Yöntem makalesi

Kemirgenler Eşzamanlı fMRI ile derin beyin stimülasyonu

DOI:

10.3791/51271

⸱

15 Şubat 2014

 ,  , 
1Department of Neurology, University of North Carolina, 2Biomedical Research Imaging Center, University of North Carolina, 3Department of Biomedical Engineering, University of North Carolina, 4Curriculum in Neurobiology, University of North Carolina, 5School of Medicine, University of North Carolina

Bu makalede

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol kemirgen eşzamanlı fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme ve derin beyin stimülasyonu için standart bir yöntem açıklanır. Bu deneysel araçların kombine kullanımı hemen hemen herhangi bir beyin hedefe elektriksel uyarıya tepki olarak küresel alt aktivitesinin araştırılması için izin verir.

Özet

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Çeşitli hedeflere derin beyin stimülasyonu (DBS) ile küresel ve mansap nöronal yanıtları görselleştirmek için, biz kan oksijen seviyesi bağımlı (BOLD) fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) eşzamanlı DBS ile görüntü kemirgenler için kullanmak için bir protokol geliştirdik. DBS fMRI elektrot implantasyonu doğruluğu da dahil olmak üzere teknik sorunlar bir dizi sunuyor, MR aynı anda hayvan hareket, ve fizyolojik parametrelerin bakım ortadan kaldırırken herhangi bir nöronal etkileri en aza indirmek için anestezi ve felçli bir elektrot, seçim tarafından oluşturulan eserler, hangi sapma bulandırabilir BOLD sinyal. Laboratuvarımız bu olası sorunların çoğu üstesinden yeteneğine sahip olan prosedürleri bir dizi geliştirdi. Elektrik stimülasyonu için, ev yapımı tungsten bipolar mikroelektrot anestezi bireyde uyarım yerinde stereotaktik eklenir kullanılır. Görüntüleme için hazırlık, kemirgenler bir plastik baş kısmının sabit ve vardırmıknatıs deliğin aktarılır. Tarama sırasında sedasyon ve felç için, deksmedetomidin ve pankuronyum bir kokteyl sürekli izofluran minimal doz ile birlikte, doluyor, bu hazırlık volatil anestezik BOLD tavan etkisini en aza indirir. Bu deneyde, örneğin, subtalamik çekirdek (STN) uyarılmasının motor korteks merkezli, ipsilateral kortikal bölgelerinde esas olarak gözlenir KALIN tepkiler üretir. Eşzamanlı DBS ve fMRI stimülasyon konumu ve stimülasyon parametreleri üzerine nöral devrelerin kesin modülasyon bağımlı sağlar ve bölgesel önyargı ücretsiz nöronal modülasyonların gözlem izin verir. Bu teknik, deneysel hem de klinik DBS için etkileri olan, hemen hemen herhangi bir beyin bölgesinde sinir devresi modüle aşağı etkilerini araştırmak için kullanılabilir.

Giriş

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nöral devre aktivitenin küresel mansap etkileri belirlenmesi sistemleri nörobilim birçok alanlar için önemli bir meydan okuma ve hedefi temsil eder. Araçlar azlığı bu ihtiyacı karşılamak anda mevcut, ve bu nedenle uygun deney düzeneklerinin artan erişilebilirlik için bir talep var. Nöron devresi aktivasyon küresel sonucu değerlendirmek için böyle bir yöntem, derin beyin elektrik stimülasyonu (DBS) ve fonksiyonel MR (fMRI) aynı anda uygulanması dayanır. DBS-fMRI büyük bir mekansal ölçekte devre aktivasyonuna alt yanıtların tespiti için izin verir ve hemen hemen herhangi bir stimülasyon bir hedefe uygulanabilmektedir. Bu araç takımı, terapötik yüksek frekanslı yanıtlar....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Etik Beyanı: Bu prosedür, Hayvan Araştırmaları (Laboratuar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu) Sağlık Rehberi National Institutes uygun ve Kuzey Carolina Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi Üniversitesi tarafından onaylanmıştır.

1.. Elektrot İmplantasyon

İlk adım, elektrot implantasyonu. Bu aşamada, bir elektrot tek taraflı olarak subtalamik çekirdek (STN), aşağıdaki yöntemler kullanılarak Parkinson hastalığı tedavisi için translasyon öneme sahip küçük bir çekirdek içine implante edilir:

  1. ., Bu kısa süreli sağkalım cerrahi, ve böylece aseptik teknik gereklidir: otoklav Not

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Örnek işlevsel veri yandaki subtalamik çekirdeğe takılan bir uyarıcı elektrot ile tek bir sıçan yukarıdaki protokole uygun olarak elde edildi. DBS FMRI görüntü elde etmek için gerekli kurulum bir örnek, Şekil 1 'de verilmiştir. Uyarım 0.3 mA, 130 Hz ve 0.09 msn darbe genişliğinin frekans bir genlik ile, yukarıdaki protokole uygun uygulanmıştır. Ipsilateral motor korteks sağlam aktivasyonu sürekli uyarım hedef olarak subtalamik çekirdek Bu protokol kullanılarak görselleştirilmiştir. Bir kare dalga uyarıl.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Aynı anda DBS ve fMRI in vivo olarak, sinir stimülasyonu devre küresel alt tepkilerinin tanımlanması ve karakterizasyonu için gelecek vaat eden bir deneysel araç kiti temsil eder. Gibi elektrofizyolojik kayıtları gibi mevcut diğer araçlar üzerinde bu tekniğin en büyük avantajı, beyin dokusunun büyük ve çeşitli bir alan herhangi bir hedefe DBS yanıt incelendi sayede fMRI, görece tarafsız doğada yatıyor. Açıklanan protokol, sıçanda DBS-FMRI özel olmakla birlikte, DBS tepkilerin görüntüleme da başarılı bir şekilde.......

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Teşekkürler

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Biz filme yardım için Shaili Jha'yı ve Heather Decot teşekkür ederim.

....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
İzofluran (Foran)Baxter1001936060
Deksmedetomidin (Deksomitör)Pfizer145108-58-3
Pankuronyum BromürSelleckchemS2497
9.4 T Küçük Hayvan MRIBrukerBioSpec Sistemi BGA-9S gradyan
Sterotaktik Çerçeveile KopfModel 962
Küçük Hayvan VantilatörüCWE, Inc.12-02100Model SAR-830
Diş ÇimentosuA-M Sistemleri525000Teets Soğuk
Kürleme MouseOx Plus SistemiSTARR Life Science Corp.
KapnometreSurgivet, Smith MedicalV9004 Serisi
Uyaran İzolatörDünyası Hassas AletlerModel A365
MR uyumlu Pirinç VidalarMcMaster Carr94070A0310-80 diş boyutu, 1/4 inç. İstenilen uzunlukta kesilebilir.
Tungsten TelCalifornia İnce Tel Şirketi100211MR uyumlu uyarıcı mikroelektrot
Şırınga PompasıHarvard AppartusModel PHD 2000 (MRI uyumlu değil)
yapmak için kullanılır

Kaynaklar

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotaxic coordinates, 5th edition. , Academic Press. (2004).
  2. Fukuda, M., Vazquez, A. L., Zong, X., Kim, S. G. Effects of the alpha(2)-adrenergic receptor agonist dexmedetomidine on neural, vascular ....

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Fonksiyonel MRKemirgen ModeliStereotaktik mplantasyonBOLD SinyaliAnestezi ProtokolElektrot Yerle imiSubtalamik NukleusKortikal AktivasyonMR Uyumlu

İlgili makaleler