一种慢性脑功能成像开颅手术过程
Summary
此视频和协议演示如何植入一个玻璃覆盖在啮齿类动物中颅窗口。这些准备工作可以用于慢性体内超过个月的时间尺度大脑皮层的双光子成像。它也可以用于其他类型的影像，包括光学内在信号成像技术。
Abstract
在研究脑功能成像技术正变得越来越重要。其中，双光子激光扫描显微镜已成为一个非常有用的方法，因为它允许现场完整的大脑研究。有了相应的准备，这种技术可以观察相同的皮层区域的长期，从几分钟到几个月。在这段视频中，我们展示一个使用双光子显微镜的大脑成像在体内慢性准备。这种技术最初是首创的卡雷尔斯沃博达博士，谁是现在，霍华德休斯医学研究所在Janelia农场调查。像这里所显示的筹备工作，可以成像新皮层的结构（例如，树突和轴突动态），用于记录神经元的活动，使用钙敏感染料，图像皮层的血流动力学，或内在的光学成像研究。大脑皮层深处的成像是可能的最佳颅窗口手术。经营下，最可能的无菌条件下，以避免感染，使用格外小心，手术过程中不损伤硬脑膜，将导致成功和长期颅窗户玻璃覆盖。
Protocol
与异氟醚麻醉小鼠（归纳为4％，手术1.5-2％），使用IACUC核准程序。重要的是，尾巴和/或脚趾捏的使用，以确保动物是完全镇静。 使用灭鼠微调，从颈后的头发剃的眼睛。 鼠标放置在一个立体框架，通过手术水重新循环毯。牢固头部与耳酒吧。 应用眼膏，以防止动物的眼睛干燥。 管理，皮下注射，地塞米松（0.2毫克/公斤）和卡洛芬（5毫克/公斤），以防止大脑和/或炎症反应的肿…
Discussion
正如我们在视频和补充数字，颅窗口准备，结合双光子显微镜的使用，是一个非常强大的工具，研究新皮层的结构和功能，在体内。技术要求严格的训练，成为熟悉有关解剖和精细的手术程序，这个准备工作所需要的技能。只有原始的手术，可用于慢性成像。如果过度或刺破硬脑膜是操纵，准备不应该被用于成像。
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Carprofen (Rimadyl) | Drug | Pfizer | ||
| Isoflurane (Aerrane) | Surgery | Baxter | ||
| Dexamethasone | Drug | Baxter | ||
| Ortho-Jet Powder | Reagent | LANG | To be mixed with the acrylic | |
| Jet-Acrylic Liquid | Reagent | LANG | To be mixed with Ortho-Jet Powder | |
| Round Glass Cover Slip | Tool | Electron Microscopy Sciences | 72195-05 | 5 mm diameter |
| Gelfoam | Surgery | Pharmacia & Upjohn Co. (Pfizer) |
Titanium bars are custom-made
References
- Svoboda, K., Denk, W., Kleinfeld, D., Tank, D. W. In vivo dendritic calcium dynamics in neocortical pyramidal neurons. Nature. 85, 161-165 (1997).
- Lendvai, B., Stern, E. A., Chen, B., Svoboda, K. Experience-dependent plasticity of dendritic spines in the developing rat barrel cortex in vivo. Nature. 404, 876-881 (2000).
- Trachtenberg, J. T., Chen, B., Knott, G. W., Feng, G., Sanes, J. R., Welker, E., Svoboda, K. Long-term in vivo imaging of experience-dependent synaptic plasticity in adult cortex. Nature. 420, 788-794 (2002).
- Portera-Cailliau, C., Weimer, R. M., DePaola, V., Caroni, P., Svoboda, K. Diverse modes of axon elaboration in the developing neocortex. PLoS Biol. 3, (2005).
- Holtmaat, A., Wilbrecht, L., Knott, G. W., Welker, E., Svoboda, K. Experience-dependent and cell-type-specific spine growth in the neocortex. Nature. 441, 979-983 (2006).
Cite This Article
Mostany, R., Portera-Cailliau, C. A Craniotomy Surgery Procedure for Chronic Brain Imaging. J. Vis. Exp. (12), e680, doi:10.3791/680 (2008).