Method Article

Funktionelle Bildgebung Auditory Cortex bei erwachsenen Katzen mit Hochfeld-fMRI

DOI:

10.3791/50872

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February 19th, 2014

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1Department of Physiology and Pharmacology, University of Western Ontario, 2Department of Psychology, University of Western Ontario, 3Department of Medical Biophysics, University of Western Ontario, 4Brain and Mind Institute, University of Western Ontario, 5Centre for Functional and Metabolic Mapping, Robarts Research Institute, University of Western Ontario, 6Cerebral Systems Laboratory, University of Western Ontario, 7National Centre for Audiology, University of Western Ontario

In This Article

Summary

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Funktionelle Untersuchungen des Gehörs bei Säugetieren haben traditionell mit räumlich konzentriert Techniken wie elektrophysiologischen Ableitungen durchgeführt. Das folgende Protokoll beschreibt ein Verfahren zur Visualisierung von Großmuster hervorgerufen hämodynamischen Aktivität im auditorischen Kortex der Katze mit Hilfe der funktionellen Kernspintomographie.

Abstract

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Aktuelle Kenntnisse der sensorischen Verarbeitung im Säuger auditorischen System wird hauptsächlich aus elektrophysiologischen Studien in einer Vielzahl von Tiermodellen, darunter Affen, Frettchen, Fledermäuse, Nagetiere und Katzen ab. Um geeignete Parallelen zwischen Mensch und Tier Modelle der auditorischen Funktion zu zeichnen, ist es wichtig, eine Brücke zwischen Mensch funktionelle Bildgebung Studien und Tierelektrophysiologische Studien zu etablieren. Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) ist eine etablierte, minimal-invasive Methode zur Messung der breiten Muster der hämodynamischen Aktivität in verschiedenen Regionen der Großhirnrinde. Diese Technik wird häufig zur sensorischen Funktion im menschlichen Gehirn zu untersuchen, ist ein nützliches Werkzeug bei der Verknüpfung von Studien von auditiven Verarbeitung bei Menschen und Tieren und ist erfolgreich verwendet worden, um Gehörfunktion bei Affen und Nagetiere zu untersuchen. Das folgende Protokoll beschreibt eine experimentelle Verfahren zur Untersuchung der Gehörfunktion bei narkotisierten ErwachsenenKatzen durch Messung Stimulus-evozierte hämodynamischen Veränderungen im auditorischen Kortex mittels fMRT. Dieses Verfahren erleichtert den Vergleich der hämodynamischen Reaktionen auf verschiedene Modelle der Gehörfunktion so zu einem besseren Verständnis der speziesunabhängige Merkmale des Säuger auditorischen Cortex führt.

Introduction

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Aktuelle Verständnis der auditiven Verarbeitung bei Säugetieren ist vor allem aus invasive elektrophysiologische Studien an Affen 1-5, Frettchen 6-10, 11-14 Fledermäuse, Nagetiere 15-19, 20-24 und Katzen ab. Elektrophysiologische Techniken verwenden üblicherweise extrazellulären Mikroelektroden, die Aktivität von einzelnen und mehreren Neuronen in einem kleinen Bereich der Umgebung der Elektrodenspitze Nervengewebe aufzunehmen. Gegründet funktionellen bildgebenden Verfahren, wie optische Bildgebung und der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI), dienen als nützliche Ergänzung zu extrazelluläre Ableitungen durch eine makroskopi....

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Protocol

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Das folgende Verfahren kann auf jede Imaging-Experiments in narkotisierten Katzen eingesetzt werden eingesetzt werden. Schritte, die speziell für Gehör Experimente erforderlich sind (Schritte 1.1-1.7, 2.8, 4.1) können modifiziert werden, um andere Sinnesreiz Protokolle aufzunehmen.

Alle Experimente die Genehmigung der Einsatz von Tieren Unterausschuss des Universitätsrates für Tierpflege an der Universität von Western Ontario und folgte den von der Canadian Council on Animal Care (CCAC) 44 festgelegten Richtlinien. Die geschilderte Experiment erfordert ca. 150 min von Tierpräparation zur Genesung. Der Zeitverlauf des Experiment....

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Results

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Repräsentative funktionellen Daten wurden in einer horizontalen Bohrung 7T Scanner erworben und unter Verwendung des Statistik Parametric Mapping Toolbox in MATLAB analysiert. Robust kortikalen hämodynamischen Reaktionen auf akustische Stimulation durchweg bei Katzen mit dem beschriebenen Versuchsprotokoll 43 beobachtet. Fig. 6 zeigt die BOLD-Aktivierung bei 2 Tieren in Reaktion auf ein Breitbandrauschen 30 sec Stimulus in Blockbauweise dargestellt. T-Statistik Karten der Breitbandrauschen vs.......

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Discussion

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In der Gestaltung einer fMRI-Experiment für einen narkotisierten Tiermodell der Gehörfunktion, sollten die folgenden Fragen sorgfältig geprüft werden: (i) die Auswirkungen der Narkose auf kortikalen Antworten, (ii) die Wirkung der Hintergrundscanner Lärm, und (iii) die Optimierung der Datenerfassungsphase der experimentellen Verfahren.

Während ein narkotisierten Vorbereitung bietet den wichtigen Vorteil zur Herstellung einer längere Sedierung und Minimierung potenzieller Kopfbewegung während.......

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Disclosures

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Die Autoren erklären, von Interesse, finanziellen oder sonst keine Konflikte.

Acknowledgements

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Die Autoren möchten die Beiträge von Kyle Gilbert, der die benutzerdefinierte HF-Spule entwickelt, und Kevin Barker, der die MRI-kompatiblen Schlitten entworfen bestätigen. Diese Arbeit wurde von der Canadian Institutes of Health Research (CIHR), Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC) und Kanada Foundation for Innovation (CFI) unterstützt.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Materials
Atropinsulfat Injektion 0,5 mg/mlRafter 8 Produkte
Acepromazin 5 mg/mlVetoquinol Inc.
Ketaminhydrochlorid 100 mg/mlBimeda-MTC
Dexmedetomidinhydrochlorid (Dexdomitor 0,5 mg/ml)Orion Pharma
Isofluran 99,9Abbott Laboratories
Lidocain (Xylocain, endotracheal, 10 mg/dosierte Dosis)Astra Zeneca
Gleitende Augensalbe (Refresh Lacri Lube)Allergan Inc.
Kochsalzlösung 0,95%
IV Katheter 22 g (Flügel)
IV VerlängerungssetCodan US Corp.BC 269
IV Verabreichungsset 10 Tropfen/ml
Endotrachealtubus 4.0
Heizkissen (Snuggle Safe)Lenric C21 Ltd.
Spritze 60 ml
Equipment
Externe SoundkarteRoland CorporationCakewalk UA-25EX
Stereo-EndstufePyle Audio Inc.Pyle Pro PCAU11
MRT-kompatibles Einsatz-KopfhörersystemSensimetric CorporationModell S14
Schaumstoff-Ohrstöpsel für Einsatz-KopfhörerE-A-R Auditory SystemsEarlink 3B
Endtidaler CO2-MonitorNellcorN-85
MRT-kompatibles PulsoximeterNonin Medical Inc.Modell 7500
SpritzenpumpeHarvard Apparatus70-2208
, ,, %

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kaas, J. H., Hackett, T. A. Subdivisions of auditory cortex and processing streams in primates. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97, 11793-11799 (2000).
  2. Kusmierek, P., Rauschecker, J. P. Functional Specialization of Medial Auditory Belt Cortex inthe Ale....

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Auditory Cortex ImagingFunctional MRIHigh field fMRIAnesthetized CatsAuditory StimulusHemodynamic ResponseBrain ActivationMRI Compatible SledKetamine AnesthesiaSPM FSL Analysis

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