Questo protocollo descrive un metodo per ottenere dati stabili di risonanza magnetica funzionale (rs-fMRI) allo stato di riposo da un ratto utilizzando isoflurano a basso dosaggio in combinazione con dexmedetomidina a basso dosaggio.
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Articolo metodologico
Acquisizione dei dati di risonanza magnetica funzionale a riposo nel ratto
* These authors contributed equally
In questo articolo
Sommario
Abstract
La risonanza magnetica funzionale allo stato di riposo (rs-fMRI) è diventata un metodo sempre più popolare per studiare la funzione cerebrale in uno stato di riposo, non di attività. Questo protocollo descrive un metodo di sopravvivenza preclinica per ottenere dati rs-fMRI. La combinazione di isoflurano a basso dosaggio con infusione continua dell'agonista del recettore adrenergico α2 dexmedetomidina fornisce un'opzione robusta per un'acquisizione dati stabile e di alta qualità preservando la funzione della rete cerebrale. Inoltre, questa procedura consente la respirazione spontanea e la fisiologia quasi normale nel ratto. Ulteriori sequenze di imaging possono essere combinate con l'acquisizione dello stato di riposo creando protocolli sperimentali con stabilità anestetica fino a 5 ore utilizzando questo metodo. Questo protocollo descrive la configurazione delle apparecchiature, il monitoraggio della fisiologia del ratto durante quattro fasi distinte dell'anestesia, l'acquisizione di scansioni dello stato di riposo, la valutazione della qualità dei dati, il recupero dell'animale e una breve discussione dell'analisi dei dati post-elaborazione. Questo protocollo può essere utilizzato in un'ampia varietà di modelli di roditori preclinici per aiutare a rivelare i cambiamenti della rete cerebrale risultanti che si verificano a riposo.
Introduzione
La risonanza magnetica funzionale allo stato di riposo (rs-fMRI) è una misura del segnale dipendente dal livello di ossigeno nel sangue (BOLD) quando il cervello è a riposo e non impegnato in alcun compito particolare. Questi segnali possono essere utilizzati per misurare le correlazioni tra le regioni del cervello per determinare la connettività funzionale all'interno delle reti neurali. rs-fMRI è ampiamente utilizzato negli studi clinici a causa della sua non invasività e della bassa quantità di sforzo richiesto ai pazienti (rispetto alla fMRI basata su attività) che lo rende ottimale per diverse popolazioni dipazienti 1.
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Protocollo
Tutti gli esperimenti sono stati eseguiti su uno scanner MRI 9.4 T e sono stati approvati dall'Institutional Animal Care and Use Committee del Dartmouth College. È stata ottenuta un'ulteriore approvazione per registrare e mostrare gli animali utilizzati nel video e nelle figure seguenti.
1. Preparazioni prima della scansione
- Linea di infusione sottocutanea
- Rimuovere parzialmente un ago da 23 G dalla confezione in modo che la punta dell'ago rimanga sterile.
- Tenere saldamente il mozzo dell'ago e utilizzare una lama di rasoio per segnare l'albero dell'ago dove incontra il mozzo.
- Bloccare un portaaghi att....
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Risultati
Dopo ogni scansione dello stato di riposo, la stabilità viene valutata utilizzando un'analisi dei componenti indipendente (ICA; script di esempio incluso in File supplementari). Nella Figura 6 sono illustrati esempi di output di componenti da scansioni a stato di riposo. La Figura 6a mostra un componente di segnale da una scansione con elevata stabilità. Si noti che spazialmente, il componente ha un'elevata regionalità. All'interno del corso tem.......
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Discussione
La stabilità dell'animale, sia fisicamente che fisiologicamente, è la chiave per ottenere dati di alta qualità sullo stato di riposo. Questo protocollo raggiunge la stabilità muovendosi attraverso quattro fasi distinte di anestesia. È imperativo che l'animale abbia raggiunto le soglie fisiologiche impostate prima di passare alla fase successiva dell'anestesia; poiché questo metodo si basa su meccanismi autoregolatori fisiologici, i singoli animali possono richiedere quantità di tempo leggermente diverse in ogni fase dell.......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato supportato da finanziamenti del National Institute of Health (NIH) del National Institute on Drug Abuse (NIDA) [DJW, EDKS ed EMB sono stati supportati dalla sovvenzione R21DA044501 assegnata ad Alan I. Green e DJW sono stati supportati da Grant T32DA037202 ad Alan J. Budney] e dal National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA) [Grant F31AA028413 a Emily D. K. Sullivan]. Un ulteriore supporto è stato fornito attraverso il fondo di alan I. Green come Raymond Sobel Professor of Psychiatry a Dartmouth.
Hanbing Lu è supportato dal National Institute on Drug Abuse Intramural Research Program, NIH.
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Risonanza magnetica 9.4T | Varian/Bruker | Varian aggiornato con la console Bruker con software Paravision 6.0.1 | |
| Miscelatore aria-ossigeno Sechrist | Modello 3500CP-G | ||
| Analisi delle neuroimmagini funzionali (AFNI) | NIMH/NIH | Versione AFNI_18.3.03 | Disponibile gratuitamente all'indirizzo: https://afni.nimh.nih.gov/ |
| Animal Cradle | RAPID Biomedical | LHRXGS-00563 | supporto per ratti con barra del morso, cono del naso e barre auricolari |
| Monitoraggio della fisiologia animale Sistema di gating | SAII | Modello 1025 | Sistema compatibile con MR che include saturazione di ossigeno, temperatura, respirazione e pulsossimetria a fibre ottiche Add-on |
| Antisedan (atipamezolo cloridrato) | Patterson Veterinary | 07-867-7097 | Zoetis, Produttore Articolo #10000449 |
| Forbici in ceramica sicure per la risonanza magnetica | MRIequip.com | Clippers MT-6003 | |
| Patterson Veterinary | 07-882-1032 | Kit combinato per rifinitore di ritocco Wahl, Produttore Articolo #09990-1201 | |
| Dexmedesed (dexmedetomidina cloridrato) | Patterson Veterinary | 07-893-1801 | Dechra Veterinary Products, Produttore Articolo#17033-005-10 |
| Termometro rettale digitale copre | Medline | MDS9608 | |
| FMRIB Libreria software | FMRIB | MELODIC Versione 3.15 | Disponibile gratuitamente presso: https://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki |
| Heating Pad | Cara Inc. | Modello 50 | |
| Pinze emostatice, diritte | Kent Scientific | INS750451-2 | |
| Isoflurano | Patterson Veterinario | 07-893-1389 | Patterson Private Label, Produttore Articolo #14043-0704-06 |
| Vaporizzatore di isoflurano | VetEquip Inc. | ||
| Nastro da laboratorio, aghi da 3/4" | VWR International | 89097-990 | |
| , 23 gauge | BD | 305145 | mozzo in plastica rimosso |
| Parafilm Laboratory Film | Patterson Veterinary | 07-893-0260 | Medline Industries Inc., Produttore Articolo #HSFHS234526A |
| Bobina di superficie planare | Bruker | T12609 | Polietilene da 2 cm |
| Tubo | Braintree Scientific | PE50 50FT | 0.023" (diametro interno), 0.038" (diametro esterno) |
| Unguento oftalmico | Puralube Patterson Veterinary | 07-888-2572 | Dechra Veterinary Products, Produttore Articolo #211-38 |
| Sprague Dawley Rats | Charles River | 400 SAS SD | |
| Soluzione salina sterile allo 0,9% | Patterson Veterinary | 07-892-4348 | Aspen Vet, Produttore Articolo #14208186 |
| Tamponi sterili per la preparazione dell'alcol | Medline | MDS090735 | |
| Nastro chirurgico, 1" (3M Durapore) | Medline | MMM15381Z | 3M Healthcare, "nastro medico largo" |
| Nastro chirurgico in carta bianca, 1/2" (3M Micropore) | Medline | MMM15300 | Siringhe 3M Healthcare |
| , 1 ml con ago calibro 25 | BD | 309626 | |
| Siringhe, 3 mL | BD | 309657 | |
| Sistema di induzione e lavaggio ventilato | VetEquip Inc. | 942102 | Camera di induzione da 2 litri con 411724 |
| Omega 931600 | "vuoto" | ||
Riferimenti
- Smitha, K. A., et al. Resting state fMRI: A review on methods in resting state connectivity analysis and resting state networks. The Neuroradiology Journal. 30 (4), 305-317 (2017).
- Gorges, M., et al.
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Ristampe e permessi
