Espectroscopia de resonancia magnética funcional en 7 T en la corteza del cañón de rata durante la activación de la barba
Summary
Después de comprobar por sangre oxígeno-nivel-dependiente funcional resonancia magnética (fMRI en negrilla) que el correspondiente barril somatosensorial corteza área (llamado S1BF) está correctamente activado, el principal objetivo de este estudio es cuantificar el contenido de lactato fluctuaciones en los cerebros de rata activado por espectroscopia de resonancia magnética localizada del protón (1H-MRS) en el T. 7
Abstract
Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) ofrece la oportunidad de medir el contenido de metabolitos cerebrales en vivo y no invasor. Gracias a avances tecnológicos durante la última década y el aumento de fuerza del campo magnético, ahora es posible obtener buena resolución espectros en vivo en el cerebro de la rata. Neuroenergetics (es decir, el estudio del metabolismo cerebral) y, especialmente, interacciones metabólicas entre los diferentes tipos de células han atraído cada vez más interés en los últimos años. Entre estas interacciones metabólicas, todavía se discute la existencia de un servicio de transporte de lactato entre neuronas y astrocitos. Por lo tanto, resulta de gran interés para realizar espectroscopia de resonancia magnética funcional del protón (1H-MRS) en un modelo de rata de cerebro activación y monitor de lactato. Sin embargo, el pico de lactato de metilo superpone picos de resonancia de lípidos y es difícil de cuantificar. El protocolo que se describe a continuación permite metabólico y lactato fluctuaciones monitorizada en un área cerebral activada. Activación cerebral se obtiene por la estimulación de la barba y 1H-MRS se realiza en la corteza activada cañón correspondiente, cuya área se detecta usando sangre oxígeno-nivel-dependiente de resonancia magnética funcional (fMRI en negrilla). Describen detalladamente todos los pasos: la elección de los anestésicos, bobinas y secuencias, alcanzar barba eficiente estimulación directamente en el imán y procesamiento de datos.
Introduction
El cerebro posee mecanismos intrínsecos que permiten la regulación de su sustrato principal (por ejemplo, glucosa), tanto por su contribución y su utilización, dependiendo de las variaciones en la actividad cerebral local. Aunque la glucosa es el sustrato principal de energía para el cerebro, experimentos llevados a cabo en los últimos años han demostrado que lactato, que es producido por los astrocitos, podría ser un sustrato eficiente de la energía para las neuronas. Esto plantea la hipótesis de una lanzadera de lactato entre astrocitos y neuronas1. ANLS, astrositos neurona lactato transporte2, la teoría es todavía muy debatida pero ha llevado a la propuesta de la glucosa, en lugar de ir directamente a las neuronas, pueden entrar en los astrocitos, donde es metabolizado a lactato, un metabolito que es , entonces, transferido a las neuronas, que utilizan como sustrato energético eficiente. Existir un servicio de transporte en vivo, tendría varias consecuencias importantes tanto para descifrar las alteraciones metabólicas observadas para la comprensión de las técnicas básicas de proyección de imagen cerebral funcional (tomografía por emisión de positrones [PET]) en patologías del cerebro.
Para estudiar el metabolismo del cerebro y, particularmente, las interacciones metabólicas entre neuronas y astrocitos, cuatro técnicas principales están disponibles (no incluye micro-/ nanosensores): autorradiografía, animal doméstico, dos fotones fluorescente microscopia confocal y a la señora. Autorradiografía fue uno de los primeros métodos propuestos y proporciona imágenes de la acumulación regional de radioactivo 14C-2-deoxyglucose en rebanadas de cerebro, mientras PET rendimientos en vivo imágenes de la captación regional de radiactivo 18 F-desoxiglucosa. Ambos tienen la desventaja de la utilización de moléculas de irradiative mientras que la producción de imágenes de resolución espacial baja. Microscopía de dos fotones proporciona resolución celular de sondas fluorescentes, sino dispersión de la luz por tejido limita la profundidad de la proyección de imagen. Estas tres técnicas se han utilizado previamente para estudiar neuroenergetics en roedores durante barba estimulación3,4,5,6. En vivo MRS tiene la doble ventaja de ser no invasivo y no radiactivo, y se puede explorar cualquier estructura cerebral. Por otra parte, MRS puede ser realizado durante la activación neuronal, una técnica llamada a MRS funcional (fMRS), que se ha desarrollado muy recientemente en roedores7. Por lo tanto, se propone un protocolo para monitorizar el metabolismo cerebral durante la actividad cerebral por 1H-MRS en vivo y no invasor. El procedimiento se describe en ratas adultas saludables con la activación del cerebro obtenida por una soplo de aire barba estimulación realizada directamente en un reproductor de imágenes de resonancia magnética (de Sr.) T 7 pero se puede adaptar en animales genéticamente modificados, así como en cualquier condición patológica .
Protocol
Representative Results
Discussion
La corteza del cañón, también llamada S1BF de la corteza somatosensorial o campo de barril, es una región dentro de la capa cortical IV que se puede observar mediante citocromo c oxidasa tinción9, y su organización es conocida ya que ha sido descrito en gran parte 10,11. Uno vibrisas está conectado a un barril, en que unos 19.000 neuronas se organizan en una columna12. La vía de la barba a barril corteza tie…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo fue apoyado por la concesión del rastro de la empresa LabEx, referencia ANR-10-LABX-57 y un Francés-Suiza ANR-FNS otorga referencia ANR-15-CE37-0012. Los autores agradecen Aurélien Trotier por su apoyo técnico.
Materials
| 0.5 mL syringe with needle | Becton, Dickinson and Company, USA | 2020-10 | 0.33 mm (29 G) x 12.7 mm |
| 1H spectroscopy surface coil | Bruker, Ettlingen, Germany | T116344 | |
| 7T Bruker Biospec system | Bruker, Ettlingen, Germany | 70/20 USR | |
| Arduino Uno based pulsing device | custom made | ||
| Atipamezole | Vétoquinol, S.A., France | V8335602 | Antisedan, 4.28 mg |
| Breathing mask | custom made | ||
| Eye ointment | TVM laboratoire, France | 40365 | Ocry gel 10 g |
| Induction chamber | custom made | 30x17x15 cm | |
| Inlet flexible pipe | Gardena, Germany | 1348-20 | 4.6-mm diameter, 3m long |
| Isoflurane pump, Model 100 series vaporizer, classic T3 | Surgivet, Harvard Apparatus | WWV90TT | from OH 43017, U.S.A |
| Isoflurane, liquid for inhalation | Vertflurane, Virbac, France | QN01AB06 | 1000 mg/mL |
| KD Scientific syringe pump | KD sientific, Holliston, USA | Legato 110 | |
| LCModel software | LCModel Inc., Ontario, Canada | 6.2 | |
| Medetomidine hydrochloride | Vétoquinol, S.A., France | QN05CM91 | Domitor, 1 mg/mL |
| Micropore roll of adhesive plaster | 3M micropore, Minnesota, United States | MI912 | |
| Micropore roll of adhesive plaster | 3M micropore, Minnesota, United States | MI925 | |
| Monitoring system of physiologic parameter | SA Instruments, Inc, Stony Brook, NY, USA | Model 1025 | |
| NaCl | Fresenius Kabi, Germany | B05XA03 | 0.9 % 250 mL |
| Outlet flexible pipe | Gardena, Germany | 1348-20 | 4.6-mm diameter, 4m long |
| Paravision software | Bruker, Ettlingen, Germany | 6.0.1 | |
| Peripheral intravenous catheter | Terumo, Shibuya, Tokyo, Japon | SP500930S | 22 G x 1", 0.85×25 mm, 35 mL/min |
| Rat head coil | Bruker, Ettlingen, Germany | ||
| Sodic heparin, injectable solution | Choai, Sanofi, Paris, France | B01AB01 | 5000 IU/mL |
| Solenoid control valves, plunger valve 2/2 way direct-acting | Burkert, Germany | 3099939 | Model type 6013 |
| Terumo 2 ml syringe | Terumo, Shibuya, Tokyo, Japon | SY243 | with 21 g x 5/8" needle |
| Terumo 5 mL syringe | Terumo, Shibuya, Tokyo, Japon | 05SE1 | |
| Wistar RJ-Han rats | Janvier Laboratories, France |
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