معظم الأعمال الأساسية والانتقالية تأتي من الحيوانات المخدرة. يمكن أن يضيف التخدير متغيرات مربكة لتحليل البيانات وتفسيرها. يتيح هذا العمل التصوير المستيقظ في الفئران للتحايل على هذه المشكلة.
هذا التصميم بسيط للغاية. التجميع كله خفيف الوزن ، لذلك لا يضعف الحياة الطبيعية للحيوان. هذا يعني أنه يمكن استخدامه أيضا للتصوير المزمن على المدى الطويل.
سيساعد في إثبات هذا الإجراء الدكتور مهويش بهاتي ، وهو باحث أول في مرحلة ما بعد الدكتوراه من مختبرنا. ابدأ بعمل غرسة الرأس باستخدام برنامج CAD لتصوير المنطقة الخلفية للبريجما والمجاورة لخط الوسط المتمركز على القشرة الحسية الجسدية. تأكد من أن غرسة الرأس تغطي مساحة من 0.9 إلى 1.9 ملم على الجمجمة بعيدا عن منطقة التصوير.
استخدم ثلاثة مسامير فقط لتثبيت غرسة الرأس على جمجمة الفئران. صمم جميع الثقوب اللولبية على الجانب الآخر من خط الوسط في الجزء المقابل من نصف الكرة الأرضية للصورة. للسماح للأسلاك بتثبيت غطاء الرأس على غرسة الرأس ، ضع قضيبا مجوفا في الجزء العلوي من غرسة الرأس.
بعد ذلك ، صمم الغطاء ، وتأكد من أنه يغطي منطقة التصوير بالكامل ويحميها من أي صدمة. أضف انحناءا إلى غطاء الرأس بحيث يتماشى مع شكل الرأس دون التسبب في صعوبة الأنشطة اليومية للحيوان في الأقفاص المخصبة القياسية. قم بقص الجانب الداخلي لغطاء الرأس في شكل مستطيل أوسع بحيث يمكن احتواء الجزء العلوي من غرسة الرأس فيه.
عموديا على هذا المستطيل ، قم بقطع منطقتين مستطيلتين أخريين لتثبيت غطاء الرأس على غرسة الرأس. لإصلاح غطاء الرأس على رأس الجرذ ، مرر الأسلاك عبر الشريط العلوي المجوف لزرع الرأس. صمم إطار الرأس بحيث يمكن لجزء مقطوع واحد أن يتحرك عبر الشريط العلوي لزرع الرأس ويتم تثبيته باستخدام مشبك.
لجعل الجانب المقابل متاحا للتصوير ، قم بزاوية الجزء المقطوع الآخر لتوفير قوة إضافية للحفاظ على رأس الجرذ ثابتا. اطبع غرسة الرأس وغطاء الرأس باستخدام طابعة 3D. قياس وزن الحيوان لحساب كمية المخدر المراد إعطاؤه.
تخدير الحيوان عن طريق حقن بنتوباربيتال الصوديوم داخل الصفاق. يمكن استخدام العديد من بدائل التخدير في هذه الجراحة مثل الأيزوفلوران أو الكيتامين أو الزيلازين. حقن الأتروبين في العضل لتقليل إفرازات المخاط أثناء التنفس.
باستخدام أداة تشذيب الشعر ، حلق رأس الجرذ بدءا من بين العينين إلى مؤخرة الأذنين خمسة ملليمترات متمركزة حول خط الوسط. ثم راقب تشبع الأكسجين الجزئي ومعدل ضربات القلب باستخدام مقياس التأكسج النبضي ومسبار مراقبة معدل ضربات القلب المثبت على ساق الجرذ الخلفية. امسح رأس الجرذ والمنطقة المحيطة به ثلاث مرات باستخدام Betadine و 70٪ مناديل كحولية بدلا من ذلك.
إصلاح الفئران في نظام stereotaxic. بعد ذلك ، أدخل مسبارا مستقيميا مشحما بالهلام النفطي لقياس درجة حرارة جسم الفئران والحفاظ عليها من خلال نظام التغذية المرتدة لبطانية التدفئة لتجنب انخفاض حرارة الجسم بعد إعطاء التخدير. ضع مرهم العيون على كلتا العينين لمنع الجفاف.
يتم تطبيق 2٪ مخدر موضعي تحت الجلد على موقع الجراحة وثلاثة ملليمترات من محلول رينغر المرضع في درجة حرارة الغرفة تحت الجلد لمنع الجفاف وتوفير التغذية أثناء الجراحة. باستخدام مقص جراحي حاد ، قم بإزالة جزء الجلد فوق موقع الجراحة. تشريح وإزالة جزء من الجلد بين الأذن والعين على الجزء الصدغي من الرأس.
باستخدام مشرط ، قم بإزالة أنسجة الجلد الكامنة لكشف الجمجمة. ثم قم بتنظيف الجمجمة باستخدام شاش قطني معقم. قطع العضلات الصدغية وفضح منطقة الجمجمة على نصف الكرة المقابل لزرع الرأس.
ضع غرسة الرأس على الجمجمة للتأكد من موقع مسامير التثبيت للزرع. الآن ضع علامة على الجمجمة باستخدام حبر الهند لحفر البراغي باستخدام مثقاب واحد. حفر ثقوب لدغ للبراغي باستخدام مثقاب الأسنان ثلاثة والمسمار زرع الرأس في مكانه.
جفف الجمجمة باستخدام شاش معقم وضع طبقة رقيقة من لاصق الأنسجة حول وتحت غرسة الرأس للصقها على الجمجمة. استخدم أسمنت الأسنان لدعم غرسة الرأس في مكانها بشكل أكبر واترك الأسمنت يجف لمدة دقيقتين إلى ثلاث دقائق. علاوة على ذلك ، استخدم مثقاب الأسنان ثلاثة لتقليل سمك منطقة 7.5 ملم × 7.5 ملم على الجانب الأيسر من الجمجمة خلف البريغما مباشرة والجانب إلى خط الوسط إلى 50 ميكرومتر.
ضع مرهم مضاد حيوي موضعي على موقع الجراحة ثم قم بتغطيته بطبقة رقيقة من مطاط السيليكون لحماية الجمجمة الرقيقة. بعد ذلك ، قم بتغطية موقع الجراحة باستخدام غطاء الرأس وثبته في مكانه باستخدام قطعتين صغيرتين من الأسلاك تمر عبر كل من غرسة الرأس وغطاء الرأس. ضع مطاط السيليكون لتغطية غطاء الرأس والجمجمة لتثبيت غطاء الرأس بشكل أكبر على رأس الفئران.
تطبيق البوبرينورفين والمضادات الحيوية داخل الصفاق لإدارة الألم والالتهاب ومنع العدوى على التوالي. يتم عرض إشارات التصوير البصري من الاستجابة المجمعة للفأر المستيقظ وتجربة واحدة لفأر مخدر. الاستجابة الوظيفية للفأر الثابت المستيقظ أقوى 140 مرة من استجابة الجرذ المخدر.
احرص على عدم إضافة الكثير من الأسمنت فوق لوحة الرأس. يمكن أن يعيق الغطاء من التثبيت بشكل صحيح. يمكن تطبيق هذه الطريقة على نطاق واسع على التصوير العصبي للجمجمة الرقيقة الثابتة بالرأس المستيقظ.
مع حج القحف ، يمكن توسيعه ليشمل بروتوكولات التصوير العصبي الأخرى بما في ذلك التصوير بالموجات فوق الصوتية الوظيفية وتصوير الكالسيوم والتصوير الفلوري. سيسمح التصوير أثناء اليقظة بمجموعة جديدة من العمل دون المتغيرات المربكة التي يتم إدخالها مع التخدير.
