Beyin Faaliyet Mesoscale Geniş alan Optik Görüntüleme için Büyük Yanal Kraniotomi Prosedürü

Bu geniş lateral kraniyotominin genel amacı, bir kortikal hemisferin geniş bir alanı üzerinde gerçek zamanlı görüntüleme gerçekleştirmektir. Bu tekniğin temel avantajı, korteksin geniş alanlarının gözlem için açığa çıkarılması ve optogenetik gibi teknolojilerle birlikte kullanılabilmesidir. Bu teknik, farklı zamansal ve mekansal çözünürlüklerde hem hücreler arasındaki hem de farklı beyin devreleri arasındaki nöral dinamiklerin karakterize edilmesine dair içgörüler sağlayabilir.

Dura mater'in sıklıkla beyin yüzeyine ve kan damarlarına yapışık olması nedeniyle hemoraji ve kortikal hasar riski arttığından, bu yöntemin görsel olarak gösterilmesi kritik önem taşır. Bu yöntem, beyin devresi gelişiminin altında yatan nörobiyolojik mekanizmaları ve yeni deneyimlere veya Alzheimer hastalığı ya da inme gibi patolojilere yanıt olarak yaşam boyu meydana gelen değişiklikleri incelemek için uygulanabilir. Bu prosedüre başlamak için tüm cerrahi malzemeleri otoklavdan geçirin ve cerrahi işlem boyunca sterilizasyonun sağlandığından emin olun.

Cerrahi işlem için yeterli miktarda beyin tamponu olduğundan emin olun. Ardından, anestezi uygulanmış bir fareyi kafa tutucu düzeneğe aktarın ve 37 °C'ye ayarlanmış termo-regülasyonlu bir ısıtma pedinin üzerine yerleştirin. Farenin üst dişlerini bir diş tutucu ile sabitleyin.

Ardından, başın sağ lateral tarafını açığa çıkarmak için başını yaklaşık 30 derece sola doğru döndürün. Sonrasında, farenin başını kulak barlarının küt uçlarıyla sabitleyin. Ardından, korneanın kurumasını önlemek için talmik pomad uygulayın.

Serebral ödemi azaltmak için, kilogram başına dört miligram dekzametazon kas içi enjekte edin. Cerrahi alan üzerindeki cildi, %4 klorheksidin daldırılmış pamuklu çubuklarla üç kez ve ardından %70 alkol ile üç kez silin. Kraniyotomi bölgesinin üzerine subkütan lidokain enjekte edin.

Diseksiyon mikroskobu altında, kulağın hemen arkasındaki orta hattın bir milimetre solunda bulunan deriyi pensle kaldırın ve cerrahi makasla küçük bir yatay insizyon yapın. Sağ kulağa doğru beş ila altı milimetrelik lateral bir kesi yapın ve ardından başın rostral ucuna doğru kesin. İlk insizyon noktasından makası yerleştirin ve rostral yönde 10 milimetre kesin.

Bundan sonra, kafatasının sağ tarafını ve temporal kası açığa çıkarmak için sağ kulağın etrafındaki ve sağ gözün yakınındaki deriyi kesin. Açılan bölgenin en geniş kısmının en az yedi milimetre olduğundan emin olun. Ardından, cerrahi alanın genişletilmesi gerekiyorsa deriyi daha fazla tıraşlayın.

Bir pamuklu çubuk kullanarak, periostu kafatasından uzaklaştırmak için kafatası yüzeyini dairesel hareketlerle ovalayın. Kafa plağının başarılı bir şekilde yapıştırılması için kritik olan, hiçbir periost kalmadığından ve kafatasının tamamen kuru olduğundan emin olun. Ardından, yaylı makas ve pens kullanarak temporal kası kafatasından ayırın.

Kas, squamosal kemiğe ulaşana kadar lateral olarak kesilip geri çekilir. Göz yakınında squamosal kemik seviyesinde seyreden yüzeysel temporal vene zarar vermemek için azami dikkat gösterilmelidir, aksi takdirde kanama meydana gelebilir. Kanama, beyin tamponuyla önceden ıslatılmış jel sünger ile kontrol altına alınır.

Şiddetli kanamalar için ısı koterizasyonu uygulayın. Kanama bölgelerine bütil siyanoakrilat yapıştırıcı damlatın. Bu prosedüre başlamak için öncelikle alttaki beyin bölgelerini yönlendirmek amacıyla bregmayı işaretleyin, baş plakasının alt kenarına etil siyanoakrilat yapıştırıcı sürün ve baş plakasını kraniyotomi bölgesinin üzerine yapıştırın.

Bundan sonra, sadece kraniyotomi alanını açıkta bırakacak şekilde, kafatası ile baş plakası arasındaki açıklığı dental siman ile doldurun. Ardından dental simanın kuruması ve sertleşmesi için bekleyin. Sonrasında, dental frez ile kafatası yüzeyini hafifçe çizerek kraniyal pencere bölgesinin ana hatlarını belirleyin.

Matkabı, kafatasının beyne kadar delinmediğinden emin olarak, derinleştirmek için orijinal çizgi boyunca nazikçe takip edin. Bu sırada, birkaç dakikada bir delme işlemi ile kafatasının yüzeyini nemlendirilmiş rulo peçetelerle tamponlama işlemi arasında geçiş yapın. Oldukça zorlu olan bu başlangıç aşaması, cerrahların alt taraftaki kortekse zarar vermeden kafatasını çıkarmak için yaşlanmış kafatasını delmelerini gerektirir.

Yavaş olan gevşektir, pürüzsüz olan hızlıdır. Delme işlemi sırasında, forsepsle veya hareket etmeyen matkap ucuyla hafifçe bastırarak kafatasında bükülme olup olmadığını periyodik olarak kontrol edin. Kemik bükülmeye başladığında delme işlemini durdurun ve tüm pencereyi beyin tamponuna daldırın.

Kemiğin yumuşamasını sağlamak ve duranın kemiğe yapışma olasılığını azaltarak kafatası çıkarma işlemini kolaylaştırmak için kafatasını çıkarmadan önce en az beş dakika bekleyin. Ardından, ön kenardan başlayarak kafatası çıkarma işlemini gerçekleştirin. Gevşeyen kafatasını bir pens yardımıyla duradan nazikçe ayırın.

Kemik gevşeyip dura üzerinde yüzmeye başladığında, onu pensle sıkıca kavrayın ve duradan uzaklaştırarak kaldırın. Kemiğin beyne girmemesini sağlayın. Durayı nazikçe yırtmak ve kesip çıkarmak için pens ve yaylı makas kullanın.

Beyin parankiminin ve kan damarlarının zarar görmediğinden emin olmak için dikkatli olunmalıdır. Tüm dura, kraniyal pencere bölgesinden çıkarılana kadar işleme devam edin. Doğru şekilde gerçekleştirildiğinde, beyin belirgin kan damarlarıyla birlikte çok temiz ve lekesiz görünecektir.

Lameli %70 etanol ile püskürtün ve nazikçe kurutmak için bir hava spreyi kullanın. Camın tamamen temiz olduğundan, üzerinde leke veya toz bulunmadığından emin olun. Ardından, 15 mililitre beyin tamponunda çözülmüş 200 miligram agaroz tozunu ısıtarak %1,3 agaroz hazırlayın.

Sıcak agarozun içerisine bir termometre yerleştirin ve agarozu katılaşma sıcaklığının hemen üzerindeki yaklaşık 40 °C'ye kadar soğutun. Tüpün üzerinden soğuk su akıtarak soğutma işlemi hızlandırılabilir; ancak agarın içine su kaçmamasına dikkat edilmelidir. Sıcaklığı takip ederken termometre ile nazikçe karıştırın.

Agarı uygulamadan hemen önce, kranial kuyucuktaki beyin tamponunu uzaklaştırın. Görüntülemeyi engelleyecek hava kabarcığı veya partikül bulunmadığından emin olun. Şimdi bir transfer pipet ucuyla agarozu çekin ve agarozu doğrudan beynin üzerine damlatın.

Ardından, lamel camı hızla yüzeyin üzerine yerleştirin ve köşelerdeki agaroz damlalarıyla sabitleyin. Burada, her görüntüde bregma'nın beyaz bir daire ile belirtildiği geniş tek taraflı kraniyotominin bir foto-mikrografı gösterilmektedir. Kortikal aktivasyon modelleri; karşı taraf bıyık stimülasyonu, işitsel stimülasyon, karşı taraf ön ekstremite stimülasyonu, karşı taraf arka ekstremite stimülasyonu ve karşı taraf gözün bir ışık yayan diyotla görsel stimülasyonu sonrası %0.5 isoflurane ile anestezi uygulanmış bir farede gösterilmiştir.

Birincil duyusal korteks aktivasyonundan 10 ila 25 milisaniye sonra, tüm duyusal stimülasyon biçimlerinde midline aktivasyonu meydana geldi. Uzmanlaşıldığında, bu teknik üç ila dört saat içinde tamamlanabilir. Bu prosedür uygulanırken, kan kaybının minimumda tutulması ve korteksin zarar görmemesinin sağlanması önemlidir.

Bu prosedür kullanılarak, optik görüntüleme gibi diğer görüntüleme teknikleri, nöral dinamiklerin normal ve hastalıklı beyindeki spontan aktiviteden nasıl etkilendiği gibi önemli soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Geliştirilmesinin ardından bu teknik, sistem nörobilimi alanındaki araştırmacıların farelerde geniş aralıklı kortikal bölgeler arasındaki etkileşimleri ve nöral dinamikleri keşfetmesinin yolunu açmaya yardımcı olmuştur. Bu video, en acil bilimsel sorularınızı yanıtlamak için gerekli verileri toplamanıza olanak sağlayacak şekilde, farede minimum kan kaybı ve kortikal hasarla geniş bir lateral kraniyotomi işleminin nasıl gerçekleştirileceğini göstermektedir.