Notre laboratoire est dédié à l’application de technologies basées sur les ultrasons pour étudier le fonctionnement du cerveau et traiter les troubles cérébraux. Nos recherches actuelles s’articulent principalement autour de deux erreurs clés : l’imagerie par ultrasons fonctionnels et la neuromodulation par ultrasons focalisés. Axée sur les ultrasons, la neuromodulation est considérée comme une approche potentielle pour l’intervention cérébrale chez l’homme, cependant, ses mécanismes ne sont pas clairs.
Récemment, l’intégration de l’optométrie par fibre et l’accent mis sur la neuromodulation par ultrasons ont été approuvées pour être utiles pour dépister les paramètres efficaces de modulation de types neurologiques spécifiques dans diverses régions développables. Ce protocole vise à détecter la neuroactivité modulée par ultrasons chez des souris se déplaçant librement sans anesthésie ou fixation stéréotaxique du cadre en utilisant une technologie d’optométrie de fibre mini-invasive pour capturer la dynamique calcique comme mesure de la neuroactivité sous l’implant. Il atténue les effets confondants potentiels de la vibration sonore de la sonde elle-même.
Ce protocole est adapté à l’étude de la perception, de la coordination et du comportement. Il permet d’étudier les enzymes correspondantes de la neuromodulation par ultrasons et de développer de nouveaux sites de paramètres pour le traitement des troubles cérébraux. Pour commencer, préparez une plaque piézoélectrique.
À l’aide de pâte époxy argentée, fixez le fil des deux côtés de la plaque piézoélectrique. Une fois que la pâte époxy s’est solidifiée, utilisez un multimètre pour mesurer la résistance aux deux extrémités du fil afin de vous assurer qu’elle est approximativement nulle. Appliquez ensuite une couche de ruban adhésif double face sur une surface en feuille de verre propre.
Collez fermement la plaque piézoélectrique et l’anneau de cuivre sur la feuille de verre. Insérez solidement le tuyau en polypropylène d’un diamètre extérieur de trois millimètres au centre de la plaque piézoélectrique et collez-le fermement à la feuille de verre. Maintenant, aspirez la colle de résine époxy préparée.
À l’aide d’une seringue jetable, extrayez l’époxy et injectez-le lentement dans l’anneau de cuivre. À l’aide d’un fer à souder électronique, soudez les extrémités libres de deux fils sur le connecteur de l’écrou à baïonnette. Après avoir retiré la feuille de verre, nettoyez la surface du transducteur avec de l’alcool.
Pour commencer, placez l’hydrophone et le transducteur dans un réservoir d’eau rempli d’eau déminéralisée. Découvrez un champ maximum dans le plan focal grâce au scan 2D. Identifiez ensuite un maximum de champ dans un autre plan avec un maximum clair.
Après avoir comparé les coordonnées X et Y des deux maxima, ajustez la position et l’orientation du transducteur si nécessaire. Ajustez l’embout de l’hydrophone à un millimètre de la surface du transducteur, en le positionnant au milieu du bord droit. Lancez ensuite le programme de balayage pour capturer le champ acoustique libre dans le plan XC.
Déplacez l’hydrophone le long de l’axe Z pour déterminer les profondeurs associées à la pression de pointe spatiale. Ensuite, déplacez l’hydrophone dans le coin inférieur droit du transducteur dans le plan XY. Mettez sous tension et lancez le programme de balayage pour capturer le champ acoustique libre dans le plan XY.
Après avoir placé le transducteur sur le crâne de la souris préparée, acquérez le champ acoustique transcrânien XC dans le plan XY grâce au balayage de l’hydrophone. Lisez les amplitudes de pression. Lire les dimensions focales à 3 décibels et la position sur les plans XY et XC dans le champ acoustique transcrânien, signaler les paramètres de synchronisation des impulsions, y compris Amax, la durée de l’impulsion, l’intervalle de répétition des impulsions, la durée du train d’impulsions et l’enveloppe.
Pour commencer, utilisez un fader pour couper les poils de la tête de l’animal anesthésié et désinfectez la zone avec de l’éthanol à 70 % et de la povidone iodée. Placez la souris en position couchée sur le cadre stéréotaxique. Faites une incision le long de la suture sagittale, en partant de l’os occipital jusqu’au début de l’os nasal.
Une fois que la peau recouvrant les hémisphères est enlevée, utilisez une solution saline stérile pour nettoyer le crâne et éliminer tout périoste restant. À l’aide d’un coton-tige, appliquez du peroxyde d’hydrogène à 3 % sur le crâne exposé pendant environ deux à trois secondes pour créer des micropores. Ensuite, rincez abondamment avec une solution saline stérile et assurez-vous que la zone est complètement sèche.
Ensuite, créez une craniotomie à trou de fraise de 0,6 millimètre de diamètre. Lavez tous les débris avec une solution saline stérile. Insérez la virole à fibre optique dans le support de sonde et connectez-la au bras stéréotaxique.
Utilisez le bras stéréotaxique pour aligner l’implant directement au-dessus de la région d’intérêt et insérez-le dans la région d’intérêt. Utilisez maintenant un cure-dent stérile pour étaler une fine couche de ciment dentaire préparé sur le crâne et sur la partie inférieure de l’implant. Détachez soigneusement le support de la sonde.
Préparez un tuyau en polypropylène et coupez-le sur toute sa longueur. À l’aide d’une pince à épiler, fixez le tuyau au bas de l’implant. Après avoir versé la poudre de ciment dentaire dans le tuyau, ajoutez le liquide requis et attendez quelques minutes pour que le ciment dentaire se solidifie.
Localisez l’ouverture du tuyau et serrez-le soigneusement pour le retirer à l’aide d’une pince à épiler. Après avoir préparé le mélange de ciment dentaire pour l’application, assurez-vous qu’une couche uniforme et mince est répartie sur le crâne. Percez ensuite trois trous dans l’anneau imprimé en 3D.
Fixez les vis dans leurs trous respectifs. Insérez le haut de l’implant dans le trou du transducteur préfabriqué. Assurez-vous que la paroi intérieure de l’anneau imprimé en 3D est lisse.
Placez-le ensuite autour du transducteur positionné sur le crâne de la souris. Appliquez du ciment dentaire à la jonction entre l’anneau et le crâne. Attendez ensuite quelques minutes que le ciment dentaire se solidifie.
Retirez délicatement le transducteur et serrez fermement les vis. Après avoir positionné la souris anesthésiée sur le cadre stéréotaxique, nettoyez la surface supérieure de l’implant avec de l’alcool. Injectez de l’eau et un agent de couplage dans l’espace entre l’implant et l’anneau imprimé en 3D.
Insérez le cordon de raccordement à fibre optique au centre de la sonde préparée. Connectez ensuite l’implant au cordon de raccordement à fibre optique. Insérez soigneusement la sonde dans la zone.
Ensuite, placez la souris dans un champ ouvert et laissez-la se réveiller. Fixez le transducteur au système d’excitation par ultrasons et connectez le cordon de raccordement à fibre optique au système d’enregistrement à fibre optique. Activez à la fois le dispositif d’excitation par ultrasons et le système d’enregistrement à fibre optique.
Les signaux de fibre optique ont été enregistrés sous neuromodulation par ultrasons focalisés, les enveloppes étant respectivement carrées et sinusoïdales. Le signal carré a duré 300 millisecondes, tandis que le signal sinusoïdal continu a duré 471 millisecondes.
