覚醒した頭部固定ラットのニューロイメージングのための頭部インプラント

Mehwish Bhatti; Hayden Malone; Gabriel Hui; Ron D. Frostig

doi:10.3791/64324

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方法論記事

覚醒した頭部固定ラットのニューロイメージングのための頭部インプラント

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DOI:

10.3791/64324

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2022年9月7日

Mehwish Bhatti¹ , Hayden Malone¹ , Gabriel Hui¹ , Ron D. Frostig¹^,²^,³

¹Department of Neurobiology and Behavior, School of Biological Sciences, University of California Irvine, ²Department of Biomedical Engineering, School of Engineering, University of California, Irvine, ³3Center for Neurobiology of Learning and Memory, University of California, Irvine

この記事について

サマリー

覚醒した頭部固定ラットの機能的イメージングのための詳細な新しい手順が記載されている。

要約

前臨床および基礎科学研究で一般的に使用される麻酔薬は、脳の代謝、ニューロン、および血管機能に抑うつ影響を及ぼし、神経生理学的結果に悪影響を与える可能性があります。研究研究のために覚醒している動物を使用することは有利ですが、データ収集中のモーションアーチファクトを最小限に抑えるために動物を落ち着かせて静止させるという大きな課題をもたらします。より小さなサイズのげっ歯類(マウスなど)での覚醒イメージングは非常に一般的ですが、ラットはより大きく、より強く、イメージングに必要な長時間にわたって運動拘束と頭の固定に反対する傾向があるため、ラットでは乏しいままです。カスタマイズされた手縫いのスリング、3Dプリントされたヘッドインプラント、ヘッドキャップ、およびヘッドフレームを使用した、覚醒した頭部固定ラットのニューロイメージングの新しいモデルについて説明します。シングルウィスカー刺激の単一の試行の後に得られた結果は、誘発された機能的反応の強度の増加を示唆しています。覚醒した頭部固定ラットからの誘発機能応答の獲得は、麻酔をかけたラットからのそれよりも速く、信頼性が高く、再現性があり、繰り返しの縦断的研究に使用できます。

概要

基礎的、前臨床的、およびトランスレーショナルな科学的ニューロイメージング調査のほとんどは、麻酔をかけられた動物から取得されます^1,2。麻酔薬は実験を容易にしますが、脳と体の代謝、血圧、心拍数に継続的に影響を与えます³。麻酔薬の種類と投与期間と投与経路は、再現性と翻訳障害に寄与する可能性のある交絡変数をデータ解釈に追加します⁴。覚醒、頭部固定ラットの神経画像研究の主なボトルネックは、準備およびデータ収集プロセス全体を通してラットを静止させ、落ち着かせ続ける必要があることです。小さな動きは不当なモーションアーティファクトを生成し、データの分析と解釈に悪影響を与える可能性があります。

カスタマイズされたスリング、3次元(3D)プリントされたヘッドインプラント、ヘッドキャップ、およびヘッドフレームを使用した、覚醒した頭部固定ラットからのニューロイメージングの新しいモデルが考案され、実験が容易になるいくつかの利点があります。3Dヘッドインプラントは軽量で、トランスフィックスに必要な頭蓋骨のごく一部をカバーしています。3Dプリントされたヘッドインプラントとキャップは、コンピューター支援設計(CAD)ソフトウェアを使用して設計されています。ウィスカ刺激、データ取得、データ分析、お....