Dieses Protokoll ermöglicht es, die Stimulationsfolgen auf neuronale Netze zu untersuchen und dabei zu helfen, das Rätsel um DBS zu enträtseln. Und um den Einfluss einer Stimulation auf die Gehirndynamik zu bestimmen. Der Hauptvorteil der FD-Reparatur während einer Stimulation besteht darin, dass wir die In-vivo-Konsequenzen der akuten Stimulation auf die Gehirndynamik visualisieren und dann in vivo die Stimulationsprotokolle verfeinern können.
Diese Methode ist von besonderer Relevanz in den Bereichen Neurologie und Psychiatrie. Wie in diesen medizinischen Fachgebieten, in denen DBS als anthroponotische Strategie seinen größten Einfluss hat. Um zu beginnen, legen Sie das betäubte Tier Rückenlage auf das CT-Bett.
Für die CT-Bildgebung befestigen Sie die Gesichtsmaske oder den Nasenkegel an der Ratte. Suchen Sie den Kopf in der Mitte des Sichtfeldes des CT-Scanners. Fahren Sie mit der Erfassung des CT-Bildes mit den Aufnahmeparametern gemäß den Spezifikationen des Scanners fort.
Für die MR-Bildgebung legen Sie das Tier in Rückenlage auf das MRT-Bett. Um Bewegungen während der MRT-Erfassung zu vermeiden, befestigen Sie den Kopf an einem stereotaktischen Rahmen, der auf dem Scannerbett platziert ist. Sichern Sie auch den Rest des Rattenkörpers mit Seidenband.
Sobald die Position korrekt ist, nehmen Sie das MRT-Bild auf. Verwenden Sie eine Bildverarbeitungssoftware, um CT und MRT räumlich zu normalisieren, indem Sie einen automatischen starren Registrierungsalgorithmus verwenden, der auf gegenseitigen Informationen basiert. Lokalisieren Sie die Bregma-Linie im gemeinsam registrierten Bild.
Und messen Sie die Entfernung im AP-, ML- und DV-Zugang von Bregma zum medialen präfrontalen Kortex gemäß dem Paxinos und Watson Rat Brain Atlas. Rasieren Sie den Bereich zwischen den Ohren und den Augen. Platzieren Sie das Tier in Bauchlage auf dem stereotaktischen Rahmen.
Stellen Sie die Unbeweglichkeit des Kopfes sicher, indem Sie die Rattenohrstangen verwenden. Achten Sie darauf, die Ohrbügel nicht zu tief einzuführen, da dies das Trommelfell beschädigen kann. Verwenden Sie den Kopfhalteadapter für Ratten, um das Tier während der Operation in der richtigen Position zu halten.
Tragen Sie Athymischschmiergel auf die Rattenaugen auf, um Trockenheit während der Operation zu verhindern, und bedecken Sie sie mit steriler Gaze. Machen Sie einen Längsschnitt in der Haut über dem Schädel zwischen den Ohren. Erstreckt sich 1,5 bis zwei Zentimeter von Lambda bis Bregma.
Belichten Sie den Schädel mit Hilfe von zwei oder drei Klemmen. Entfernen Sie das Periost mit einer Schere und reinigen Sie das Blut mit Kochsalzlösung, um Bregma und die sagittalen Nähte freizulegen. Entfernen Sie die überschüssige Kochsalzlösung mit Gaze.
Bevor Sie die Elektroden positionieren, richten Sie sie mit einer Kunststoffpinzette aus, um die korrekte Platzierung während der Operation sicherzustellen. Legen Sie eine Elektrode auf die Halterung des rechten Arms des stereotaktischen Rahmens. Bewegen Sie den rechten Arm, der die Elektrode hält, durch den stereotaktischen Rahmen.
Und legen Sie die Spitze der Elektrode genau über Bregma. Versuchen Sie, die Elektrodenspitze so nah wie möglich an den Schädel zu bringen, ohne sie zu berühren, um eine Elektrodenverformung zu vermeiden. Beachten Sie die resultierenden Koordinaten für Bregma, die vom stereotaktischen Rahmen bereitgestellt werden.
Machen Sie mit einem chirurgischen Stift eine Markierung auf dem Schädel, die die Ausgangsposition der Elektrode anzeigt. Bewegen Sie den Halter zu den zuvor erhaltenen AP- und ML-Koordinaten. Und markieren Sie den Schädel mit einem chirurgischen Stift, der die Position des Elektrodenziels anzeigt.
Entfernen Sie den rechten Arm des stereotaktischen Rahmens, der die Elektrode hält. Achten Sie darauf, nichts mit der Elektrode zu berühren. Machen Sie mit einer kleinen elektrischen Bohrmaschine ein Loch durch den Schädel in der Zielposition, bis die Dura sichtbar ist.
Verwenden Sie ein Wattestäbchen, um die Blutung zu stoppen. Bohren Sie vier Löcher entlang des Schädels, um vier Schrauben zu platzieren. Um die Oberfläche des Zahnzements zu vergrößern und den Boden zu lokalisieren.
Dann befestigen Sie die Schrauben. Lokalisieren Sie den rechten Arm des stereotaktischen Rahmens mit der rechten Elektrode. Bewegen Sie den Arm in die berechnete Position, die mit dem Loch übereinstimmen soll.
Dann senken Sie die Elektrode, bis sie die Dura mater berührt. Diese Position dient als Nullpegel in DV-Richtung. Führen Sie die Spitze der Elektrode unter Verwendung der zuvor erhaltenen DV-Koordinaten in DV-Richtung ein.
Befestigen Sie den Boden an einer der Schrauben, die der Elektrode am nächsten sind, und tragen Sie Zahnzement um die Elektrode und die Schrauben auf. Wiederholen Sie den gleichen Elektrodenplatzierungsvorgang für die andere Hemisphäre des Gehirns. Tragen Sie mehr Zahnzement auf, um eine Kappe zu bilden, ohne die Elektrode zu bedecken, und warten Sie, bis sie aushärtet.
Verwenden Sie Jodopovidonlösung, um den chirurgischen Bereich zu desinfizieren. Entfernen Sie die Ratte aus dem stereotaktischen Rahmen und fahren Sie mit der CT-Bildgebung fort, wie zuvor gezeigt, um die korrekte Platzierung der Elektroden zu bewerten. Beschleunigen Sie die Ratte acht bis 12 Stunden vor jedem PET-Scan.
Füllen Sie eine 27-Gauge-Spritze mit ca. 37 Megabecquerel der FDG-Lösung in dem geringstmöglichen Volumen, gemessen in einem Aktivimeter. Legen Sie ein Heizkissen unter den Schwanz des Tieres oder verwenden Sie Infrarotlicht, um die Schwanzvenen zu erweitern. Injizieren Sie die FDG-Lösung durch eine der seitlichen Schwanzvenen.
Setzen Sie das Tier zurück in den Käfig und lassen Sie 45 Minuten für die Radiotraceraufnahme einplanen, bevor Sie die Bildaufnahmesitzung starten. Für die D2-Studie lieferte DBS während der FDG-Aufnahmephase. Bereiten Sie den isolierten Stimulator und die erforderlichen Drähte in einem großen und ruhigen Raum mit genügend Platz für die Tierkäfige und minimalem Einfluss potenziell störender Reize vor.
Verbinden Sie die Stimulationsdrähte mit den Drehgelenken, damit sich die Tiere innerhalb der Käfige und mit dem Stimulator frei bewegen können. Stellen Sie die Stimulationsparameter wie im Textmanuskript beschrieben ein. Verwenden Sie ein Oszilloskop, um den aktuellen Modus, die Frequenz und die Pulsbreite zu überprüfen.
Bestätigen Sie die biphasische Wellenform mit einer rechteckigen Pulsform. Das CT-Bild visualisierte deutlich die Elektrode, die in das Rattengehirn eingeführt wurde. Die in dieser Studie verwendete Bildgebungsmodalität lieferte auch gute anatomische Informationen und erleichterte die Registrierung von FDG-PET-Bildern.
Ein fusioniertes PET-CT-Bild desselben Tieres, das räumlich im selben stereotaktischen Raum registriert ist. Die metabolischen Unterschiede im Gehirn wurden zwischen PET-Sitzungen beobachtet, als T-Maps auf sequentielle Gehirnschnitte von einem Millimeter aus einem MRT überlagert wurden, das im Referenz-CT-Bild registriert wurde. Diese Unterschiede bestanden aus Zu- und Abnahmen der FDG-Aufnahme, die als warme bzw. kalte Farben dargestellt wurden.
Eine detaillierte Zusammenfassung der statistischen Ergebnisse der Analyse ergab die modulierte Hirnregion und die Gehirnhemisphäre, in der die Modulation beobachtet wurde. Die T-Statistik, die Clustergröße, die Modulationsrichtung und die P-Werte, die auf Spitzen- und Clusterebene erhalten werden. Es ist wichtig, ein angemessenes ästhetisches Niveau und des Kopfes während der Operation aufrechtzuerhalten.
Darüber hinaus sind Koordinatenberechnung und eine Geradheit der Elektroden unerlässlich. Neuen Betreibern wird empfohlen, sorgfältig zu sein und alle Schritte zu befolgen. Nach Abschluss des gesamten Verfahrens können die Tiere einem Verhaltenstest unterzogen werden, um die Auswirkungen der Stimulation auf verschiedene kognitive Bereiche zu bewerten.
Darüber hinaus können eine Reihe von Bildstudien durchgeführt werden, um die THS-Folgen auf zellulärer Ebene zu beurteilen.
