Bu protokol, düşük doz deksmedetomidin ile birlikte düşük doz izofluran kullanan bir sıçandan kararlı istirahat durumu fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (rs-fMRI) verilerini elde etmek için bir yöntem açıklar.
Dinlenme durumu fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (rs-fMRI), dinlenme, görev dışı bir durumda beyin fonksiyonlarını incelemek için giderek daha popüler bir yöntem haline gelmiştir. Bu protokol, rs-fMRI verilerini elde etmek için klinik öncesi bir sağkalım yöntemini açıklar. Düşük doz izofluran ile α sürekli infüzyonubirleştirildiğinde, 2 adrenerjik reseptör agonist dekmedetomidinin beyin ağı fonksiyonunu korurken istikrarlı, yüksek kaliteli veri toplama için sağlam bir seçenek sağlar. Ayrıca, bu prosedür sıçanda spontan solunuma ve normale yakın fizyolojiye izin verir. Ek görüntüleme dizileri, bu yöntem kullanılarak 5 saate kadar anestezik stabiliteye sahip deneysel protokoller oluşturan dinlenme durumu kazanımı ile birleştirilebilir. Bu protokol, ekipmanın kurulumunu, anestezinin dört farklı aşamasında sıçan fizyolojisinin izlenmesini, dinlenme durumu taramalarının edinimini, verilerin kalite değerlendirmesini, hayvanın kurtarılmasını ve işlem sonrası veri analizinin kısa bir tartışmasını açıklar. Bu protokol, istirahatte meydana gelen beyin ağı değişikliklerini ortaya çıkarmak için çok çeşitli preklinik kemirgen modellerinde kullanılabilir.
Dinlenme durumu fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (rs-fMRI), beyin dinlendiğinde ve belirli bir görevle meşgul olmadığında kan-oksijen seviyesine bağımlı (BOLD) sinyalin bir ölçüsüdür. Bu sinyaller, sinir ağları içindeki işlevsel bağlantıyı belirlemek için beyin bölgeleri arasındaki korelasyonları ölçmek için kullanılabilir. rs-fMRI, invazivliği ve hastaların ihtiyaç duyduğu düşük efor miktarı nedeniyle klinik çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır (görev tabanlı fMRI ile karşılaştırıldığında) çeşitli hasta popülasyonları için en uygun hale getirmektedir1.
Teknolojik gelişmeler, rs-fMRI’nın hastalık durumlarının altında yatan mekanizmaları ortaya çıkarmak için kemirgen modellerinde kullanılmak üzere uyarlanmasına izin verdi (bkz. gözden geçirme için referans2). Hastalık veya nakavt modelleri de dahil olmak üzere preklinik hayvan modelleri, insanlarda geçerli olmayan çok çeşitli deneysel manipülasyonlara izin verir ve çalışmalar ayrıca deneyleri daha da geliştirmek için ölüm sonrası örneklerden yararlanabilir2. Bununla birlikte, hem hareketi sınırlama hem de stresi azaltmadaki zorluk nedeniyle, kemirgenlerde MRI alımı geleneksel olarak anestezi altında gerçekleştirilir. Anestezik ajanlar, farmakokinetiklerine, farmakodinamiklerine ve moleküler hedeflerine bağlı olarak beyin kan akışını, beyin metabolizmasını etkiler ve potansiyel olarak nörovasküler bağlantı yollarını etkiler.
Nörovasküler kavramayı ve beyin ağı fonksiyonu 3 , 4,5,6,7,8’ikoruyan anestezik protokoller geliştirmek için çok sayıda çaba olmuştur. Daha önce düşük dozda izofluran ve düşük dozda α2 adrenerjik reseptör agonist deksmedetomidin uygulanan bir anestezi rejimi bildirdik9. Bu anestezi yöntemi kapsamındaki sıçanlar, yerleşik projeksiyon yollarıyla (ventrolateral ve ventromedial talamik nüklei, birincil ve ikincil somatosensör korteks) tutarlı bölgelerde bıyık stimülasyonuna sağlam BOLD yanıtları gösterdi; varsayılan mod ağı10 , 11ve salience network12 de dahil olmak üzere büyük ölçekli dinlenme durumu beyin ağları da sürekli olarak algılanmıştır. Ayrıca, bu anestezik protokol, hastalığın ilerlemesini ve deneysel manipülasyonların etkisini uzunlamasına izlemek için önemli olan aynı hayvan üzerinde tekrarlanan görüntülemeye izin verir.
Bu çalışmada, ilgili deneysel kurulum, hayvan hazırlama ve fizyolojik izleme prosedürlerini detaylandırıyoruz. Özellikle, her aşamada spesifik anestezik evreleri ve taramaların alımını açıklıyoruz. Veri kalitesi, her dinlenme durumu taramasından sonra değerlendirilir. Tarama sonrası analizin kısa bir özeti de tartışmaya dahildir. Sıçanlarda rs-fMRI kullanma potansiyelini ortaya çıkarmakla ilgilenen laboratuvarlar bu protokolü yararlı bulacaktır.
Hayvanın hem fiziksel hem de fizyolojik olarak stabilitesi, yüksek kaliteli dinlenme durumu verileri elde etmenin anahtarıdır. Bu protokol anestezinin dört farklı aşamasında ilerleyerek stabiliteyi elde eder. Hayvanın anestezinin bir sonraki aşamasına geçmeden önce belirlenen fizyolojik eşikleri karşılamış olması zorunludur; Bu yöntem fizyolojik otoregülatör mekanizmalara dayandığından, bireysel hayvanlar her anestezi aşamasında biraz farklı miktarlarda zaman gerektirebilir. Deneyimlerimize g?…
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüsü’nün (NIH) Ulusal Uyuşturucu Bağımlılığı Enstitüsü’nün (NIDA) [DJW, EDKS ve EMB, Alan I. Green’e verilen Grant R21DA044501 tarafından desteklendi ve DJW, Alan J. Budney’e Grant T32DA037202 ve Ulusal Alkol Bağımlılığı ve Alkolizm Enstitüsü (NIAAA) [Emily D. K. Sullivan’a Grant F31AA028413] tarafından desteklendi. Dartmouth’taki Raymond Sobel Psikiyatri Profesörü olarak Alan I. Green’in bağışlanan fonu aracılığıyla ek destek sağlandı.
Hanbing Lu, Nih Ulusal Uyuşturucu Bağımlılığı Enstitüsü Intramural Araştırma Programı tarafından desteklenmektedir.
Yazarlar merhum Alan I. Green’e teşekkür etmek ve teşekkür etmek istiyor. Birlikte ortaya çıkan bozukluklar alanına olan sarsılmaz bağlılığı, yazarlar arasında işbirliğinin kurulmasına yardımcı oldu. Kendisine büyük özlenecek olan akıl hocalığı ve rehberliği için teşekkür ederiz.
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 |