هذا العمل هو جزء من مركز التصوير ماوس (الفئران) في مستشفى الأطفال المرضى ، وجامعة تورنتو.

1. متعددة الماوس في تصوير الدماغ فيفو : عند التصوير الحيوانات الحية وميزات رئيسية عديدة يجب أن تكون موجودة في جميع أنحاء دورة التصوير : 1) طريقة آمنة للتخدير ، 2) مراقبة البيئة و 3) الرصد الفسيولوجية. وعلاوة على ذلك ، عندما موضوعات التصوير متعددة في نفس الوقت ، هناك تعقيدات واضاف فيما يتعلق سهولة وسرعة إعداد واستنساخ الحيوانات من المناصب لتسهيل تسجيل الصورة. وبالتالي ، تم تصميم ثلاثة عناصر رئيسية مخصصة وملفقة : نظام التحميل لادخال الفئران الى داخل لفائف RF التصوير بالرنين المغناطيسي ، وغرفة التعريفي لتسهيل إعداد ومنبرا مع جزءا لا يتجزأ من رصد يؤدي إلى توحيد المواقف. نظام التحميل : نظام التحميل الماوس يتكون من جزئين رئيسيين : &#39;خلية فأر&#39; و &#39;مجموعة التحميل. وظيفة خلية فأر الرئيسي هو موقف seven أم أربعة وأربعين لفائف الترددات اللاسلكية (فاريان أنظمة الرنين المغناطيسي النووي ، بالو ألتو ، كاليفورنيا) في طائفة سداسية داخل تجويف المغناطيس. تم تصميم مجموعة التحميل لعقد النقل والفئران متعددة يضم أنابيب الطرد المركزي في 50 مليلتر من خلال حفر ثقوب مع نصائح من أجل السماح بدخول الغاز المخدر. بعد تخدير الفئران هي وربطه لمعدات الرصد في مجال إعداد في محيط من المغناطيس ، وإدراجها في أنابيب الطرد المركزي والتي شنت على تعديل الصفيف التحميل. بعد تركيب جميع الفئران ، ويتم نقل الصفيف التحميل وإدراجها في المغناطيس وضعه على نظام السكك الحديدية. نظام السكك الحديدية يسمح للمجموعة لزوجين مع خلية فأر عندما دفعت باستمرار حمل من المغناطيس. عندما أدرجت بالكامل في المغناطيس ، في قفص الاتهام أنابيب الطرد المركزي على النظام التسليم مخدر داخل لفائف الترددات اللاسلكية. ويتم تزويد Isoflurane مختلطة مع الأكسجين من الماوس إلى نهاية خلية العينة عن طريق انبوب بطول محور كل ملف على حدة. هذا الخليط غاز مخدر تصب في أنابيب الماضي ، والفئران والتي يتم جمعها من قبل وحدة نشطة الكسح التي تعلق على الظهر من الصفيف التحميل (الشكل 1). الحث الغرفة : منذ العصور التصوير يمكن أن يستغرق فترة تصل الى ثلاث ساعات ، وتقليل الوقت اللازم لاعداد الحيوانات أمر حاسم للحد من التعرض للماوس على التخدير. ومن ثم ، قمنا بتطوير غرفة مخصصة التعريفي لتبسيط عملية إعداد (الشكل 2). غرفة مخصصة تحريض يخلق بيئة واحدة لكلا تحريض ومعالجة الفئران متعددة. شيدت من الاكريليك واضحة ، وملامح غرفة تحريض selfclosing سيليكون المنافذ للحد من تسرب قزحية التخدير ويسمح للمستخدم الوصول إلى البيئة الداخلية دون الحاجة للقفازات خاصة. بالمقارنة مع قناع التقليدية ودوائر للماوس واحدة ، غرفة تحريض كبيرة بما يكفي لمنزل تصل إلى عشرين الفئران ويسمح للتلاعب خالية من الفئران من دون إلحاق أنابيب مرهقة والأقنعة. ويتم تزويد وحدة مع تدفق مستمر من الغاز المخدر الذي يتم جمعها باستخدام نظام المسح السلبي. وتستخدم عناصر التدفئة مقاوم للحرارة أرضية الغرفة للحفاظ على درجة حرارة الحيوانات الجسم أثناء التحضير. وزلاجات : واحد من أكثر الجوانب محرجا ومضيعة للوقت إعداد الفئران لتصوير بالرنين المغناطيسي هي تطبيق من الأقطاب الكهربائية (ECG) تخطيط القلب ودرجة الحرارة المسابر المستقيم. بالإضافة إلى ذلك ، تم العثور على العديد من الأقطاب الكهربائية التقليدية ، مثل صفعة وأقطاب الإبرة ، لتشويه موقف الحيوان مما يجعل من الصعب توحيد المواقع. دعا التنفس ودرجة الحرارة المسابر بالتالي ، فإننا ضعت منصة مخصصة لتحديد المواقع النموذج مزودة جزءا لا يتجزأ من تخطيط القلب ، و &#39;مزلقة&#39; (براءة الاختراع الأمريكية 7146936) (الشكل 3). واستخدمت القيود الاقتراح المقدم من السحابات فيلكرو للحد من حركة الرأس. متعددة الماوس في الخطوات فيفو تصوير الدماغ : <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جميع البحوث الماوس يتطلب المحلية ACC (لجنة رعاية الحيوان) موافقة IACUC (المؤسسية رعاية الحيوان واللجنة الاستخدام) أو ما يعادلها ، على إجراءات التعامل مع الفأرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يجب أن يتم تنفيذ جميع الإجراءات مثل تحديد وزنها من الحيوانات تحت مجلس الوزراء السلامة البيولوجية (BSC) وحدة التصوير بالرنين المغناطيسي. يتم نقل الحيوانات في وعاء من البلاستيك autoclavable ونقلها إلى غرفة التصوير بالرنين المغناطيسي التعريفي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم تخدير الفئران في غرفة تحريض prewarmed باستخدام isoflurane 4 ٪ و 4 لتر / دقيقة من الأوكسجين. تخدير الحيوانات بالكامل مرة واحدة فشلوا في الاستجابة لقرصة مخلب. تتم إزالة الفراء من الصدر باستخدام مزيل الشعر (نير) إذا كان ذلك ضروريا لتوفير اتصال أفضل مع أجهزة تخطيط القلب ومراقبة درجة الحرارة التي تم بناؤها في زلاجات المخصصة. عشية تطبيق مرهم (دموع Naturale PM) الى العيون لمنع جفاف ، ويدار حوالي 0،3 مل من المياه المالحة تحت الجلد للحفاظ على الماء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> GD - DTPA - BMA (Omniscan) قدان تستخدم اذا كان المطلوب هو تعزيز التباين. إذا GD - DTPA لاستخدامه ، سيتم تخفيفه في (الحجم النهائي 300uL) المالحة وتدار في جرعة واحدة من 1 ملمول / كغم قبل الدورة MR عبر بروتوكول الإنترنت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم يتم تحميلها في الفئران الزلاجات الفردية ، ثبتوا مع رئيس الأشرطة والانزلاق الى أنبوب 50mL مفتوح العضوية مخروطية الشكل (3). يمكن مسحها يصل إلى 7 الفئران الحية في وقت واحد. حالما يتم تحميل جميع الحيوانات مع رصد الفسيولوجية متصلة ، تعيين مستوى isoflurane في المغناطيس تحمل إلى 2 ٪ ، ومستوى الأكسجين إلى 8 لتر / دقيقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> هي التي شنت الأنابيب المخروطية في نظام الالتحام (الشكل 1) مصممة لموقف موحد الفئران في كل لفائف RF المتمركزة في مركز للمغناطيس تتحمل. تحميل مرة واحدة ، يمكن تخفيض isoflurane إلى 0،9-2 ٪. تتم مراقبة تخطيط القلب ودرجة الحرارة على كل حيوان طوال فترة الفحص. يتم الاحتفاظ الحيوانات دافئة أثناء الفحص مع الهواء تحسنت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مدة كل مسح ثلاثي الأبعاد هو ما يقرب من 3 ساعات. التفاصيل هي كما يلي : ارتداد سريع تدور مع TR من 2300 مللي ثانية وTEeff من 36 مللي ثانية. صدى طول القطار من 8 مع 1 في المتوسط. أدى القرار 125 ميكرون الصورة (الشكل 4). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عند اكتمال الفحص ، تتم إزالة هذه الحيوانات من المغناطيس وتفريغها في غرفة دافئة تحريض مليئة بالاوكسجين 100 ٪. يتم نقل الحيوانات في حاويات من البلاستيك مختوم ونقلها تحت ش. يتم وضعها في قفص مشروع الحارة الحرة ، وسمح للتعافي من التخدير. </li></ol> 2. متعددة دماغ الفأر فيفو السابقين التصوير : تتأثر الحركة الفنية ، التصوير الثابت MR يحقق دقة أعلى من التصوير الحي. عالية الدقة ، وثلاثية الأبعاد قواعد البيانات توفر المرونة القصوى في استخراج المعلومات الكمية والسماح لتحليل الصور آليا. وقد تم وضع لفائف الترددات اللاسلكية المخصصة لاقتناء مجموعة موازية من 16 MR مجموعات البيانات عالية الدقة ثابتة داخل الجمجمة في أدمغة فئران بين عشية وضحاها دورات المسح. في السابق فيفو 16 فائف الدماغ التصوير صفيف : وأنشئت مجموعة مبنية خصيصا اللولبي 16 لفائف لعينات 16 صورة في وقت واحد. هذا التصميم يحسن بناء على النموذج الأولي في وقت سابق استخدامها لثلاث عينات الصور في وقت واحد في مجموعة إدراج التدرج 60mm. لفائف اللولبي 8 بدوره أكثر من جرح في تاريخ لتوفير الحساسية موحدة لحدود 10 ٪ على مدى طول 26mm ومحمية بشكل فردي داخل المقصورات وحدات (Idziak وHaeberlen ، 1982). يتم تجميعها في مقصورات لفائف من 16 إلى إطار (الشكل 5) ، والمواقف التي لفائف داخل الانحدار والمشابك في مكانها باستخدام المثانة الهوائية لتقليل الحركة. متعددة دماغ الفأر الخطوات فيفو السابقين التصوير : <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> فتح تجويف الصدر وادخال ابرة (أو مجموعة السلامة التسريب مجنح ، 25G X 3 / 4) في البطين الأيسر من القلب لتخدير الماوس (عن طريق الحقن داخل الصفاق الكيتامين (150 ملغ / كلغ) وزيلازين (10 ملغ / كلغ) . قص الأذن اليمنى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Transcardiac نضح الاحمرار مع 30 مل مؤقت الغرفة 1 + 1 X PBS ميكروليتر / مل الهيبارين (USP 1000 وحدة / مل) + ProHance مم 2 بمعدل تدفق ما يقرب من 100 مل / ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمرير التثبيت مع PFA مل 30 4 ٪ (درجة حرارة الغرفة) + 2 مم ProHance في 100 مل / ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع رأس وإزالة الجلد ، والفك السفلي والأذنين والأنف غيض الغضروفية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الهيكل مكان الجمجمة المتبقية في 4 ٪ + PFA ProHance 2 مم بين عشية وضحاها في 4 درجات مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل لبرنامج تلفزيوني 1X + أزيد الصوديوم 0.02 ٪ + ProHance 2 مم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ارتفاع القرار three المسح بالرنين المغناطيسي في تسلا الأبعاد 7 يحدث بين 4 أيام وليس شهورا أطول من 2.5 بعد نضح. يتم وضعها في أدمغة مجموعة اللولبي لفائف 16 قناة (الشكل 5). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معلمات التصوير هي كما يلي : ارتداد سريع تدور مع TR 325 مللي ثانية وTEeff من 30 مللي ثانية ، وطول القطار صدى 4 6 مع المتوسطات. الصور النهائية لها قرار موحد الخواص من 32 ميكرومتر (الشكل 6) ومدة المسح ما يقرب من 12 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد المسح ، ومكان الجمجمة في الفورمالين 10 ٪ + 2 ProHance ملم لحفظها. </li></ol> 3. ممثل النتائج : <img src="/files/ftp_upload/2497/2497fig1.jpg" alt="الشكل 1" /> الشكل 1. تحميل الماوس والنظام. في &quot;مجموعة تحميل&quot; و &quot;خلية الفأر&quot; متصلا مع النظام الموحد للسكك الحديدية من الألياف الزجاجية. <img src="/files/ftp_upload/2497/2497fig2.jpg" alt="الشكل 2" /> الشكل 2. غرفة التعريفي. <img src="/files/ftp_upload/2497/2497fig3.jpg" alt="الشكل 3" /> الشكل 3. أ) زلاجات ، والتي تبين أجهزة الاستشعار المدمجة رصد وضبط النفس في الرأس. ب) تخدير الماوس على زلاجات من ضبط النفس مع رئيس المرفقة. الجمعية زلاجات الشرائح بسهولة في أنبوب الطرد المركزي. <img src="/files/ftp_upload/2497/2497fig4.jpg" alt="الشكل 4" /> الشكل 4. </strong&gt; الممثل الدماغ في الجسم الحي صور متعددة من ثلاث ساعات 3 تفحص الأبعاد. <img src="/files/ftp_upload/2497/2497fig5.jpg" alt="الشكل 5" /> الشكل 5 16 قناة مجموعة لفائف اللولبي لمسح الدماغ من 16 عينات ثابتة. <img src="/files/ftp_upload/2497/2497fig6.jpg" alt="الشكل 6" /> الشكل 6. الممثل صورة الدماغ السابقين فيفو.

<ol>
	<li>Bock, N. A., Konyer, N. B., Henkelman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple-mouse+MRI.">Multiple-mouse MRI.</a> Magn. Reson. Med. 49, 158-167 (2003).</li><li>Dazai, J., Bock, N. A., Nieman, B. J., Davidson, L. M., Henkelman, R. M., Chen, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+mouse+biological+loading+and+monitoring+system+for+MRI.">Multiple mouse biological loading and monitoring system for MRI.</a> Magn. Reson. Med. 52, 709-715 (2004).</li><li>Spring, S., Lerch, J. P., Henkelman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sexual+dimorphism+revealed+in+the+structure+of+the+mouse+brain+using+three-dimensional+magnetic+resonance+imaging.">Sexual dimorphism revealed in the structure of the mouse brain using three-dimensional magnetic resonance imaging.</a> NeuroImage. 35, 1424-1433 (2007).</li><li>Idziak, S., Haeberlen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+construction+of+a+high+homogeneity+rf+coil+for+solid-state+multiple-pulse+NMR.">Design and construction of a high homogeneity rf coil for solid-state multiple-pulse NMR.</a> J. Magn. Reson. 50, 281-288 (1982).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

على حد سواء في الجسم الحي وخارج الجسم الحي الماوس صورة نظم التصوير مواضيع متعددة في آن واحد لزيادة الإنتاجية من الدراسات التصوير دون زيادة كبيرة في وقت التصوير. الصور من كل من الدماغ في الجسم الحي وخارج الجسم الحي تقنيات التصوير متعددة الماوس ذات جودة عالية ومناسبة لphenotyping الهياكل الرئيسية والثانوية في مخ الفأر على التوالي. لتقليل الوقت اللازم لإعداد الحيوان عينات متعددة ، والموازاة من العمليات ذات أهمية قصوى. على سبيل المثال ، وتطوير الغرفة التعريفي يسمح للتحريض على عينات متعددة في وقت واحد ، وزلاجات وقد تزامن تطبيق تخطيط القلب ودرجة الحرارة أثناء تحقيقات لتحديد المواقع توحيد الجسم. وعلاوة على ذلك ، لدينا نظام التصوير السابقين فيفو تمكننا من الحصول على ثلاث صور عالية الدقة ثلاثية الأبعاد من أدمغة 16 كلها ثابتة في وقت واحد والذي يعتبر مثاليا للدراسات phenotyping الإنتاجية العالية. قيود محتملة لدينا نظام التصوير في فيفو وتشمل عدم القدرة على التحكم في درجة الحرارة وحدة التخدير لكل الماوس. يمكن إذا أن تنفذ المطلوب السيطرة الفردية مخدر مع اضافة التبخير مخدر الحصري لكل الماوس. آخر قيود على نظام التصوير في الجسم الحي هو أن يقتصر المسح على الفئران التي هي أقل من حوالي 32 غراما. ومع ذلك ، هناك خطة حاليا لزيادة حجم الملف لاستيعاب أكبر الحيوانات.

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Isoflurane, USP (AErrane)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Baxter</td>
<td>CA2L9108</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>NAIR</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Church &amp; Dwight Canada Corp.</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tears Naturale P.M.</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Alcon</td>
<td>DIN 02082519</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Omniscan (gadodiamide injection USP) </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>GE healthcare</td>
<td>J-110A</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Custom Sleds </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Dazai Research Instruments</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>PBS w/o Ca and Mg </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Wisent</td>
<td>311-010-CL</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Heparin 10000USP/10ml </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pharmaceutical Partners of Canada</td>
<td>DIN 02264315</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>ProHance (gadoteridol injection USP)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Bracco Diagnostics</td>
<td>11181 </td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Parafolmadehyde (powder)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>P-6148-500g</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Sodium Azide</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>S227-100</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Formalin 10%</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher </td>
<td>SF100-4</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

multiple-mouse neuroanatomical magnetic resonance imaging

ميدان phenotyping الفأر مع التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) هي التي تنمو بسرعة ، بدافع الحاجة إلى أدوات أفضل لتوصيف وتقييم نماذج الماوس من الأمراض التي تصيب البشر. التصوير بالرنين المغناطيسي هو طريقة ممتازة لتحقيق الحيوانات المعدلة وراثيا. فهي قادرة على تغطية كامل الدماغ ، يمكن أن تستخدم في الجسم الحي ، ويوفر آليات متعددة لتحقيق النقيض من جوانب مختلفة من neuranatomy والفيزيولوجيا. ظهور الماسحات الضوئية عالية الميدان جنبا إلى جنب مع القدرة على تفحص الفئران متعددة في وقت واحد يسمح لphenotyping السريع للطفرات الرواية. فعالة الماوس دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي تتطلب الانتباه الى جوانب كثيرة من تصميم التجربة. في هذه المقالة ، سنقوم بشرح طرق عامة للحصول على صور عالية الجودة للphenotyping الماوس باستخدام نظام الفئران أن الصور في وقت واحد في محمية تردد الراديو الإرسال / التلقي (RF) الملفوف في المغناطيس الشائعة (بوك وآخرون ، 2003). ونحن نركز بشكل خاص على phenotyping التشريحية ، والتطبيقات الهامة والوصول التي أظهرت قدرة عالية على التأثير في العديد من نماذج الماوس في مركز التصوير لدينا. قبل أن نتمكن من تقديم الخطوات التفصيلية للحصول على مثل هذه الصور ، هناك اعتبارات عملية هامة لكلا التصوير الدماغ في الجسم الحي (Dazai وآخرون ، 2004) ، والتصوير خارج الجسم في الدماغ (ربيع وآخرون ، 2007) أنه ينبغي أن يلاحظ. وتناقش هذه أدناه.

Watch this Scientific Journal Video about Multiple-mouse Neuroanatomical Magnetic Resonance Imaging at JoVE.com

Multiple-mouse Neuroanatomical Magnetic Resonance Imaging

أصبح التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) أداة شعبية متزايدة لدراسة النمط الظاهري من الفئران المعدلة وراثيا. هذه المقالة يوضح الأساليب اللازمة لتحقيق الإنتاجية العالية phenotyping من الفئران المعدلة وراثيا باستخدام عدة الفأر التصوير بالرنين المغناطيسي.

متعددة الماوس تشريحي عصبي التصوير بالرنين المغناطيسي

The field of mouse phenotyping with magnetic resonance imaging (MRI) is rapidly growing, motivated by the need for improved tools for characterizing and ...

multiple-mouse-neuroanatomical-magnetic-resonance-imaging

Research

JoVE Journal

Neuroscience

15.6K Views.  Hospital for Sick Children. أصبح التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) أداة شعبية متزايدة لدراسة النمط الظاهري من الفئران المعدلة وراثيا. هذه المقالة يوضح الأساليب اللازمة لتحقيق الإنتاجية العالية phenotyping من الفئران المعدلة وراثيا باستخدام عدة الفأر التصوير بالرنين المغناطيسي.

Video: Multiple-mouse Neuroanatomical Magnetic Resonance Imaging

Magnetic Resonance Spectroscopy of live Drosophila melanogaster using Magic Angle Spinning

High-Resolution Magic Angle Spinning (HRMAS) proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) is a novel non-destructive technique that improves spectral line-widths and allows high-resolution spectra to be obtained from extracts, intact cells, cell cultures, and more importantly intact tissue to investigate relationships between metabolites and cellular processes. In vivo HRMAS 1H-MRS studies have yet to be reported in the live fruit fly Drosophila melanogaster. Drosophila, as a simpler genetic organism, allows the multiple biological functions and various evolutionarily conserved signaling pathways to be examined at the whole organism level and it is a useful model for investigating genetics and physiology. To this end, we developed and implemented an in vivo HRMAS 1H-MRS method to investigate live Drosophila at 14.1 T. Here, we outline an HRMAS 1H-MRS protocol for the molecular characterization of Drosophila with a conventional MR spectrometer equipped with an HRMAS probe. This technique is a novel, in vivo, non-destructive Drosophila metabolite measurement approach, which enables the identification of disease biomarkers and thus may contribute to novel therapeutic development.

Magnetic Resonance Spectroscopy of live Drosophila melanogaster using Magic Angle Spinning

This technique enables the use of high-resolution magic angle spinning proton MR spectroscopy (HRMAS 1H-MRS) for molecular characterization of live Drosophila melanogaster with a conventional 14.1 tesla spectrometer equipped with an HRMAS probe.

الرنين المغناطيسي الطيفي للعيش ذبابة الفاكهة السوداء البطن غزل باستخدام زاوية ماجيك

High-Resolution Magic Angle Spinning (HRMAS) proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) is a novel non-destructive technique that improves spectral ...

High-resolution Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Midbrain

Functional MRI (fMRI) is a widely used tool for non-invasively measuring correlates of human brain activity. However, its use has mostly been focused upon measuring activity on the surface of cerebral cortex rather than in subcortical regions such as midbrain and brainstem. Subcortical fMRI must overcome two challenges: spatial resolution and physiological noise. Here we describe an optimized set of techniques developed to perform high-resolution fMRI in human SC, a structure on the dorsal surface of the midbrain; the methods can also be used to image other brainstem and subcortical structures.
High-resolution (1.2 mm voxels) fMRI of the SC requires a non-conventional approach. The desired spatial sampling is obtained using a multi-shot (interleaved) spiral acquisition1. Since, T2* of SC tissue is longer than in cortex, a correspondingly longer echo time (TE ~ 40 msec) is used to maximize functional contrast. To cover the full extent of the SC, 8-10 slices are obtained. For each session a structural anatomy with the same slice prescription as the fMRI is also obtained, which is used to align the functional data to a high-resolution reference volume.
In a separate session, for each subject, we create a high-resolution (0.7 mm sampling) reference volume using a T1-weighted sequence that gives good tissue contrast. In the reference volume, the midbrain region is segmented using the ITK-SNAP software application2. This segmentation is used to create a 3D surface representation of the midbrain that is both smooth and accurate3. The surface vertices and normals are used to create a map of depth from the midbrain surface within the tissue4.
Functional data is transformed into the coordinate system of the segmented reference volume. Depth associations of the voxels enable the averaging of fMRI time series data within specified depth ranges to improve signal quality. Data is rendered on the 3D surface for visualization.
In our lab we use this technique for measuring topographic maps of visual stimulation and covert and overt visual attention within the SC1. As an example, we demonstrate the topographic representation of polar angle to visual stimulation in SC.

This article describes techniques to perform high-resolution functional magnetic resonance imaging with 1.2 mm sampling in human midbrain and subcortical structures using a 3T scanner. Use of these techniques to resolve topographic maps of visual stimulation in the human superior colliculus (SC) is given as an example.

عالية الدقة التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للطرق الدماغ المتوسط ​​الإنسان

Functional MRI (fMRI) is a widely used tool for non-invasively measuring correlates of human brain activity. However, its use has mostly been focused upon ...

The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of neurological and psychiatric disorders such as stroke and depression. Yet, the mechanisms underlying its ability to modulate brain excitability to improve clinical symptoms remains poorly understood 33. To help improve this understanding, proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) can be used as it allows the in vivo quantification of brain metabolites such as &#947;-aminobutyric acid (GABA) and glutamate in a region-specific manner 41. In fact, a recent study demonstrated that 1H-MRS is indeed a powerful means to better understand the effects of tDCS on neurotransmitter concentration 34. This article aims to describe the complete protocol for combining tDCS (NeuroConn MR compatible stimulator) with 1H-MRS at 3 T using a MEGA-PRESS sequence. We will describe the impact of a protocol that has shown great promise for the treatment of motor dysfunctions after stroke, which consists of bilateral stimulation of primary motor cortices 27,30,31. Methodological factors to consider and possible modifications to the protocol are also discussed.

This article aims to describe a basic protocol for combining transcranial direct current stimulation (tDCS) with proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) measurements to investigate the effects of bilateral stimulation on primary motor cortex metabolism.

استخدام التحليل الطيفي بالرنين المغناطيسي كأداة لقياس ثنائي نصف الكرة الغربي عبر الجمجمة التحفيز الكهربائي التأثيرات على الابتدائية موتور اللحاء الأيض

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of ...

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has been heavily studied. While many imaging studies treat the hippocampus as a single unitary neuroanatomical structure, it is, in fact, composed of several subfields that have a complex three-dimensional geometry. As such, it is known that these subfields perform specialized functions and are differentially affected through the course of different disease states. Magnetic resonance (MR) imaging can be used as a powerful tool to interrogate the morphology of the hippocampus and its subfields. Many groups use advanced imaging software and hardware (&#62;3T) to image the subfields; however this type of technology may not be readily available in most research and clinical imaging centers. To address this need, this manuscript provides a detailed step-by-step protocol for segmenting the full anterior-posterior length of the hippocampus and its subfields: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus (DG), strata radiatum/lacunosum/moleculare (SR/SL/SM), and subiculum. This protocol has been applied to five subjects (3F, 2M; age 29-57, avg. 37). Protocol reliability is assessed by resegmenting either the right or left hippocampus of each subject and computing the overlap using the Dice&#39;s kappa metric. Mean Dice&#39;s kappa (range) across the five subjects are: whole hippocampus, 0.91 (0.90-0.92); CA1, 0.78 (0.77-0.79); CA2/CA3, 0.64 (0.56-0.73); CA4/dentate gyrus, 0.83 (0.81-0.85); strata radiatum/lacunosum/moleculare, 0.71 (0.68-0.73); and subiculum 0.75 (0.72-0.78). The segmentation protocol presented here provides other laboratories with a reliable method to study the hippocampus and hippocampal subfields in vivo using commonly available MR tools.

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

The goal of this manuscript is to study the hippocampus and hippocampal subfields using MRI. The manuscript describes a protocol for segmenting the hippocampus and five hippocampal substructures: cornu ammonis (CA) 1, CA2/CA3, CA4/dentate gyrus, strata radiatum/lacunosum/moleculare, and subiculum.

عالية الدقة<em&gt; في فيفو</em&gt; دليل بروتوكول تجزئة للالإنسان الحصين الحقول الفرعية عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي 3T

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has ...

High-resolution Structural Magnetic Resonance Imaging of the Human Subcortex In Vivo and Postmortem

The focus of this study was to test the resolution limits of structural MRI of a postmortem brain compared to living human brains. The resolution of structural MRI in vivo is ultimately limited by physiological noise, including pulsation, respiration and head movement. Although imaging hardware continues to improve, it is still difficult to resolve structures on the millimeter scale. For example, the primary visual sensory pathways synapse at the lateral geniculate nucleus (LGN), a visual relay and control nucleus in the thalamus that normally is organized into six interleaved monocular layers. Neuroimaging studies have not been able to reliably distinguish these layers due their small size that are less than 1 mm thick.
The resolving limit of structural MRI, in a postmortem brain was tested using multiple images averaged over a long duration (~24 h). The purpose was to test whether it was possible to resolve the individual layers of the LGN in the absence of physiological noise. A proton density (PD)1 weighted pulse sequence was used with varying resolution and other parameters to determine the minimum number of images necessary to be registered and averaged to reliably distinguish the LGN and other subcortical regions. The results were also compared to images acquired in living human brains. In vivo subjects were scanned in order to determine the additional effects of physiological noise on the minimum number of PD scans needed to differentiate subcortical structures, useful in clinical applications.

High-resolution Structural Magnetic Resonance Imaging of the Human Subcortex In Vivo and Postmortem

Here we present a protocol to determine the minimum number images that needed to be registered and averaged to resolve subcortical structures and test whether the individual layers of the LGN could be resolved in the absence of physiological noise.

عالية الدقة الهيكلي التصوير بالرنين المغناطيسي من تحت القشرة الإنسان<I&gt; في فيفو</I&gt; وتشريح الجثث

The focus of this study was to test the resolution limits of structural MRI of a postmortem brain compared to living human brains. The resolution of ...

A Magnetic Resonance Imaging Protocol for Stroke Onset Time Estimation in Permanent Cerebral Ischemia

MRI provides a sensitive and specific imaging tool to detect acute ischemic stroke by means of a reduced diffusion coefficient of brain water. In a rat model of ischemic stroke, differences in quantitative T1 and T2 MRI relaxation times (qT1 and qT2) between the ischemic lesion (delineated by low diffusion) and the contralateral non-ischemic hemisphere increase with time from stroke onset. The time dependency of MRI relaxation time differences is heuristically described by a linear function and thus provides a simple estimate of stroke onset time. Additionally, the volumes of abnormal qT1 and qT2 within the ischemic lesion increase linearly with time providing a complementary method for stroke timing. A (semi)automated computer routine based on the quantified diffusion coefficient is presented to delineate acute ischemic stroke tissue in rat ischemia. This routine also determines hemispheric differences in qT1 and qT2 relaxation times and the location and volume of abnormal qT1 and qT2 voxels within the lesion. Uncertainties associated with onset time estimates of qT1 and qT2 MRI data vary from &plusmn; 25 min to &plusmn; 47 min for the first 5 hours of stroke. The most accurate onset time estimates can be obtained by quantifying the volume of overlapping abnormal qT1 and qT2 lesion volumes, termed 'Voverlap' (&plusmn; 25 min) or by quantifying hemispheric differences in qT2 relaxation times only (&plusmn; 28 min). Overall, qT2 derived parameters outperform those from qT1. The current MRI protocol is tested in the hyperacute phase of a permanent focal ischemia model, which may not be applicable to transient focal brain ischemia.

A protocol for stroke onset time estimation in a rat model of stroke exploiting quantitative magnetic resonance imaging (qMRI) parameters is described. The procedure exploits diffusion MRI for delineation of the acute stroke lesion and quantitative T1 and T2 (qT1 and qT2) relaxation times for timing of stroke.

بروتوكول تصوير بالرنين المغناطيسي لتقدير الوقت بداية السكتة الدماغية الاسكيمية الدماغي الدائمة

MRI provides a sensitive and specific imaging tool to detect acute ischemic stroke by means of a reduced diffusion coefficient of brain water. In a rat ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in Chronic Spinal Cord Compression

Chronic spinal cord compression is the most common cause of spinal cord impairment in patients with nontraumatic spinal cord damage. Conventional magnetic resonance imaging (MRI) plays an important role in both confirming the diagnosis and evaluating the degree of compression. However, the anatomical detail provided by conventional MRI is not sufficient to accurately estimate neuronal damage and/or assess the possibility of neuronal recovery in chronic spinal cord compression patients. In contrast, diffusion tensor imaging (DTI) can provide quantitative results according to the detection of water molecule diffusion in tissues. In the present study, we develop a methodological framework to illustrate the application of DTI in chronic spinal cord compression disease. DTI fractional anisotropy (FA), apparent diffusion coefficients (ADCs), and eigenvector values are useful for visualizing microstructural pathological changes in the spinal cord. Decreased FA and increases in ADCs and eigenvector values were observed in chronic spinal cord compression patients compared to healthy controls. DTI could help surgeons understand spinal cord injury severity and provide important information regarding prognosis and neural functional recovery. In conclusion, this protocol provides a sensitive, detailed, and noninvasive tool to evaluate spinal cord compression.

Here, we present a protocol for the application of diffusion tensor imaging parameters to evaluate spinal cord compression.

التصوير بالرنين المغناطيسي الانتشار في ضغط الحبل الشوكي المزمن

Chronic spinal cord compression is the most common cause of spinal cord impairment in patients with nontraumatic spinal cord damage. Conventional magnetic ...

Standardized Data Acquisition for Neuromelanin-Sensitive Magnetic Resonance Imaging of the Substantia Nigra

The dopaminergic system plays a crucial role in healthy cognition (e.g., reward learning and uncertainty) and neuropsychiatric disorders (e.g., Parkinson's disease and schizophrenia). Neuromelanin is a byproduct of dopamine synthesis that accumulates in dopaminergic neurons of the substantia nigra. Neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging (NM-MRI) is a noninvasive method for measuring neuromelanin in those dopaminergic neurons, providing a direct measure of dopaminergic cell loss in the substantia nigra and a proxy measure of dopamine function. Although NM-MRI has been shown to be useful for studying various neuropsychiatric disorders, it is challenged by a limited field-of-view in the inferior-superior direction resulting in the potential loss of data from the accidental exclusion of part of the substantia nigra. In addition, the field is lacking a standardized protocol for the acquisition of NM-MRI data, a critical step in facilitating large-scale multisite studies and translation into the clinic. This protocol describes a step-by-step NM-MRI volume placement procedure and online quality control checks to ensure the acquisition of good-quality data covering the entire substantia nigra.

This protocol shows how to acquire neuromelanin-sensitive magnetic resonance imaging data of the substantia nigra.

الحصول على بيانات موحدة للتصوير بالرنين المغناطيسي الحساس للميلانين العصبي للمادة السوداء

The dopaminergic system plays a crucial role in healthy cognition (e.g., reward learning and uncertainty) and neuropsychiatric disorders (e.g., ...

Acquisition of Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging Data in the Rat

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task state. This protocol describes a preclinical survival method for obtaining rs-fMRI data. Combining low dose isoflurane with continuous infusion of the &#945;2 adrenergic receptor agonist dexmedetomidine provides a robust option for stable, high-quality data acquisition while preserving brain network function. Furthermore, this procedure allows for spontaneous breathing and near-normal physiology in the rat. Additional imaging sequences can be combined with resting-state acquisition creating experimental protocols with anesthetic stability of up to 5 h using this method. This protocol describes the setup of equipment, monitoring of rat physiology during four distinct phases of anesthesia, acquisition of resting-state scans, quality assessment of data, recovery of the animal, and a brief discussion of post-processing data analysis. This protocol can be used across a wide variety of preclinical rodent models to help reveal the resulting brain network changes that occur at rest.

This protocol describes a method for obtaining stable resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) data from a rat using low dose isoflurane in combination with low dose dexmedetomidine.

الحصول على Resting-الدولة وظيفية بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي في الجرذ

Resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) has become an increasingly popular method to study brain function in a resting, non-task ...

Endovascular Perforation Model for Subarachnoid Hemorrhage Combined with Magnetic Resonance Imaging (MRI)

The endovascular filament perforation model to mimic subarachnoid hemorrhage (SAH) is a commonly used model - however, the technique can cause a high mortality rate as well as an uncontrollable volume of SAH and other intracranial complications such as stroke or intracranial hemorrhage. In this protocol, a standardized SAH mouse model is presented, induced by endovascular filament perforation, combined with magnetic resonance imaging (MRI) 24 h after operation to ensure the correct bleeding site and exclude other relevant intracranial pathologies. Briefly, C57BL/6J mice are anesthetized with an intraperitoneal ketamine/xylazine (70 mg/16 mg/kg body weight) injection and placed in a supine position. After midline neck incision, the common carotid artery (CCA) and carotid bifurcation are exposed, and a 5-0 non-absorbable monofilament polypropylene suture is inserted in a retrograde fashion into the external carotid artery (ECA) and advanced into the common carotid artery. Then, the filament is invaginated into the internal carotid artery (ICA) and pushed forward to perforate the anterior cerebral artery (ACA). After recovery from surgery, mice undergo a 7.0 T MRI 24 h later. The volume of bleeding can be quantified and graded via postoperative MRI, enabling a robust experimental SAH group with the option to perform further subgroup analyses based on blood quantity.

Endovascular Perforation Model for Subarachnoid Hemorrhage Combined with Magnetic Resonance Imaging MRI

Here we present a standardized SAH mouse model, induced by endovascular filament perforation, combined with magnetic resonance imaging (MRI) 24 h after operation to ensure the correct bleeding site and exclude other relevant intracranial pathologies.

نموذج ثقب الأوعية الدموية الداخلية للنزيف تحت العنكبوتية جنبا إلى جنب مع التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)

The endovascular filament perforation model to mimic subarachnoid hemorrhage (SAH) is a commonly used model - however, the technique can cause a high ...