NINDS gewährt NS49720 und NS65819 und NCI gewähren CA97257

1. Tumor Cell Preparation. Zellen für die menschliche Gehirn Tumorxenotransplantaten kann entweder bezogen werden von Tumoren vermehrt als subkutane Wachstum in athymischen Mäusen oder aus der Zellkultur. Die Nutzung beider Zellquellen ist nachfolgend zusammen mit Demonstration einer Methode für die Zell-Implantation behandelt. Zur Vorbereitung Zellen aus subkutane Tumoren für die Übertragung auf den intrakraniellen Raum, ausgeschnitten Flanke Tumoren in Kulturschalen gelegt, wo das Gewebe zunächst mit einem Skalpell und dann mechanisch zerstört durch wiederholtes Pipettieren zu einem Zellverband Suspension 1 erstellen zerkleinert. Die Zellverbandes Suspension wird dann durch einen 70 uM Nylon-Sieb-Filter, um einen einzigen Zellsuspension für intrakranielle Injektion produzieren weitergegeben. Die Zellsuspension wird bei 1000 rpm für 10 Minuten bei 4 ° C, und der Überstand vor Resuspendieren des Zellpellets in einem geeigneten Volumen von Serum-freien Medien zu einer endgültigen Arbeitskonzentration (siehe unten) erhalten abgesaugt zentrifugiert. Für die Herstellung etablierten Zelllinien für intrakranielle Implantation werden die Zellen durch trypsinizing Monoschichten geerntet, oder durch das Sammeln von Neurosphäre Suspensionskulturen, dann Zentrifugieren und Resuspendieren der Zellen wie oben 2 angegeben. Die Anzahl der Zellen injiziert wird abhängige Variable neuroanatomischen Ort der Injektion. Für supratentoriellen Injektionen wir routinemäßig injiziert 3-5 x 10 5 Zellen in 3 ul Serum-freien Medien (DMEM), während für Hirnstamm-Injektionen 3, so wenig wie 5 x 10 4 Zellen in 0,5 ul injiziert werden. Injektion größerer Mengen als empfohlen können in Tumorzellen Rückfluss durch die Nadel-Darm-Trakt führen, mit den daraus resultierenden exophytischen (Abbildung 1), anstatt intrakraniellen Tumorwachstum. Nach dem Abziehen Probe für intrakranielle Injektion sollte die verbleibende Zellsuspension in Eis gelegt werden, mit Inhalt häufig geeignete Konzentration aufrecht zu erhalten, beim Ausfüllen intrakranieller Tumor Etablierung unter den Mitgliedern einer Injektion Serie gemischt. 2. Tumorzellimplantation Beachten Sie haben alle unten beschriebenen Verfahren geprüft und von der Institutional Tierexperimente und Ausschuss an der University of California San Francisco verabschiedet. <ol><li> Der OP-Bereich sollten durch Besprühen Sie alle Oberflächen mit einem Desinfektionsmittel, wie z. B. 2% Chlorhexidin-Lösung hergestellt werden. Nach dem Einsatz des Desinfektionsmittels, sollten die folgenden Lieferungen in den OP-Bereich platziert werden: <ul><li> Heizkissen für Maus Körpertemperatur aufrecht zu erhalten </li><li> Zwei kleine Petrischalen, eine mit 3% Wasserstoffperoxid und einem Gehalt von 2% Chlorhexidin </li><li> Sterile Gaze und Wattestäbchen </li><li> Sterile Einweg-Skalpelle </li><li> Autoklaviert chirurgischen Hefter </li></ul></li><li> Für Anästhesie injizierten Narkosemittel verwendet werden sollten; typischerweise ein Ketamin-Xylazin Gemisch. </li><li> Sobald eine Maus betäubt, ist die Kopfhaut durch Abtupfen mehrmals mit einem Stück steriler Gaze eingetaucht in das Chlorhexidin-Lösung hergestellt. Augensalbe auftragen, um ausreichend Feuchtigkeit während des Verfahrens aufrecht zu erhalten. Mit einem sterilen Skalpell, komplett eine sagittale Inzision über dem parieto-occipital Knochen, ca. 1 cm lang. Die exponierte Schädel Oberfläche wird dann gereinigt mit einem Wattestäbchen in eine 3% ige Wasserstoffperoxid-Lösung getränkt. Die Bregma sollte an dieser Stelle deutlich (siehe Video). </li><li> Die Koordinaten für die Injektion von Tumorzellen wird nach den gewünschten Ort für die Tumor-Einrichtung variieren. Die nachfolgende Tabelle zeigt das Verfahren, die wir für intrazerebrale Tumoren Einrichtung 2 in einer neuroanatomischen Ort, an dem viele Menschen mit Hirntumoren Erfahrung Tumorentwicklung. Weitere Standorte von Interesse in Gehirntumor Forschung sind die Brücke, für anatomische Modellierung von Hirnstammtumoren 3 und subdurale Injektionen für die Modellierung der Lage meningealen Tumoren 4. Vor Tumorzelleninjektion, verwenden Sie eine sterile 25-Gauge-spitzen Nadel zu durchstechen der Schädel bei 2 mm auf der rechten Seite des Bregma und 1 mm anterior der Kranznaht, wodurch eine Öffnung für die Injektion von Tumorzellen (siehe Video). Dieses Verfahren eignet sich gut für beide Mäuse und Ratten (22 Gauge-Nadel für Ratten). </li><li> Vor Zeichnung Zellen in die Spritze, mischen Sie den Inhalt der Zellsuspension durch Antippen mit dem Finger. Legen Sie die Spritze mit der gewünschten Menge an Zellsuspension, wobei darauf zu vermeiden, Luftblasen. Die Außenseite der Spritze sollte dann mit einem Alkoholtupfer gereinigt werden, um das Äußere frei von anhaftenden Zellen, die verhindern extrakraniellen Tumor Bildung und Entwicklung (Abbildung 1A) wird abwischen. Um sicherzustellen, dass die entsprechende Injektion Tiefe erreicht ist, verwenden Sie ein Skalpell zu 3mm aus dem spitzen Ende eines P20 pipetteman Spitze abgeschnitten. Dieser Abschnitt der Spitze kann über die Spritze ausgerüstet werden und wird handeln, um die Injektion Tiefe zu begrenzen, und wird darüber hinaus sicherstellen, dass die tip der Spritzennadel ist 3mm von der Unterseite des Schädels. Legen Sie die Spritze senkrecht auf den Schädel und in das Loch zuvor erstellt haben, und injizieren Sie langsam die Zellsuspension (a 3μL Suspension sollte über eine 1 Minute Zeit injiziert werden). Eine ungeeignete Winkel Spritze Insertion kann in intraventrikuläre Injektion von Zellen und die anschließende Verbreitung der Wirbelsäule (Abb. 1B: Right) Ergebnis Nach Abschluss der Injektion lassen Sie die Nadel in Platz für eine weitere Minute, dann langsam zurückziehen (siehe Video): diese Schritte wird dazu beitragen, Tumorzellen Reflux. </li><li> Als Alternative zu der ohne fremde Hilfe oder Free-Hand-Ansatz zur intrakraniellen Tumorzellimplantation 5, kann man ein kleines Tier stereotaktischen Rahmen (Panel F schematische Übersicht), die in der Regel fördert eine konsequente Injektionsstelle, aber auf Kosten der erhebliche Mengen an Verfahrensfristen. Nach unseren Erfahrungen können zwei OP-Personal spritzen bis zu 60 Mäuse / Stunde bei Verwendung der freien Hand-Ansatz, während maximal Einspritzmenge mit einem kleinen Tier stereotaktischen Rahmen liegt bei ca. 15 Mäuse / Stunde. Procedural Zweckmäßigkeit ist ein wichtiger Aspekt bei der Injektion große Reihe von Mäusen und reduziert die Zeit, in der Tumorzellen, die injiziert werden, auf Eis gelassen werden. </li><li> Reinigen Sie den Schädel mit 3% Wasserstoffperoxid und trocken mit einem sterilen Wattestäbchen. Bewerben sterile Knochenwachs, um das Loch. Mit einer Zange, ziehen die Kopfhaut zusammen über den Schädel und heften sich zu schließen. Für eine optimale Heilung, sollte die Kopfhaut mit der Dermis von jeder Seite der Kopfhaut gegeneinander (Unterseite gegen Unterseite) geheftet werden. Die geheftet Kopfhaut zu reinigen mit Chlorhexidin-Lösung, und Buprenorphin dann durch subkutane Injektion zur postoperativen Schmerzlinderung verabreicht werden. </li><li> Überwachen Sie alle Mäuse post-operativ, bis sie ambulant und zu behalten normale Aktivität. Typischerweise wird Erholzeit ca. 30 Minuten. </li></ol> 3. Biolumineszenz Überwachung des Tumorwachstums <ol><li> Background. Biolumineszenz-Bildgebung (BLI) ist auf die Oxidation von Luciferin Basis [(-) -2 - d-(60-Hydroxy-20-benzothiazolyl)-thiazone-4-carbonsäure] in Gegenwart von Sauerstoff und Adenosintriphosphat (ATP). Diese Reaktion wird durch das Enzym Luciferase, die chemische Energie in Photonen mit den daraus resultierenden Emission von Licht katalysiert. Menschliche Zellen können modifiziert werden, um Luciferase exprimieren (siehe unten), nur mit Luciferase-exprimierenden Zellen in der Lage, Licht in die Gegenwart des Luciferin-Substrat werden. Es ist minimal Hintergrundlumineszenz von Tieren Hosts mit Luciferin behandelt, so dass es ein sehr günstiges Signal-Rausch-Verhältnis zur Detektion von Lumineszenz-Emissionen aus der Luciferase-modifizierten Tumorzellen, so dass hochsensible Überwachung des Tumorwachstums und Ansprechen auf die Therapie in vivo. Darüber hinaus haben Luciferase und ihr Substrat, Luciferin, konnte gezeigt werden, nicht toxisch für Säugetierzellen, und wir haben keine funktionalen Unterschiede zwischen den Zellen, die Luciferase gegenüber entsprechenden unveränderten Zellen beobachtet. Luciferin leicht Kreuze Zellmembranen und die Blut-Hirn-Schranke nach intraperitonealer (ip) oder intravenöse (iv) Injektion bei Mäusen, so dass bildgebende jedes Fach, Luciferase-modifizierten Zellen enthält. Die Höhe der Photonenemission und das Spektrum des emittierten Lichts von Luciferase-modifizierten Zellen ausreichend ist, um Gewebe von kleinen Versuchstieren wie Mäusen und Ratten zu durchdringen, und kann extern mit Low-Light Imaging Kameras erkannt werden. Die nicht-invasive Natur der Biolumineszenz-Bildgebung ermöglicht wiederholte Überwachung von Tumorwachstum und Ansprechen auf die Therapie in einzelnen Tieres Themen. </li><li> Implantierten Zellen Quellen sollten stabil für firefly Luciferase-Expression verändert werden. Solche Zellen Quellen können gekauft werden, oder hergestellt in einzelnen Labors mit Lentivirus, dass für eine konstitutive Expression von Luciferase gebaut wurden. Wir empfehlen die Verwendung von Zellen mit Luciferase codiert Lentivirus, anstatt Plasmid modifiziert, um eine stabile zelluläre Expression von Luciferase in vivo, die notwendig ist für die quantitative Lumineszenzbildgebung gewährleisten eine genaue Angabe der Veränderungen in Tumorlast bieten für das einzelne Tier Themen, die wiederholt werden abgebildet im Verlauf eines Experiments. </li><li> BLI-Überwachung. Wir empfehlen die Durchführung quantitativer Biolumineszenz-Bildgebung (qBLI) 1x-2x wöchentlich, beginnend eine Woche nach Tumorzelleninjektion. Unsere qBLI erfolgt mit den IVIS Lumina Imaging-Station (Caliper Life Sciences), und unsere Ergebnisse zeigen ähnliche Daten bei der Nutzung des IVIS Lumina, die IVIS 150, oder die IVIS 200 Imaging-Station erhalten. In Vorbereitung für die Bildgebung, sind Mäuse gleichzeitig mit Ketamin / Xylazin und verwaltet Luciferin (D-Luciferin Kaliumsalz, 150 mg / kg, Caliper Life Sciences) durch intraperitoneale Injektion mit Mäusen abgebildet 12 Minuten nach der Injektion. Die Pharmakokinetik von Luciferin darauf hin, dass die Zeit zwischen Verwaltungtration von Luciferin und Bestimmung der Zell-Lumineszenz sollte zwischen 10-15 Minuten nach der Injektion von Luciferin werden, um eine maximale Lumineszenzemission und größte Empfindlichkeit der Detektion zu erhalten. Die Länge der Zeit innerhalb der 10-15 Minuten Zeitintervall ausgewählt wird, sollte möglichst konstant unter den Tieren, dass ein Image erstellt wird beibehalten werden. Es ist äußerst wichtig, um die Konsistenz in der Länge der Zeit zwischen Injektion von Luciferin und Erhalt BLI Lesungen zu halten. Regionen von Interesse umfasst die intrakraniellen Bereich des Signals werden mithilfe Wohnen Image Software (Abbildung 2), und die gesamte photons/s/sr/cm2 (Photonen pro Sekunde pro Steradiant pro Quadratzentimeter) werden aufgezeichnet (siehe Video). </li><li> Datenanalyse. Während das Tumorwachstum und Ansprechen auf die Therapie einzelner Tiere überwacht werden, empfehlen wir die Behandlung Gruppen von mindestens 8 zur Erhöhung der statistischen Sicherheit von Schlussfolgerungen in Bezug auf Ansprechen des Tumors, oder deren Fehlen, auf die Therapie. Im Hinblick auf die Vorlage qBLI Ergebnisse sind Lumineszenz-Messungen an normierten Werte, indem jeder Maus s Lumineszenz umgewandelt wird, erhalten während und nach Abschluss der Therapie-Schema, mit dem entsprechenden maximal Vorbehandlung Lumineszenz Lesen 6,7. Für das Überleben Analyse wird der Kaplan-Meier-Schätzer 8 verwendet, und von denen Überlebenskurven generiert werden, und die mediane Überlebenszeit ermittelt. Die Unterschiede zwischen den Überlebenskurven sind im Vergleich mit einem Log-Rank-Test 9. </li><li> Retrieval des Gehirns für die anschließende Analyse der behandelten und unbehandelten Tumor. Bei Tier Euthanasie, sollte das Gehirn der Maus schnell ausgeschnitten werden (siehe Video), und entweder in Formalin für die anschließende Analyse von Tumor-Morphologie und Immunhistochemie platziert, oder sollte in OCT für Probe Einfrieren montiert werden. </li></ol> 4. Repräsentative Ergebnisse In dem Beispiel in Abbildung 3A gezeigt, waren Mäuse, die intrakranielle Tumorzelleninjektion für intrakranielle Lumineszenz überwacht, bis aufeinander bedeuten Lumineszenz angegebenen Werte progressive Wachstum von Tumoren, und zu welchem ​​Zeitpunkt Therapie eingeleitet wurde (grauer Pfeil ab Tag 34: Erlotinib täglich 150 mg verabreicht / kg, bis die gewünschte Sterbehilfe). Lumineszenz-Werte für jede Maus sind auf einen normierten Wert 1 zum Zeitpunkt der Einleitung der Therapie gesetzt, mit anschließender Lumineszenz Messungen für jede Maus normalisiert, um seine endgültige Vorbehandlung Imaging-Wert. Als Beispiel einer Maus mit einem letzten Vorbehandlung Lumineszenz Lesen von 2,0 x 10 7 Photonen / sec an Tag 34, deren Lumineszenz war auf 6,0 erhöht x 10 7 Photonen / sec am Tag 38, hätte einen Tag 38 normalisierten Lumineszenz-Wert von 3,0. Mittlere normalisierte Biolumineszenz und die entsprechenden Standardfehler für Kontroll-und Behandlungsgruppen werden für jedes Imaging Zeitpunkt aufgezeichnet. In diesem Beispiel wird ein signifikanter Unterschied in mittleren normalisierten Lumineszenz bei der ersten bildgebenden Zeitpunkt nach dem Beginn der Therapie (Tag 38) deutlich, mit dem Unterschied in der mittleren Gruppe Lumineszenz zeigen weitere Steigerung bei späteren Zeitpunkten. In den meisten Fällen ist die Anti-Tumor-Aktivität der Therapie, wie qBLI angegeben, durch eine entsprechende signifikanten Unterschied im Überleben (dh, p &lt;0,05) begleitet, wie es hier der Fall (Abbildung 3B). Panels 3C und 3D zeigen neben Hämatoxylin &amp; Eosin-und anti-EGFR-gefärbten Schnitten von Maus-Gehirn zum Zeitpunkt der Euthanasie erhalten folgende Platzierung der resezierten Gehirn in Formalin und anschließender Paraffin-Einbettung für das Schneiden. <img src="/files/ftp_upload/1986/1986fig1.jpg" alt="Abbildung 1" /> Abbildung 1. Indikationen intrakranieller Injektion Fehler. A) exophytischen (extrakraniellen) das Tumorwachstum (roter Kreis) kann durch eine zu große Einspritzmenge, restliche Zellsuspension an der Spritze verursacht werden, oder von der Rücknahme der Spritze zu schnell nach der Injektion der Tumorzellen. B) Injektion Tumorzellen in die Ventrikel kann dazu führen, Wirbelsäule Verbreitung von Tumorzellen (Maus nach rechts), im Gegensatz zu richtig injiziert Tumorzellen, das Signal für die an der Injektionsstelle (Maus nach links) lokalisiert bleibt. <img src="/files/ftp_upload/1986/1986fig2.jpg" alt="Abbildung 2" /> Abbildung 2. Heatmap Bild Darstellungen von Biolumineszenz Intensität für repräsentative Mäuse von Kontrolle (links) und Behandlung (rechts) Gruppen einer Therapie Antwort zu experimentieren. The Living Image Software kann so eingestellt werden regions of interest (rote Kreise) zu definieren, oder ein Instrument Betreiber können regions of interest manuell zu definieren. Für die Verwendung von Bildern wie diesen für Figurenbau, empfehlen wir, dass das Instrument Betreiber Heatmap Bilder mit der gleichen Biolumineszenz Heatmap (oberer Teil der Abbildung), die visuelle Darstellung des Ausmaßes der Biolumineszenz Unterschied zwischen Tier Themen einzuholen zeigt. <img src="/files/ftp_upload/1986/1986fig3.jpg" alt = &quot;Bild 3&quot; /&gt; Abbildung 3. Biolumineszenz, Überleben und Tumorgewebe Analyse aus einem Experiment, in dem therapeutischen Ansprechen ist evident. A) Plot der mittleren Biolumineszenz Lesungen für die Kontrolle und Behandlung Gruppe Mäuse mit Standardfehler jeweils angegebenen Imaging Punkt. B) Survival Grundstück für gleiche Mäusen; p-Wert durch die Verwendung von Log-Rank-Test 7 bestimmt. C) H &amp; E gefärbten Abschnitt Gehirn der Maus mit Tumor. D) EGFR gefärbte Schnitt. E und F) Vergrößerungen der angegebenen Bereiche aus Platten C und D, jeweils mit Panel E zeigen negative Färbung für Tumor-Suppressor-Protein PTEN.

<ol>
	<li>Giannini, C., Sarkaria, J. N., Saito, A., Uhm, J. H., Galanis, E., Carlson, B. L., Schroeder, M. A., James, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patient+Tumor+EGFR+and+PDGFRA+Gene+Amplifications+Retained+in+an+Invasive+Intracranial+Xenograft+Model+of+GBM.">Patient Tumor EGFR and PDGFRA Gene Amplifications Retained in an Invasive Intracranial Xenograft Model of GBM.</a> Neuro-Oncol. 7, 164-176 (2005).</li><li>Ozawa, T., Wang, J., Hu, L. J., Bollen, A. W., Lamborn, K. R., Deen, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+human+glioblastomas+as+xenografts+in+the+brains+of+athymic+rats.">Growth of human glioblastomas as xenografts in the brains of athymic rats.</a> In Vivo. 1, 55-60 (2002).</li><li>Hashizume, R., Ozawa, T., Dinca, E. B., Banerjee, A., Prados, M. D., James, C. D., Gupta, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+human+brainstem+glioma+xenograft+model+enabled+for+bioluminescence+imaging.">A human brainstem glioma xenograft model enabled for bioluminescence imaging.</a> J Neurooncol. , (2009).</li><li>Baia, G. S., Dinca, E. B., Ozawa, T., Kimura, E. T., McDermott, M. W., James, C. D., VandenBerg, S. R., Lal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+orthotopic+skull+base+model+of+malignant+meningioma.">An orthotopic skull base model of malignant meningioma.</a> Brain Pathol. 2, 172-179 (2007).</li><li>Ozawa, T., James, C. D., Van Meir, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+Brain+Tumor+Cell+and+Tumor+Tissue+Transplantation+Models.">Human Brain Tumor Cell and Tumor Tissue Transplantation Models.</a> CNS Cancer: Models, Markers, Prognostic Factors, Targets, and Therapeutic Approaches. , 147-162 (2009).</li><li>Sarkaria, J. N., Yang, L., Grogan, P. T., Kitange, G. J., Carlson, B. L., Schroeder, M. A., Galanis, E., Giannini, C., Wu, W., Dinca, E. B., James, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+Molecular+Characteristics+Correlated+with+Glioblastoma+Sensitivity+to+EGFR+Kinase+Inhibition+Through+Use+of+an+Intracranial+Xenograft+Test+Panel.">Identification of Molecular Characteristics Correlated with Glioblastoma Sensitivity to EGFR Kinase Inhibition Through Use of an Intracranial Xenograft Test Panel.</a> Mol. Cancer Ther. 6, 1167-1174 (2007).</li><li>Dinca, E. B., Sarkaria, J. N., Schroeder, M. A., Carlson, B. L., Voicu, R., Gupta, N., Berger, M. S., James, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioluminescence+Monitoring+of+Intracranial+Glioblastoma+Xenograft+Response+to+Primary+and+Salvage+Temozolomide+Therapy.">Bioluminescence Monitoring of Intracranial Glioblastoma Xenograft Response to Primary and Salvage Temozolomide Therapy.</a> J. Neurosurg. 107, 610-616 (2007).</li><li>Kaplan, E. L., Meier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-parametric+estimation+from+incomplete+observations.">Non-parametric estimation from incomplete observations.</a> J. Am. Stat. Assoc. 53, 457-481 (1958).</li><li>Peto, R., Peto, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Asymptotically+efficient+rank+invariant+procedures.">Asymptotically efficient rank invariant procedures.</a> J. R. Stat. Soc. Ser. A. Stat. Soc. 135, 185-207 (1972).</li><li>Camphausen, K., Purow, B., Sproull, M., Scott, T., Ozawa, T., Deen, D. F., Tofilon, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+in+vivo+growth+on+human+glioma+cell+line+gene+expression:+convergent+profiles+under+orthotopic+conditions.">Influence of in vivo growth on human glioma cell line gene expression: convergent profiles under orthotopic conditions.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.. 102, 8287-8292 (2005).</li></ol>

Orthotopen (intrakranielle) Gehirntumor Xenograft Einrichtung bietet eine geeignete Mikroumgebung 10 für Modellierung CNS Krebs für therapeutische Reaktion getestet werden. Diese Art der Modellierung bietet zusätzlich Informationen über die therapeutischen Zugang zu Gehirn-und Hirntumoren, die von entscheidender Bedeutung, um festzustellen, ob eine experimentelle Wirkstoff in die klinische Studie Evaluierung sollte bei Patienten vorangetrieben werden wird. Da die Menge der intrakraniellen Xenograft Tumor kann nicht direkt gemessen werden, wie durch Bremssättel, erfordert Längs-Überwachung von intrakraniellen Tumorwachstum und Ansprechen auf die Therapie nicht-invasive Bildgebung, mit unserer Erfahrung zeigt Biolumineszenz-Bildgebung wie die meisten praktischen Ansatz für Experimente, deren vorrangiges Ziel prüft Ausdehnung des Tumors auf die Therapie. Wenn die Ergebnisse der Biolumineszenz-Bildgebung mit tierischen Subjekt Überlebensanalyse kombiniert werden, bieten die beiden Datensätze eine leistungsstarke und zuverlässige Methode für die Bewertung experimentellen therapeutischen Wirksamkeit. Schließlich ist es äußerst wichtig, dass intrakranielle Gehirn Tumorxenotransplantaten aus eingeschläfert Tier Themen werden geerntet, um morphologische und molekulare Effekte der Therapie zu beurteilen, und dafür haben wir lieber ganze Gehirn Resektion zum Zeitpunkt der Euthanasie, mit der Erhaltung der resezierten Gehirn für die spätere Analyse. Während der vorangegangenen Präsentation gemacht wurde speziell für Hirntumor Forschung, sind die Konzepte wohl generalizeable zu anderen Krebserkrankungen des Menschen, die zugänglich orthotopen Modellierung bei Nagetieren sind.

<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>Disposable Scapels</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Feather</td>
			<td>2975</td>
			<td>No.21</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Pad</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Dunlap</td>
			<td>HP950</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22028563</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Swabs</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>23-400-100</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2% Chlorhexidine</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC9756995</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3% Hydrogen Peroxide</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>H312P-4</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25g Needle</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>305122</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10ul Hamilton Sharp Microsyringe</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>20734</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Skin Stapler and Staples</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>59020</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic Frame</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Stoeling</td>
			<td>51725</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Living Image Software</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Caliper Life Science</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-luciferin</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Gold Biotechnology</td>
			<td>LUCK-1G</td>
			<td>Potassium Salt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xenogen Lumina</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Caliper Life Science</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

establishing intracranial brain tumor xenografts with subsequent analysis of tumor growth and response to therapy using bioluminescence imaging

Transplantation Modelle mit menschlichen Gehirns Tumorzellen haben eine wesentliche Funktion in der Neuro-Onkologie-Forschung seit vielen Jahren serviert. In der Vergangenheit bestand die am häufigsten verwendete Verfahren für den menschlichen Tumorxenotransplantates Gründung der Sammlung von Zellen aus Kulturflaschen, durch die subkutane Injektion der gesammelten Zellen bei immungeschwächten Mäusen. Dieses Konzept sieht noch häufige Verwendung in vielen Labors, hat es eine deutliche Akzentverschiebung in der letzten Dekade in Richtung orthotope Xenograft Einrichtung, die in der Instanz von Hirntumoren, erfordert Tumorzelleninjektion in entsprechende neuroanatomischen Strukturen. Da intrakraniellen Xenograft Einrichtung entfällt die Möglichkeit, das Tumorwachstum durch direkte Messung, z. B. durch Verwendung von Bremssätteln, die Akzentverschiebung in Richtung orthotopen Gehirntumor Xenotransplantatmodellen Monitor verfügt über die Nutzung von nicht-invasive Bildgebung zur Beurteilung der Tumorlast in Wirtstiere notwendig. Von den derzeit verfügbaren bildgebenden Verfahren wird Biolumineszenz Überwachung allgemein als die beste Kombination von Empfindlichkeit, Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit bieten. Hier zeigen wir Ihnen, Verfahren zur orthotopen Gehirntumor Aufbau und zur Überwachung des Tumorwachstums und Ansprechen auf die Behandlung bei der Prüfung der experimentellen Therapien.

Watch this Scientific Journal Video about Establishing Intracranial Brain Tumor Xenografts With Subsequent Analysis of Tumor Growth and Response to Therapy using Bioluminescence Imaging at JoVE.com

Establishing Intracranial Brain Tumor Xenografts With Subsequent Analysis of Tumor Growth and Response to Therapy using Bioluminescence Imaging

Luciferase-modifizierten menschlichen Gehirns Tumorxenotransplantaten können intrakraniell in athymischen Mäusen festgestellt werden, mit anschließender Überwachung des Tumorwachstums und Ansprechen auf die Therapie mit Biolumineszenz-Bildgebung. In Kombination mit dem Überleben Analyse wird Biolumineszenz Überwachung ein wesentliches Recherche-Tool für die präklinische Prüfung von Therapien, zur Behandlung von Gehirntumoren betrachtet.

Gründung Intrakranielle Brain Tumor Xenografts mit anschließender Analyse des Tumorwachstums und Ansprechen auf die Therapie mit Biolumineszenz-Bildgebung

Transplantation models using human brain tumor cells have served an essential function in neuro-oncology research for many years. In the past, the most ...

establishing-intracranial-brain-tumor-xenografts-with-subsequent

Research

JoVE Journal

Neuroscience

39.0K Aufrufe.  University of California, San Francisco - UCSF. Luciferase-modifizierten menschlichen Gehirns Tumorxenotransplantaten können intrakraniell in athymischen Mäusen festgestellt werden, mit anschließender Überwachung des Tumorwachstums und Ansprechen auf die Therapie mit Biolumineszenz-Bildgebung. In Kombination mit dem Überleben Analyse wird Biolumineszenz Überwachung ein wesentliches Recherche-Tool für die präklinische Prüfung von Therapien, zur Behandlung von Gehirntumoren betrachtet.

Serie: Establishing Intracranial Brain Tumor Xenografts With Subsequent Analysis of Tumor Growth and Response to Therapy using Bioluminescence Imaging

Brain Imaging Investigation of the Impairing Effect of Emotion on Cognition

Emotions can impact cognition by exerting both enhancing (e.g., better memory for emotional events) and impairing (e.g., increased emotional distractibility) effects (reviewed in 1). Complementing our recent protocol 2 describing a method that allows investigation of the neural correlates of the memory-enhancing effect of emotion (see also 1, 3-5), here we present a protocol that allows investigation of the neural correlates of the detrimental impact of emotion on cognition. The main feature of this method is that it allows identification of reciprocal modulations between activity in a ventral neural system, involved in 'hot' emotion processing (HotEmo system), and a dorsal system, involved in higher-level 'cold' cognitive/executive processing (ColdEx system), which are linked to cognitive performance and to individual variations in behavior (reviewed in 1). Since its initial introduction 6, this design has proven particularly versatile and influential in the elucidation of various aspects concerning the neural correlates of the detrimental impact of emotional distraction on cognition, with a focus on working memory (WM), and of coping with such distraction 7,11, in both healthy 8-11 and clinical participants 12-14.

We present a protocol that allows investigation of the neural mechanisms mediating the detrimental impact of emotion on cognition, using functional magnetic resonance imaging. This protocol can be used with both healthy and clinical participants.

Brain Imaging Untersuchung der beeinträchtigende Wirkung von Emotion auf Kognition

Emotions can impact cognition by exerting both enhancing (e.g., better memory for emotional events) and impairing (e.g., increased emotional ...

Forschung

Neurowissenschaften

Enabling High Grayscale Resolution Displays and Accurate Response Time Measurements on Conventional Computers

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments in vision research require displays with more than 12 bits of luminance resolution. Several solutions are available. Bit++ 1 and DataPixx 2 use the Digital Visual Interface (DVI) output from graphics cards and high resolution (14 or 16-bit) digital-to-analog converters to drive analog display devices. The VideoSwitcher 3 described here combines analog video signals from the red and blue channels of graphics cards with different weights using a passive resister network 4 and an active circuit to deliver identical video signals to the three channels of color monitors. The method provides an inexpensive way to enable high-resolution monochromatic displays using conventional graphics cards and analog monitors. It can also provide trigger signals that can be used to mark stimulus onsets, making it easy to synchronize visual displays with physiological recordings or response time measurements.
Although computer keyboards and mice are frequently used in measuring response times (RT), the accuracy of these measurements is quite low. The RTbox is a specialized hardware and software solution for accurate RT measurements. Connected to the host computer through a USB connection, the driver of the RTbox is compatible with all conventional operating systems. It uses a microprocessor and high-resolution clock to record the identities and timing of button events, which are buffered until the host computer retrieves them. The recorded button events are not affected by potential timing uncertainties or biases associated with data transmission and processing in the host computer. The asynchronous storage greatly simplifies the design of user programs. Several methods are available to synchronize the clocks of the RTbox and the host computer. The RTbox can also receive external triggers and be used to measure RT with respect to external events. 
Both VideoSwitcher and RTbox are available for users to purchase. The relevant information and many demonstration programs can be found at <a href="http://lobes.usc.edu/">http://lobes.usc.edu/</a>.

Conventional computer hardware can not generate visual stimuli with sufficiently high grayscale resolution and measure response times with sufficient accuracy. We describe how to use the VideoSwitcher to produce high-resolution monochromatic displays, and the RTbox to measure response times with high accuracy on conventional computer hardware.

Enabling High Graustufen auflösende Displays und präzise Antwort Zeitmessungen auf herkömmlichen Computern

Display systems based on conventional computer graphics cards are capable of generating images with 8-bit gray level resolution. However, most experiments ...

Isolation and Expansion of Human Glioblastoma Multiforme Tumor Cells Using the Neurosphere Assay

Stem-like cells have been isolated in tumors such as breast, lung, colon, prostate and brain. A critical issue in all these tumors, especially in glioblastoma mutliforme (GBM), is to identify and isolate tumor initiating cell population(s) to investigate their role in tumor formation, progression, and recurrence. Understanding tumor initiating cell populations will provide clues to finding effective therapeutic approaches for these tumors. The neurosphere assay (NSA) due to its simplicity and reproducibility has been used as the method of choice for isolation and propagation of many of this tumor cells. This protocol demonstrates the neurosphere culture method to isolate and expand stem-like cells in surgically resected human GBM tumor tissue. The procedures include an initial chemical digestion and mechanical dissociation of tumor tissue, and subsequently plating the resulting single cell suspension in NSA culture. After 7-10 days, primary neurospheres of 150-200 &mu;m in diameter can be observed and are ready for further passaging and expansion.

This video protocol demonstrates the isolation and expansion of stem like cells from surgically resected human glioblastoma mutliforme (GBM) tumor tissue using the neurosphere assay culture method.

Isolation und Expansion der menschlichen Glioblastoma multiforme Tumorzellen unter Verwendung der Neurosphäre Assay

Stem-like cells have been isolated in tumors such as breast, lung, colon, prostate and brain. A critical issue in all these tumors, especially in ...

Co-analysis of Brain Structure and Function using fMRI and Diffusion-weighted Imaging

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when studying the brain, as the functional role that a brain area fulfills may be largely defined by its connections to other brain areas. In this report, we describe a novel, non-invasive approach for relating brain structure and function using magnetic resonance imaging (MRI). This approach, a combination of structural imaging of long-range fiber connections and functional imaging data, is illustrated in two distinct cognitive domains, visual attention and face perception. Structural imaging is performed with diffusion-weighted imaging (DWI) and fiber tractography, which track the diffusion of water molecules along white-matter fiber tracts in the brain (Figure 1). By visualizing these fiber tracts, we are able to investigate the long-range connective architecture of the brain. The results compare favorably with one of the most widely-used techniques in DWI, diffusion tensor imaging (DTI). DTI is unable to resolve complex configurations of fiber tracts, limiting its utility for constructing detailed, anatomically-informed models of brain function. In contrast, our analyses reproduce known neuroanatomy with precision and accuracy. This advantage is partly due to data acquisition procedures: while many DTI protocols measure diffusion in a small number of directions (e.g., 6 or 12), we employ a diffusion spectrum imaging (DSI)1, 2 protocol which assesses diffusion in 257 directions and at a range of magnetic gradient strengths. Moreover, DSI data allow us to use more sophisticated methods for reconstructing acquired data. In two experiments (visual attention and face perception), tractography reveals that co-active areas of the human brain are anatomically connected, supporting extant hypotheses that they form functional networks. DWI allows us to create a "circuit diagram" and reproduce it on an individual-subject basis, for the purpose of monitoring task-relevant brain activity in networks of interest.

We describe a novel approach for simultaneous analysis of brain function and structure using magnetic resonance imaging (MRI). We assess brain structure with high-resolution diffusion-weighted imaging and white-matter fiber tractography. Unlike standard structural MRI, these techniques allow us to directly relate anatomical connectivity to functional properties of brain networks.

Co-Analyse von Hirnstruktur und-funktion mittels fMRT und Diffusionsgewichtete Imaging

The study of complex computational systems is facilitated by network maps, such as circuit diagrams. Such mapping is particularly informative when ...

Lineage-reprogramming of Pericyte-derived Cells of the Adult Human Brain into Induced Neurons

Direct lineage-reprogramming of non-neuronal cells into induced neurons (iNs) may provide insights into the molecular mechanisms underlying neurogenesis and enable new strategies for in vitro modeling or repairing the diseased brain. Identifying brain-resident non-neuronal cell types amenable to direct conversion into iNs might allow for launching such an approach in situ, i.e. within the damaged brain tissue. Here we describe a protocol developed in the attempt of identifying cells derived from the adult human brain that fulfill this premise. This protocol involves: (1) the culturing of human cells from the cerebral cortex obtained from adult human brain biopsies; (2) the in vitro expansion (approximately requiring 2-4 weeks) and characterization of the culture by immunocytochemistry and flow cytometry; (3) the enrichment by fluorescence-activated cell sorting (FACS) using anti-PDGF receptor-&#946; and anti-CD146 antibodies; (4) the retrovirus-mediated transduction with the neurogenic transcription factors sox2 and ascl1; (5) and finally the characterization of the resultant pericyte-derived induced neurons (PdiNs) by immunocytochemistry (14 days to 8 weeks following retroviral transduction). At this stage, iNs can be probed for their electrical properties by patch-clamp recording. This protocol provides a highly reproducible procedure for the in vitro lineage conversion of brain-resident pericytes into functional human iNs.

Targeting brain-resident cells for direct lineage-reprogramming offers new perspectives for brain repair. Here we describe a protocol of how to prepare cultures enriched for brain-resident pericytes from the adult human cerebral cortex and convert these into induced neurons by retrovirus-mediated expression of the transcription factors Sox2 and Ascl1.

Lineage-Umprogrammierung der Perizyten-abgeleiteten Zellen des erwachsenen menschlichen Gehirn in Neuronen induziert

Direct lineage-reprogramming of non-neuronal cells into induced neurons (iNs) may provide insights into the molecular mechanisms underlying neurogenesis ...

Fluorescence and Bioluminescence Imaging of Subcellular Ca2+ in Aged Hippocampal Neurons

Susceptibility to neuron cell death associated to neurodegeneration and ischemia are exceedingly increased in the aged brain but mechanisms responsible are badly known. Excitotoxicity, a process believed to contribute to neuron damage induced by both insults, is mediated by activation of glutamate receptors that promotes Ca2+ influx and mitochondrial Ca2+ overload. A substantial change in intracellular Ca2+ homeostasis or remodeling of intracellular Ca2+ homeostasis may favor neuron damage in old neurons. For investigating Ca2+ remodeling in aging we have used live cell imaging in long-term cultures of rat hippocampal neurons that resemble in some aspects aged neurons in vivo. For this end, hippocampal cells are, in first place, freshly dispersed from new born rat hippocampi and plated on poli-D-lysine coated, glass coverslips. Then cultures are kept in controlled media for several days or several weeks for investigating young and old neurons, respectively. Second, cultured neurons are loaded with fura2 and subjected to measurements of cytosolic Ca2+ concentration using digital fluorescence ratio imaging. Third, cultured neurons are transfected with plasmids expressing a tandem of low-affinity aequorin and GFP targeted to mitochondria. After 24 hr, aequorin inside cells is reconstituted with coelenterazine and neurons are subjected to bioluminescence imaging for monitoring of mitochondrial Ca2+ concentration. This three-step procedure allows the monitoring of cytosolic and mitochondrial Ca2+ responses to relevant stimuli as for example the glutamate receptor agonist NMDA and compare whether these and other responses are influenced by aging. This procedure may yield new insights as to how aging influence cytosolic and mitochondrial Ca2+ responses to selected stimuli as well as the testing of selected drugs aimed at preventing neuron cell death in age-related diseases.

Fluorescence and Bioluminescence Imaging of Subcellular Ca2+ in Aged Hippocampal Neurons

Intracellular Ca2+ remodeling in aging may contribute to excitotoxicity and neuron damage, processes mediated by Ca2+ overload. We aimed at investigating Ca2+ remodeling in the aging brain using fluorescence and bioluminescence imaging of cytosolic and mitochondrial Ca2+ in long-term cultures of rat hippocampal neurons, a model of neuronal aging.

Fluoreszenz- und Biolumineszenz-Bildgebung subzellulärer Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Im Alter von Neuronen im Hippocampus

Susceptibility to neuron cell death associated to neurodegeneration and ischemia are exceedingly increased in the aged brain but mechanisms responsible ...

Preparation of Acute Brain Slices Using an Optimized N-Methyl-D-glucamine Protective Recovery Method

This protocol is a practical guide to the N-methyl-D-glucamine (NMDG) protective recovery method of brain slice preparation. Numerous recent studies have validated the utility of this method for enhancing neuronal preservation and overall brain slice viability. The implementation of this technique by early adopters has facilitated detailed investigations into brain function using diverse experimental applications and spanning a wide range of animal ages, brain regions, and cell types. Steps are outlined for carrying out the protective recovery brain slice technique using an optimized NMDG artificial cerebrospinal fluid (aCSF) media formulation and enhanced procedure to reliably obtain healthy brain slices for patch clamp electrophysiology. With this updated approach, a substantial improvement is observed in the speed and reliability of gigaohm seal formation during targeted patch clamp recording experiments while maintaining excellent neuronal preservation, thereby facilitating challenging experimental applications. Representative results are provided from multi-neuron patch clamp recording experiments to assay synaptic connectivity in neocortical brain slices prepared from young adult transgenic mice and mature adult human neurosurgical specimens. Furthermore, the optimized NMDG protective recovery method of brain slicing is compatible with both juvenile and adult animals, thus resolving a limitation of the original methodology. In summary, a single media formulation and brain slicing procedure can be implemented across various species and ages to achieve excellent viability and tissue preservation.

Preparation of Acute Brain Slices Using an Optimized N-Methyl-D-glucamine Protective Recovery Method

This protocol demonstrates the implementation of an optimized N-methyl-D-glucamine (NMDG) protective recovery method of brain slice preparation. A single media formulation is used to reliably obtain healthy brain slices from animals of any age and for diverse experimental applications.

Vorbereitung der akuten Gehirnscheiben mit einem optimierten N-Methyl-D-Glucamine-schützende Recovery-Methode

This protocol is a practical guide to the N-methyl-D-glucamine (NMDG) protective recovery method of brain slice preparation. Numerous recent studies have ...

Peering at Brain Polysomes with Atomic Force Microscopy

The translational machinery, i.e., the polysome or polyribosome, is one of the biggest and most complex cytoplasmic machineries in cells. Polysomes, formed by ribosomes, mRNAs, several proteins and non-coding RNAs, represent integrated platforms where translational controls take place. However, while the ribosome has been widely studied, the organization of polysomes is still lacking comprehensive understanding. Thus much effort is required in order to elucidate polysome organization and any novel mechanism of translational control that may be embedded. Atomic force microscopy (AFM) is a type of scanning probe microscopy that allows the acquisition of 3D images at nanoscale resolution. Compared to electron microscopy (EM) techniques, one of the main advantages of AFM is that it can acquire thousands of images both in air and in solution, enabling the sample to be maintained under near physiological conditions without any need for staining and fixing procedures. Here, a detailed protocol for the accurate purification of polysomes from mouse brain and their deposition on mica substrates is described. This protocol enables polysome imaging in air and liquid with AFM and their reconstruction as three-dimensional objects. Complementary to cryo-electron microscopy (cryo-EM), the proposed method can be conveniently used for systematically analyzing polysomes and studying their organization.

While ribosome structure has been extensively characterized, the organization of polysomes is still understudied. To overcome this lack of knowledge, we present here a detailed preparation protocol for accurate imaging of mammalian polysomes by atomic force microscopy (AFM) in air and liquid.

Peering am Gehirn Polysomen mit Rasterkraftmikroskopie

The translational machinery, i.e., the polysome or polyribosome, is one of the biggest and most complex cytoplasmic machineries in cells. Polysomes, ...

Kinematic Analysis Using 3D Motion Capture of Drinking Task in People With and Without Upper-extremity Impairments

Kinematic analysis is a powerful method for objective assessment of upper extremity movements in a three-dimensional (3D) space. Three-dimensional motion capture with an optoelectronic camera system is considered as golden standard for kinematic movement analysis and is increasingly used as outcome measure to evaluate the movement performance and quality after an injury or disease involving upper extremity movements. This article describes a standardized protocol for kinematic analysis of drinking task applied in individuals with upper extremity impairments after stroke. The drinking task incorporates reaching, grasping and lifting a cup from a table to take a drink, placing the cup back, and moving the hand back to the edge of the table. The sitting position is standardized to the individual&#39;s body size and the task is performed in a comfortable self-paced speed and compensatory movements are not constrained. The intention is to keep the task natural and close to a real-life situation to improve the ecological validity of the protocol. A 5-camera motion capture system is used to gather 3D coordinate positions from 9 retroreflective markers positioned on anatomical landmarks of the arm, trunk, and face. A simple single marker placement is used to ensure the feasibility of the protocol in clinical settings. Custom-made Matlab software provides automated and fast analyses of movement data. Temporal kinematics of movement time, velocity, peak velocity, time of peak velocity, and smoothness (number of movement units) along with spatial angular kinematics of shoulder and elbow joint as well as trunk movements are calculated. The drinking task is a valid assessment for individuals with moderate and mild upper extremity impairment. The construct, discriminative and concurrent validity along with responsiveness (sensitivity to change) of the kinematic variables obtained from the drinking task have been established.

This protocol describes an objective method to evaluate the movement performance and sensorimotor function of the upper extremity applied to individuals with stroke and healthy controls. A standardized test procedure, kinematic analysis and outcome variables for three-dimensional motion capture of drinking task are provided.

Kinematische Analyse mit 3D Motion Capture trinken Aufgabe bei Menschen mit und ohne Beeinträchtigungen der oberen Extremitäten

Kinematic analysis is a powerful method for objective assessment of upper extremity movements in a three-dimensional (3D) space. Three-dimensional motion ...

Analyzing Neural Activity and Connectivity Using Intracranial EEG Data with SPM Software

Measuring neural activity and connectivity associated with cognitive functions at high spatial and temporal resolutions is an important goal in cognitive neuroscience. Intracranial electroencephalography (EEG) can directly record electrical neural activity and has the unique potential to accomplish this goal. Traditionally, averaging analysis has been applied to analyze intracranial EEG data; however, several new techniques are available for depicting neural activity and intra- and inter-regional connectivity. Here, we introduce two analytical protocols we recently applied to analyze intracranial EEG data using the Statistical Parametric Mapping (SPM) software: time-frequency SPM analysis for neural activity and dynamic causal modeling of induced responses for intra- and inter-regional connectivity. We report our analysis of intracranial EEG data during the observation of faces as representative results. The results revealed that the inferior occipital gyrus (IOG) showed gamma-band activity at very early stages (110 ms) in response to faces, and both the IOG and amygdala showed rapid intra- and inter-regional connectivity using various types of oscillations. These analytical protocols have the potential to identify the neural mechanisms underlying cognitive functions with high spatial and temporal profiles.

We present two analytical protocols that can be used to analyze intracranial electroencephalography data using the Statistical Parametric Mapping (SPM) software: time-frequency statistical parametric mapping analysis for neural activity, and dynamic causal modeling of induced responses for intra- and inter-regional connectivity.

Analyse der neuronalen Aktivität und Konnektivität mit intrakraniellen EEG-Daten mit SPM-Software

Measuring neural activity and connectivity associated with cognitive functions at high spatial and temporal resolutions is an important goal in cognitive ...