Simmetrica Bihemispheric Postmortem cervello taglio per studiare sano e patologico del cervello Condizioni di esseri umani
Summary
procedure di taglio del cervello organizzati sono necessarie per correlare fenomeni neuropsichiatrici specifici con diagnosi neuropathologic definitive. talee cervello vengono eseguiti in modo diverso in base a varie contingenze clinico-accademico. Questo protocollo descrive una procedura simmetrica bihemispheric taglio del cervello per indagare le differenze emisferiche nelle patologie del cervello umano e per massimizzare le tecniche biomolecolari / neuroimaging attuali e future.
Abstract
Neuropatologi, a volte, si sentono intimiditi dalla quantità di conoscenze necessarie per generare diagnosi definitive per fenomeni neuropsichiatrici complessi descritti in quei pazienti per i quali è stato richiesto un autopsia del cervello. Anche se i progressi delle scienze biomediche e di neuroimaging hanno rivoluzionato il campo neuropsichiatrico, ma hanno anche generato l'idea fuorviante che le autopsie del cervello hanno solo un valore di conferma. Questa falsa idea creata una drastica riduzione dei tassi autopsia e, conseguentemente, una ridotta possibilità di eseguire indagini neuropatologiche più dettagliati ed estesi, che sono necessari per comprendere numerosi aspetti normali e patologici ancora sconosciute del cervello umano. Il metodo tradizionale inferenziale di correlazione tra i fenomeni osservati neuropsichiatrici e corrispondente localizzazione / caratterizzazione dei loro possibili correlati neuroistologici continua ad avere un valore innegabile. Nel contesto di neuropsychimalattie atric, il metodo clinico-tradizionale è ancora la migliore metodologia possibile (e spesso l'unica disponibile) per collegare le caratteristiche neuropsichiatriche uniche per i loro corrispondenti substrati neuropatologici, dato che si basa in particolare sulla valutazione fisica diretta dei tessuti cerebrali. La valutazione del cervello post-mortem si basa su procedure che variano tra i diversi centri di neuropatologia taglio del cervello. talee cerebrali vengono eseguite in modo relativamente ampia e sistematica basata sulle varie contingenze cliniche e accademiche presenti in ogni istituzione. Una metodologia di taglio cervello bi-emisferico più anatomicamente inclusiva e simmetrica dovrebbe almeno essere utilizzato per scopi di ricerca in neuropatologia umana per indagare in modo coerente, in profondità, condizioni normali e patologiche, con le peculiarità del cervello umano (cioè, specializzazione emisferica e lateralizzazione per specifiche funzioni). Tale metodo fornirebbe un colle più completoction di cervelli neuropatologicamente ben caratterizzati disponibili per tecniche biotecnologiche e di neuroimaging attuali e future. Descriviamo una procedura simmetrica bi-emisferica taglio del cervello per la ricerca delle differenze emisferiche nelle patologie del cervello umano e per l'uso con la corrente così come le future tecniche biomolecolari / neuroimaging.
Introduction
Neuropatologi hanno il privilegio scientifica, l'onore intellettuale, e l'obbligo di diagnostica per valutare il cervello umano. Per molti decenni, descrizioni cliniche dettagliate delle malattie del cervello e grandi sforzi per individuare le possibili correlati neuroistologici nel cervello post-mortem umani sono stati intrapresi. Storicamente, questi sforzi hanno rappresentato la modalità più produttivo con cui le scienze mediche, e la neurologia in particolare, avanzato in epoca moderna. Grazie alle precedenti neuropatologi eminenti e la loro dedizione, determinazione, borse di studio, e la capacità sorprendente di discriminare tra normale e anormale tessuti cerebrali (spesso utilizzando strumenti molto rudimentali), possiamo ora indagare e malattie in questione come il morbo di Alzheimer-Perusini (ingiustamente solo chiamato il morbo di Alzheimer malattia; APD / AD) 1, il morbo di Parkinson (PD) 2, malattia di Creutzfeldt-Jakob (CJD) 3, il morbo di Lou Gehrig-/ Sclerosi laterale Sclerosis (ALS) 4, e Guam malattie 5, per citarne alcuni.
Tecniche avanzate di neuroimaging, come ad alta definizione tomografia computerizzata (vale a dire, TAC spirale multisection; TC), la risonanza magnetica funzionale e morfologica (vale a dire, fMRI, diffusione-MRI, trattografia-MRI, ecc), Positron Emission Tomography (PET), di imaging ad ultrasuoni a base, e altri, hanno certamente modificato il nostro approccio generale su come diagnosticare e curare i pazienti neurologici e psichiatrici. Tuttavia, anche se le tecniche neuroimaging sono in grado di visualizzare cervello di una persona da vivo, non offrono la possibilità, al momento che si verificano, ad analizzare direttamente le strutture cellulari e subcellulari altamente complessi di cellule, come i neuroni; o di visualizzare, segno, e quantificare tipi specifici di lesioni intracellulari; o per indicare con precisione la loro localizzazione neuroanatomico o subregionale a circuitale e sub-livelli anatomiche circuitali. Ad esempio, le tecniche di neuroimaging non possono identificare o localizzare corpi di Lewy (LB) nei neuroni pigmentati della sostanza nera (SN), una caratteristica patologica comune associato con PD, o grovigli neurofibrillari (NFT) nella corteccia entorinale, una caratteristica classica di AD e altre patologie cerebrali. indagini neuropatologici combinati con microscopio digitale avanzato sono ancora insostituibile per le correlazioni clinico-patologici dettagliati e, quindi, per le diagnosi definitive.
A causa delle proprietà peculiari anatomo-funzionale del cervello umano, e in particolare alla sua localizzazione anatomica (cioè all'interno del cranio, un sistema di protezione naturale che non consente l'esame diretto del suo contenuto), l'introduzione di tecniche di neuroimaging in vivo avere i clinici straordinariamente aiutato e gli investigatori per trovare le risposte iniziali ad alcuni dei misteri di questo tessuto complesso. Tuttavia, non vi è alcuna clinico o neuroimagimetodologia ng che può sostituire l'opportunità unica di analizzare direttamente il tessuto cerebrale durante l'autopsia. Solo la raccolta organizzata, la conservazione, e la categorizzazione dei cervelli umani può permettere indagini dirette e sistematiche dei neuroni e cellule non neuronali, i loro costituenti subcellulari, intracellulare e lesioni patologiche extracellulari, e qualsiasi tipo di anomalia all'interno del cervello per confermare, modificare o ridefinire le diagnosi cliniche e di scoprire nuove correlazioni clinico-patologiche. Uno dei limiti apparenti relativi alla valutazione del cervello all'autopsia è stato il fatto che questa procedura è una metodologia trasversale. Ci sarà sempre un ritardo tra un processo continuo neuropathological (clinicamente manifesta o meno) e la possibilità, se del caso, per definire al livello neuroistologici. Ciò è dovuto principalmente alla incapacità del cervello umano di rigenerarsi. Al momento non è possibile ottenere tessuto cerebrale in vivo senza creare pedanni rmanent. Di conseguenza, non è possibile longitudinalmente e neuropatologicamente valutare la stessa cervello / persona. Tuttavia, le procedure cervello bancari standardizzati e una maggiore consapevolezza per la donazione del cervello presso il grande pubblico potrebbe notevolmente contribuire alla risoluzione dei problemi di temporizzazione cervello autopsia dal costantemente aumentando il numero di casi per raccogliere e analizzare. In questo modo, il numero più adeguati di cervelli autoptici potrebbero essere ottenuti per definire i modelli costanti di origine patologica e progressione per ogni specifico tipo di lesione cerebrale associata a ciascuna malattia cervello umano. Ciò richiederebbe donazione e raccolta del maggior numero possibile di cervelli di pazienti affetti da qualsiasi disturbo neuropsichiatrici, nonché da soggetti sani di controllo di tutte le età. Un metodo possibile potrebbe essere raccogliendo il maggior numero di cervelli autoptici possibile da centri medici generici e specializzati come una routine standard. La necessità di donazioni del cervello è stato recentemente espressoda parte di coloro che studiano la demenza e normale invecchiamento 6. La stessa necessità dovrebbe essere espresso dal campo neuropsichiatrici nel suo complesso.
Per il suddetto e per altre ragioni, un aggiornamento delle procedure di taglio cerebrale in corso è necessario. Inoltre, il cervello procedure di taglio deve essere universalmente standardizzato tra i diversi centri di ricerca neuropatologia in tutto il mondo, anche prendendo in considerazione la possibilità di ricorrere a tecniche biotecnologiche attuali e futuri per indagare meglio e, si spera, per capire definitivamente, le cause ei meccanismi delle malattie cerebrali in gli esseri umani.
Qui, principalmente per scopi di ricerca, si descrive una metodologia simmetrica per il taglio del cervello post-mortem negli esseri umani. Questa procedura si propone la raccolta di regioni più cerebrale che normalmente fatto e da entrambi gli emisferi cerebrali e cerebellari. Una procedura bi-emisferica taglio cervello simmetrico si adatta molto meglio con la nostra attuale conoscenza umananeuroanatomia, neurochimica e neurofisiologia. Questo metodo consente anche la possibilità di analizzare neuropatologicamente le caratteristiche uniche del cervello umano, come la specializzazione emisferica e lateralizzazione che sono associati con alte funzioni cognitive e non cognitive tipicamente o esclusivamente presenti nella nostra specie. Se ci sono particolari rapporti patogenetici tra emisferica specializzazione / lateralizzazione e specifici tipi di lesioni cerebrali, o se un evento patogenetico neuropsichiatrica peculiare è inizialmente, prevalentemente, o esclusivamente associati con un emisfero specifica e la funzione non è attualmente noto. Descrivendo questa procedura di taglio del cervello simmetrica, il nostro obiettivo è quello di proporre un metodo aggiornato di dissezione del cervello umano che potrebbero aiutare a comprendere meglio le condizioni normali e patologiche in un tessuto altamente specializzato, il cervello. Questo metodo prende in considerazione anche quegli aspetti emisferiche morfo-funzionali che esistono solo negli esseri umani.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo metodo cervello di taglio può essere adattata alle esigenze specifiche di ogni laboratorio neuropatologia (per esempio, riducendo il numero di regioni cerebrali valutare per ogni emisfero) pur mantenendo la procedura di taglio simmetrica bihemispheric come una delle sue caratteristiche principali. Questo protocollo proposto potrebbe essere utilizzato per le procedure di routine (centri neuropatologici orientate alla ricerca) o solo quando necessario (studi specifici clinicamente orientati). Può essere utilizzat…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank the thousands of brain donors, patients, families, and neuroscientists around the world who, during the last two centuries and through their generous gifts and intellectual efforts, helped to discover how the human brain works, to understand devastating brain diseases, and to develop treatments thereof. We particularly thank Mrs. Cecilia V. Feltis for editing and reviewing this manuscript.
Materials
| Copy of signed informed consent allowing autopsy and brain donation for research use. | |||
| Detailed clinical history of the subject which should include a detailed description of any neurologic and psychiatric symptoms and signs. | |||
| Medical or not-medical video-recordings when available (especially useful in movement disorders field). Next-of-kin’s consent required. | |||
| Neuroimaging, neurophysiology, neuropsychiatric and assessment or clinicometric scales. | |||
| Genetic and family history data. Genetic reports review, if neurogenetic diseases were diagnosed. | |||
| Histology Container | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 64233-24 | |
| Histology Cassettes | VWR | 18000-142 (orange) | |
| Histology Cassettes | VWR | 18000-132 (navy) | |
| Knife Handles and Disposable Blades | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 62560-04 | |
| Long Blades | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 62561-20 | |
| Disposable Blade Knife Handles | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 72040-08 | |
| Scalpel Blades | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 72049-22 | |
| Accu-Punch 2 mm | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 69038-02 | |
| Polystyrene Containers – Sterile | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 64240-12 | |
| Dissecting Board | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 63307-30 | |
| Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128 SIGMA | |
| Hematoxylin Solution, Gill No. 2 | Sigma-Aldrich | GHS280 SIGMA | |
| Eosin Y solution, aqueous | Sigma-Aldrich | HT1102128 SIGMA | |
| anti-beta-amyloid | Covance, Princeton, NJ | SIG-39220 | 1 500 |
| anti-tau | Thermo Fisher Scientific | MN1020 | 1 500 |
| anti-alpha-synuclein | Abcam | ab27766 | 1 500 |
| anti-phospho-TDP43 | Cosmo Bio Co. | TIP-PTD-P02 | 1 2000 |
| Digital Camera | Any | ||
| Head Impulse Sealing machine | Grainger | 5ZZ35 |
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