Viene descritta una nuova procedura dettagliata per l'imaging funzionale di ratti svegli e fissati con la testa.
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Articolo metodologico
Protesi alla testa per il neuroimaging di ratti svegli e fissati con la testa
In questo articolo
Sommario
Abstract
Gli anestetici, comunemente usati nella ricerca scientifica preclinica e fondamentale, hanno un'influenza depressiva sulle funzioni metaboliche, neuronali e vascolari del cervello e possono influenzare negativamente i risultati neurofisiologici. L'uso di animali svegli per studi di ricerca è vantaggioso, ma pone la sfida principale di mantenere gli animali calmi e fermi per ridurre al minimo gli artefatti di movimento durante l'acquisizione dei dati. L'imaging sveglio nei roditori di piccole dimensioni (ad esempio, topi) è molto comune, ma rimane scarso nei ratti poiché i ratti sono più grandi, più forti e hanno una maggiore tendenza a opporsi alle restrizioni di movimento e alla fissazione della testa per le lunghe durate richieste per l'imaging. Viene descritto un nuovo modello di neuroimaging di ratti svegli e fissati con la testa utilizzando imbracature personalizzate cucite a mano, protesi per la testa stampate in 3D, tappi per la testa e un telaio. I risultati ottenuti a seguito di una singola prova di stimolazione a baffo singolo suggeriscono un aumento dell'intensità della risposta funzionale evocata. L'acquisizione della risposta funzionale evocata da ratti svegli e fissi con la testa è più veloce di quella dei ratti anestetizzati, affidabile, riproducibile e può essere utilizzata per studi longitudinali ripetuti.
Introduzione
La maggior parte delle indagini scientifiche di neuroimaging di base, precliniche e traslazionali sono acquisite da animali anestetizzati 1,2. Gli anestetici facilitano la sperimentazione ma influenzano continuamente il metabolismo del cervello e del corpo, la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca3. Il tipo di anestetico e la durata e la via di somministrazione aggiungono variabili confondenti all'interpretazione dei dati che potrebbero contribuire alla riproducibilità e ai fallimenti traslazionali4. Uno dei principali colli di bottiglia degli studi di neur....
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Protocollo
Tutte le procedure erano conformi alle linee guida del National Institute of Health e approvate dall'Università della California, Irvine Animal Care and Use Committee. In questo studio sono stati utilizzati sette maschi e una femmina di ratto (Sprague-Dawley, peso: 185-350 g). Dopo il completamento dello studio, i ratti sono stati sacrificati usando overdose di anidride carbonica.
1. Progettazione di diversi componenti
- Progettazione dell'impianto cranico:
- Realizzare l'impianto della testa utilizzando un software CAD (Figura 1C) e progettarlo per visualizzare l'area posteriore a....
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Risultati
Vengono mostrati i segnali rappresentativi di imaging ottico di un singolo studio di un ratto anestetizzato e la risposta sommata (di 40 studi raccolti) di un ratto sveglio (Figura 4). L'intensità del segnale per la stimolazione a baffo singolo di un ratto sveglio può essere visualizzata a una soglia più alta rispetto al ratto anestetizzato, mostrando un segnale più forte dall'animale sveglio. I baffi C2 dei ratti vengono stimolati a 5 Hz per 1 s e la risposta funzionale viene visualizzata c.......
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Discussione
L'uso dell'imaging del ratto sveglio e fissato con la testa offre molti vantaggi in termini di facilità e personalizzazione. Le imbracature progettate su misura consentono ai ratti di essere avvolti attraverso materiale di rete traspirante, eliminando la necessità di racchiudere gli animali in camere di contenimento di plastica chiuse per lunghi periodi di tempo10,11. I ratti sono mantenuti calmi e senza stress per tutta la lunga durata delle successive sessioni .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno conflitti di interesse da rivelare.
Ringraziamenti
Ringraziamo Clara Jones, James Stirwalt, Linh Hoang, Young Joon Ha e Amirsoheil Zareh per il loro aiuto durante l'addestramento dei ratti e la preparazione delle imbracature. Il finanziamento è stato fornito dal National Institutes of Health (NIH, numero di sovvenzione: NS119852) e dalla Fondazione Leducq (numero di sovvenzione: 15CVD02).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Ratti | Charles River | Sprague Dawley | |
| Isoflurano | Pivetal | 21295098 | Anestetico generale |
| Lidocaina HCl 2% iniezione | Phoenix | L-2000-04 | Anestetico locale |
| Atropina solfato iniezione | Vedco | 5098907512 | Aiuto nella respirazione |
| Soluzione per iniezione di Ringer lattato | Vedco | ||
| Iniezione di flunixina | Vedco | 6064408670 | Gestione del dolore |
| Iniezione di enrosite (Enrofloxacina 2,27%) | VetOne | 501084 | Evitare l'infezione |
| Iniezione di PromAce (Acepromazina maleato) | Beohringer Ingelheim | 136059 | |
| Animax unguento | Dechra Prodotti veterinari | 122-75 | Principi attivi di nistatina 1000 unità per grammo, neomicina solfato 2,5 mg per grammo, tiostrepton 2500 unità per grammo e triamcinolone acetonide 1 mg per grammo |
| Unguento oftalmico Puralube | Dechra Veterinary Products | 211-38 | |
| Tamponi di preparazione PVP povidone-iodio | Medline | MDS093917 | Betadine generico |
| Tamponi di alcol isopropilico | BD | 326895 | |
| tessuto Vetbond adesivo | 3M | 1469SB | |
| Fresa (punta da trapano), standard in metallo duro operatorio | SS Bianco Frese | 14829 | #3 |
| 00-90 x 1/8 testa piatta in acciaio inox | J.I. Morris | F0090CE125 | Viti di ancoraggio |
| Sistema stereotassico | Kopf Instruments | 1430 | |
| Coperta riscaldante omeotermica | Harvard Apparatus | 50-7220-F | |
| Pulsossimetro e cardiofrequenzimetro | Kent Scientific | MouseStat Jr. | |
| Petrolatum | Fisher Scientific | P66-1LB | Vaselina generico |
| Filo, rame nudo | Fisher Scientific | 15-545-2C | 20 gauge |
| Teets Cold Cure polvere | Pearson Dental | C73-0054 | principio attivo: Metacrilato di metile |
| Teets Liquido per polimerizzazione a freddo | Pearson Dental | C73-0078 | principio attivo: Metacrilato di metile |
| Stampo in silicone in gomma | Smooth-On | Body Double | Fast silicone polymer |
| Metricide 28 (Germicida) | Metrex | Oct-05 | |
| Inchiostro di India, nero | Pelikan | 301051 | |
| Trapano dentale | NSK Dental Ultimate | XL-F | |
| Stampante 3D | Prusa Research | i3 MK3S+ | |
| Cucire su elementi di fissaggio | Velcro | 90030 | |
| Tessuto multiuso per la protezione degli animali domestici | Joann | 10173334 | Materiale di rete |
| Bur (punta da trapano), frese standard in metallo duro | SS White Burs | 14829 | #1 |
Riferimenti
- Cicero, L., Fazzotta, S., Palumbo, V. D., Cassata, G., Lo Monte, A. I. Anesthesia protocols in laboratory animals used for scientific purposes. Acta Biomedica. 89 (3), 337-342 (2018).
- Lythgoe, M. F., Sibson, N. R., Harris, N. G. Neuroimaging of animal models of brain disease. B....
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Ristampe e permessi
