FMRI simultánea y electrofisiología en el cerebro de roedores

Summary

Hemos desarrollado un método de traducción simultánea de imágenes de resonancia magnética funcional y de registro electrofisiológico en el cerebro de roedores, proporcionando una plataforma para la investigación de la relación entre la actividad neuronal y el nivel de oxigenación de la sangre depende de (BOLD) señal de resonancia magnética.

Abstract

Para examinar las bases neuronales del nivel de oxigenación de la sangre depende de (BOLD) imágenes por resonancia magnética (MRI) de la señal, hemos desarrollado un modelo de roedores en los que los datos de resonancia magnética funcional y<em> In vivo</em> Grabación intracortical se pueden realizar simultáneamente. La combinación de la grabación magnética y eléctrica es técnicamente difícil ya que los electrodos utilizados para la grabación de distorsionar las imágenes de resonancia magnética y la adquisición de MRI produce ruido en el registro eléctrico. Para reducir al mínimo la interferencia mutua de las dos modalidades, microelectrodos de vidrio fueron utilizados en lugar de metal y un algoritmo de eliminación de ruido se llevó a cabo para los datos de electrofisiología. En nuestros estudios, dos microelectrodos fueron implantados por separado en los acuerdos bilaterales corteza somatosensorial primaria (SI) de la rata y fijos en su lugar. Un corte coronal que cubre la punta del electrodo fue seleccionado para la resonancia magnética funcional. Ejes de los electrodos y la fijación de posiciones no fueron incluidos en la sección de imagen para evitar los artefactos de imagen. El cuero cabelludo se retiró reemplazado con pasta de dientes para reducir la falta de sensibilidad y evitar artefactos Gibbs sonando en las imágenes. La estructura del artefacto inducido en las grabaciones eléctricas por los campos de rápido cambio magnético en la adquisición de imágenes se ha caracterizado por un promedio de todos los ciclos de los análisis para cada carrera. La estructura de ruido durante la exploración se resta luego de las grabaciones originales. Los cursos a tiempo denoised se utilizaron para su posterior análisis en combinación con los datos de la fMRI. A modo de ejemplo, la adquisición simultánea se utilizó para determinar la relación entre las señales de resonancia magnética funcional BOLD espontánea y de banda limitada actividad eléctrica cortical. FMRI simultánea y registro electrofisiológico en el roedor proporcionará una plataforma para muchas aplicaciones interesantes de la neurociencia, además de aclarar la relación entre la señal BOLD fMRI y la actividad neuronal.

Protocol

1. Esta es una cirugía no la supervivencia. El primer paso es la implantación de los electrodos. En este ejemplo, los electrodos se implantan en las regiones de pata de la corteza somatosensorial primaria de ambos hemisferios. Anestesiar la rata (rata macho SD, 200-300 g) con isoflurano al 2% y fijar en su lugar en un sistema de cirugía estereotáctica. Antes de comenzar la cirugía, asegúrese de que el animal está bien anestesiado y no muestra respuesta a una pizca dedo del pie. Quite la piel antes de…

Discussion

Ambos registro electrofisiológico y fMRI BOLD por separado bien desarrollado técnicas. Sin embargo, al mismo tiempo de grabación de imagen y es un reto debido a la interferencia mutua ² de las dos modalidades. A continuación presentamos una posible solución para experimentos combinados en los roedores. El método modificado de la implantación de electrodos minimiza la influencia en la calidad de la imagen, y la eliminación de artefactos para la grabación eléctrica es necesaria para eliminar el ruido …