешний слой компактной кости будет полностью удален, должен быть виден средний слой губчатой кости. Может быть небольшое кровотечение, так как кровеносные сосуды более заметны в губчатом костном слое. Переключитесь на жернов из зеленого камня и продолжайте сверление, соблюдая особую осторожность.
Поскольку губчатый слой более нежный, зеленый каменный заусенец удалит меньше костного материала, обеспечивая при этом равномерность по всему черепному окну. Время от времени прекращайте сверление, чтобы удалить костную пыль и охладить череп. Наконец, когда череп стал более прозрачным и видна сосудистая сеть на головном мозге, начните полировать череп с помощью полировочного бора, проверьте толщину черепа, аккуратно постукивая по нему щипцами, прекратите полировку.
Когда череп становится слегка гибким, истонченное черепное окно должно стать полностью гладким и отражающим и готовым к визуализации. Из-за особенностей сильно рассеивающихся тканей головного мозга череп должен быть утончен как минимум до 55 мкм для оптимального проникновения на глубину. После завершения операции проверьте частоту дыхания животного с помощью визуального осмотра и рефлексов, чтобы обеспечить надлежащий уровень анестезии и ввести дополнительную анестезию.
Теперь можно визуализировать вид черепа и мозга в поперечном сечении. Можно начинать сбор данных. После того, как интересующая область определена для целей визуализации, мы отсканировали пучок ОКТ над кортикальным окном визуализации шириной 4,0 миллиметра и получили глубину визуализации в два миллиметра с мощностью в шесть милливатт и фокус на 0,1 миллиметра ниже тонкого черепа.
Каждая область поперечного сечения состояла из 2048 осевых сканов со скоростью захвата 0,14 секунды на изображение. Этот конкретный метод позволил нам идентифицировать конкретные структуры на наших изображениях поперечного сечения ОКТ. На этом рисунке показано парасагиттальное ОКТ-изображение коры головного мозга под нормальным черепом, а здесь показано парасагиттальное ОКТ-изображение под тонким черепом.
Структуры мозга более визуально видны под тонким черепным окном, в отличие от обычного черепа. Кроме того, также получают ОКТ-изображение коронального поперечного сечения для облегчения идентификации срединных структур. Объемное сканирование мозга также может быть получено путем сбора серии двумерных изображений поперечного сечения с использованием двух наборов зеркал gal O для сканирования XY, при этом первое зеркало gal O сканирует луч в сагиттальном направлении, а второе зеркало gal сканирует корональное направление.
После освоения этой техники ее можно выполнить за 10 минут, если она выполнена правильно. Несмотря на то, что попытка этой процедуры важна для равномерного истончения черепа, чтобы обеспечить адекватное проникновение сигнала во время ОКТ-визуализации, после просмотра этого видео у вас должно быть хорошее понимание того, как подготовить тонкое окно коры черепа для целей ОКТ-визуализации.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
В данной статье представлен метод создания окна в коре головного мозга с истончением черепа (TSCW) на модели мыши, что позволяет проводить оптическую когерентную томографию (ОКТ) коры головного мозга in vivo. Данный метод разработан с целью снижения инвазивности по сравнению с традиционными способами, что позволяет сохранить биологическую целостность мозга.
Данный метод позволяет проводить малоинвазивную лонгитюдную визуализацию структуры и функций коры головного мозга in vivo, что способствует валидации мишеней в моделях нейродегенеративных заболеваний. Сохраняя целостность мозга, этот подход повышает прогностическую достоверность доклинических исследований и снижает биологическую вариабельность, которая может исказить оценку ответа на препарат. Данный метод представляет собой многократно используемую платформу для механистического снижения рисков на ранних этапах разработки новых лекарственных средств.
Данный метод вписывается в континуум процесса разработки лекарственных средств — от валидации мишени до оптимизации ведущего соединения, обеспечивая структурные и функциональные данные визуализации, которые позволяют понять механизмы действия и оценить эффекты соединений.