चूहे में रेस्टिंग-स्टेट फंक्शनल मैग्नेटिक रेओनेंस इमेजिंग डेटा का अधिग्रहण
Summary
यह प्रोटोकॉल कम खुराक डेक्समेडेटोमिडीन के संयोजन में कम खुराक आइसोफलुरेन का उपयोग करके चूहे से स्थिर आराम-राज्य कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (आरएस-एफएमआरआई) डेटा प्राप्त करने के लिए एक विधि का वर्णन करता है।
Abstract
आराम-राज्य कार्यात्मक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (rs-fMRI) एक आराम, गैर कार्य राज्य में मस्तिष्क समारोह का अध्ययन करने के लिए एक तेजी से लोकप्रिय तरीका बन गया है । यह प्रोटोकॉल रुपये-एफएमआरआई डेटा प्राप्त करने के लिए एक प्रीक्लिनिकल सर्वाइवल विधि का वर्णन करता है। α2 एड्रेनेर्जिक रिसेप्टर एगोनिस्ट डेक्समेडेटोमिडीन के निरंतर अर्क के साथ कम खुराक आइसोफ्लारेन का संयोजन मस्तिष्क नेटवर्क फ़ंक्शन को संरक्षित करते हुए स्थिर, उच्च गुणवत्ता वाले डेटा अधिग्रहण के लिए एक मजबूत विकल्प प्रदान करता है। इसके अलावा, यह प्रक्रिया चूहे में सहज श्वास और लगभग सामान्य शरीर विज्ञान के लिए अनुमति देती है। अतिरिक्त इमेजिंग दृश्यों को इस विधि का उपयोग करके 5 घंटे तक की संवेदनाहारी स्थिरता के साथ प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल बनाने वाले आराम-राज्य अधिग्रहण के साथ जोड़ा जा सकता है। यह प्रोटोकॉल उपकरणों के सेटअप, संज्ञाहरण के चार अलग-अलग चरणों के दौरान चूहे शरीर विज्ञान की निगरानी, आराम-राज्य स्कैन का अधिग्रहण, डेटा की गुणवत्ता मूल्यांकन, जानवर की वसूली, और प्रसंस्करण के बाद डेटा विश्लेषण की संक्षिप्त चर्चा का वर्णन करता है। इस प्रोटोकॉल का उपयोग विभिन्न प्रकार के प्रीक्लिनिकल कृंतक मॉडलों में किया जा सकता है ताकि शेष पर होने वाले मस्तिष्क नेटवर्क परिवर्तनों को प्रकट करने में मदद मिल सके।
Introduction
रेस्टिंग-स्टेट फंक्शनल मैग्नेटिक रेओपनेंस इमेजिंग (आरएस-एफएमआरआई) रक्त-ऑक्सीजन स्तर पर निर्भर (बोल्ड) संकेत का एक उपाय है जब मस्तिष्क आराम पर होता है और किसी विशेष कार्य में नहीं लगा होता है। इन संकेतों का उपयोग तंत्रिका नेटवर्क के भीतर कार्यात्मक कनेक्टिविटी निर्धारित करने के लिए मस्तिष्क क्षेत्रों के बीच सहसंबंधों को मापने के लिए किया जा सकता है। आरएस-एफएमआरआई का उपयोग नैदानिक अध्ययनों में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि इसकी गैर-इनवेसिवनेस और रोगियों की आवश्यकता के प्रयास की कम मात्रा (कार्य-आधारित एफएमआरआई की तुलना में) यह विविध रोगी आबादी के लिए इष्टतम बना रही है1.
तकनीकी प्रगति ने रोग राज्यों में अंतर्निहित तंत्र को उजागर करने के लिए कृंतक मॉडल में उपयोग के लिए आरएस-एफएमआरआई को अनुकूलित करने की अनुमति दी है (समीक्षा के लिए संदर्भ2 देखें)। रोग या नॉकआउट मॉडल सहित प्रीक्लिनिकल पशु मॉडल, मनुष्यों में लागू नहीं होने वाले प्रयोगात्मक जोड़तोड़ की एक विस्तृत श्रृंखला की अनुमति देते हैं, और अध्ययन2प्रयोगों को और बढ़ाने के लिए पोस्टमार्टम नमूनों का उपयोग भी कर सकते हैं। फिर भी, गति को सीमित करने और तनाव को कम करने दोनों में कठिनाई के कारण, कृंतक में एमआरआई अधिग्रहण पारंपरिक रूप से संज्ञाहरण के तहत किया जाता है। एनेस्थेटिक एजेंट, उनके फार्माकोकाइनेटिक्स, फार्माकोडायनामिक्स और आणविक लक्ष्यों के आधार पर, मस्तिष्क रक्त प्रवाह, मस्तिष्क चयापचय को प्रभावित करते हैं, और संभावित रूप से न्यूरोवैस्कुलर कपलिंग रास्तों को प्रभावित करते हैं।
एनेस्थेटिक प्रोटोकॉल विकसित करने के कई प्रयास हुए हैं जो न्यूरोवैस्कुलर कपलिंग और मस्तिष्क नेटवर्क कार्यको संरक्षितकरते हैं 3,4,5,6,7,8. हमने पहले एक संवेदनाहारी शासन की सूचना दी थी जिसने α2 एड्रेनेर्जिक रिसेप्टर एगोनिस्ट डेक्समेडेटोमिडीन9की कम खुराक के साथ आइसोफ्लोरेन की कम खुराक लागू की थी। संज्ञाहरण की इस विधि के तहत चूहों ने स्थापित प्रक्षेपण मार्गों (वेंट्रोलेट्रल और वेंट्रोमेडियल थैलेसीमिक न्यूक्लियी, प्राथमिक और माध्यमिक सोमाटोसेंसरी कॉर्टेक्स) के अनुरूप क्षेत्रों में मूंछ उत्तेजना के लिए मजबूत साहसिक प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन किया; डिफ़ॉल्ट मोड नेटवर्क10, 11और लार नेटवर्क12 सहित बड़े पैमाने पर आराम-राज्य मस्तिष्क नेटवर्क का भी लगातार पता लगाया गया है। इसके अलावा, यह संवेदनाहारी प्रोटोकॉल एक ही जानवर पर बार-बार इमेजिंग की अनुमति देता है, जो रोग प्रगति और प्रयोगात्मक जोड़तोड़ के प्रभाव की निगरानी के लिए महत्वपूर्ण है।
वर्तमान अध्ययन में, हम इसमें शामिल प्रायोगिक सेटअप, पशु तैयारी और शारीरिक निगरानी प्रक्रियाओं का विस्तार करते हैं। विशेष रूप से, हम प्रत्येक चरण के दौरान विशिष्ट संवेदनाहारी चरणों और स्कैन के अधिग्रहण का वर्णन करते हैं। प्रत्येक आराम-राज्य स्कैन के बाद डेटा की गुणवत्ता का आकलन किया जाता है। पोस्ट-स्कैन विश्लेषण का एक संक्षिप्त सारांश भी चर्चा में शामिल है। चूहों में आरएस-एफएमआरआई का उपयोग करने की क्षमता को उजागर करने में रुचि रखने वाली प्रयोगशालाओं को यह प्रोटोकॉल उपयोगी लगेगा।
Protocol
Representative Results
Discussion
पशु की स्थिरता, दोनों शारीरिक और शारीरिक रूप से, उच्च गुणवत्ता वाले आराम राज्य डेटा प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है । यह प्रोटोकॉल संज्ञाहरण के चार अलग-अलग चरणों से गुजरकर स्थिरता प्राप्त करता है। य?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (NIH) के नेशनल इंस्टीट्यूट ऑन ड्रग एब्यूज (निदा) [डीजेडब्ल्यू) से फंडिंग से सपोर्ट मिला । EDKS, और EMB अनुदान R21DA044501 द्वारा समर्थित थे एलन I. ग्रीन और DJW को ग्रांट T32DA037202 द्वारा एलन जे Budney को समर्थन दिया गया था] और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑन अल्कोहल एब्यूज एंड अल्कोहलिज्म (एनआईएएए) [एमिली डी सुलिवान को ग्रांट F31AA028413] । डार्टमाउथ में मनोरोग के रेमंड सोबेल प्रोफेसर के रूप में एलन आई ग्रीन के संपन्न फंड के माध्यम से अतिरिक्त सहायता प्रदान की गई थी ।
हंबिंग लू को राष्ट्रीय नशीली दवाओं के दुरुपयोग इंट्राम्यूरल रिसर्च प्रोग्राम, एनआईएच पर संस्थान द्वारा समर्थित किया जाता है।
लेखकों को स्वीकार करते है और स्वर्गीय एलन मैं ग्रीन शुक्रिया अदा करना चाहते हैं । सह-होने वाले विकारों के क्षेत्र में उनके अटूट समर्पण ने लेखकों के बीच सहयोग स्थापित करने में मदद की । हम उनकी मेंबरशिप और गाइडेंस के लिए उन्हें शुक्रिया अदा करते हैं, जो काफी मिस हो जाएगा ।
Materials
| 9.4T MRI | Varian/Bruker | Varian upgraded with Bruker console running Paravision 6.0.1 software | |
| Air-Oxygen Mixer | Sechrist | Model 3500CP-G | |
| Analysis of Functional NeuroImages (AFNI) | NIMH/NIH | Version AFNI_18.3.03 | Freely available at: https://afni.nimh.nih.gov/ |
| Animal Cradle | RAPID Biomedical | LHRXGS-00563 | rat holder with bite bar, nose cone and ear bars |
| Animal Physiology Monitoring & Gating System | SAII | Model 1025 | MR-compatible system including oxygen saturation, temperature, respiration and fiber optic pulse oximetry add-on |
| Antisedan (atipamezole hydrochloride) | Patterson Veterinary | 07-867-7097 | Zoetis, Manufacturer Item #10000449 |
| Ceramic MRI-Safe Scissors | MRIequip.com | MT-6003 | |
| Clippers | Patterson Veterinary | 07-882-1032 | Wahl touch-up trimmer combo kit, Manufacturer Item #09990-1201 |
| Dexmedesed (dexmedetomidine hydrochloride) | Patterson Veterinary | 07-893-1801 | Dechra Veterinary Products, Manufacturer Item#17033-005-10 |
| Digital Rectal Thermometer Covers | Medline | MDS9608 | |
| FMRIB Software Library | FMRIB | MELODIC Version 3.15 | Freely available at: https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki |
| Heating Pad | Cara Inc. | Model 50 | |
| Hemostat forceps, straight | Kent Scientific | INS750451-2 | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 07-893-1389 | Patterson Private Label, Manufacturer Item #14043-0704-06 |
| Isoflurane Vaporizer | VetEquip Inc. | 911103 | |
| Lab Tape, 3/4" | VWR International | 89097-990 | |
| Needles, 23 gauge | BD | 305145 | plastic hub removed |
| Parafilm Laboratory Film | Patterson Veterinary | 07-893-0260 | Medline Industries Inc., Manufacturer Item #HSFHS234526A |
| Planar Surface Coil | Bruker | T12609 | 2cm |
| Polyethylene Tubing | Braintree Scientific | PE50 50FT | 0.023" (inner diameter), 0.038" (outer diameter) |
| Puralube Ophthalmic Ointment | Patterson Veterinary | 07-888-2572 | Dechra Veterinary Products, Manufacturer Item #211-38 |
| Sprague Dawley Rats | Charles River | 400 SAS SD | |
| Sterile 0.9% Saline Solution | Patterson Veterinary | 07-892-4348 | Aspen Vet, Manufacturer Item #14208186 |
| Sterile Alcohol Prep Pads | Medline | MDS090735 | |
| Surgical Tape, 1" (3M Durapore) | Medline | MMM15381Z | 3M Healthcare, "wide medical tape" |
| Surgical White Paper Tape, 1/2" (3M Micropore) | Medline | MMM15300 | 3M Healthcare |
| Syringes, 1 mL w/ 25 gauge needle | BD | 309626 | |
| Syringes, 3 mL | BD | 309657 | |
| Vented induction and scavenging system | VetEquip Inc. | 942102 | 2 liter induction chamber with active scavenging |
| 411724 | omega flowmeter | ||
| 931600 | scavenging cube, "vacuum" | ||
| 921616 | nose cone, non-rebreathing |
References
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