Method Article
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר את הכימות של וריאציות המודינמיות המוח נפחיות במוח העכבר באמצעות אולטרסאונד פונקציונלי (fUS). נהלים עבור מפת הפעלה פונקציונלית תלת-ממדית בעקבות גירוי חושי כמו גם קישוריות תפקודית של מצב מנוחה מסופקים כדוגמאות להמחשה, בעכברים מרדים וערים.
הדמיית אולטרסאונד פונקציונלית (fUS) היא אודל הדמיה מוחית חדשנית הנשענת על מדד הרגישות הגבוהה של נפח הדם המוחי שהושג על ידי אנגיוגרפיה דופלרית אולטרה מהירה. כמו זלוף המוח קשורה קשר הדוק לפעילות עצבית מקומית, טכניקה זו מאפשרת מיפוי תלת-ממדי של המוח כולו של הפעלה אזורית הנגרמת על ידי משימות, כמו גם קישוריות תפקודית של מצב מנוחה, באופן לא פולשני, עם רזולוציה מרחבית-זמנית ללא תחרות ופשטות תפעולית. בהשוואה ל- fMRI (הדמיית תהודה מגנטית תפקודית), יתרון עיקרי של הדמיית fUS מורכב מהפעלת תאימות מלאה לניסויים בבעלי חיים ערים ומתנהגים. יתר על כן, מיפוי המוח fMRI בעכברים, המודל הקדם-אקליני הנפוץ ביותר במדעי המוח, נותר מאתגר מבחינה טכנית בשל גודלו הקטן של המוח וקושי לשמור על מצבים פיזיולוגיים יציבים. כאן אנו מציגים פרוטוקול פשוט, אמין וחזק להדמיית fUS של המוח כולו בעכברים מרדים וערים באמצעות מערכת fUS מסחרית מדף עם מתמר ליניארי ממונע, המניב הפעלה קליפת המוח משמעותית בעקבות גירוי חושי, כמו גם דפוס קישוריות פונקציונלי 3D לשחזור לזיהוי רשת.
בשני העשורים האחרונים, דימות מוחי הפך לכלי חשוב לחקר תפקוד המוח וארגון, המאפשר לחוקרים לגלות תגליות חשובות בתחום מדעי המוח. כיום, הדמיית תהודה מגנטית תפקודית (fMRI) הפכה לטכניקת הדמיית המוח הקלינית הסטנדרטית לזהב להערכת משימה או הפעלת מוח מעוררת סמים ומיפוי קישוריות תפקודית במנוחה. בעוד fMRI אנושי יש אמינות גבוהה ורגישות, fMRI עכבר נשאר מאתגר מבחינה טכנית מסיבות רבות1. ראשית, fMRI יש רזולוציה מרחבית וטמפורלית ירודה. הגודל הקטן של מוח העכבר מחייב שימוש בשדות מגנטיים חזקים באמצעות סורקים יקרים כדי להשיג רזולוציה מרחבית סבירה. שנית, שמירה על פרמטרים פיזיולוגיים יציבים בטווח הצר המאפשר צימוד נוירו-וסקולרי יעיל קשה מאוד בעכברים מרדים. לבסוף, רמת החמצן בדם תלויה (BOLD) אות שעליו מחקרי fMRI מסתמכים יש רגישות ירודה יחסית, המוביל יחס אות לרעש נמוך כאשר מוחל על עכברים ולעתים קרובות דורש הצגת גירוי חוזר על פני רכישה ארוכה כדי לזהות וריאציות קטנות. העכבר הוא המודל החייתי הנפוץ ביותר במחקר פרה-רפואי ביו-רפואי, מגבלות אלה אחראיות בחלקן לפער התרגומי בנוירופסיכיאטריה, ומעכבות מטרות טיפוליות מבטיחות חדשות על הספסל שיוחזו לטיפולים יעילים על המיטה.
אולטרסאונד פונקציונלי (fUS) היא טכניקת הדמיה מוחית שפותחה לאחרונה המבוססת על דופלר אולטרה מהיר2. על ידי דגימה ישירה של נפח הדם במוח, טכניקה זו מאפשרת לחטט בפעילות המוח בזמן אמת באמצעות צימוד נוירווסקולרי. בהשוואה לטכניקות דימות מוחי אחרות, fUS מניב רזולוציה מרחבית של 100 מיקרומטר ורזולוציה זמנית בעשרות אלפיות השנייה. טכניקה זו מאפשרת הדמיה מוחית שלמה של חלקים קורונל שלם של מוח העכבר, לגמרי לא פולשני. יתר על כן, הוא תואם לחלוטין עם בעלי חיים מודעים ומתנהגים3,4,5. אחת המגבלות הנוכחיות העיקריות של fUS היא התכונה הדו-פעמית שלה, המאפשרת להקליט מטוס קורונל יחיד בו זמנית. בעוד נפח 3D fUS באמצעות מתמרים מערך מטריצה 2D כבר הוכח בהצלחה בחולדות6 ואושר בעכברים7, חוסר הרגישות הנוכחי שלה דורש גולגולת מלאה, כמו גם ממוצע מספר חשוב של ניסויים כדי לזהות שינוי קל של פעילות. לחלופין, ניתן לדרוך על מתמרים ליניאריים על פני עמדות מרובות ולבצע הדמיה תפקודית מישור אחר מטוס כדי לכסות את כל המוח. עם זאת, טכניקה זו דורשת חזרות פרדיגמה ניסיוניות רבות וכזמן רכישה ארוך כזה (3-4 שעות למוח העכבר)8,9.
בעבודה הנוכחית, אנו מתארים פלטפורמה ניסיונית חזקה הכוללת סורק אולטרסאונד פונקציונלי זמין מסחרית ומתמר ליניארי מהיר מיתוג מטוס עם נהלים לרכישת נתוני fUS 3D בעכברים מורדמים וערים, המאפשר מיפוי פונקציונלי נפחי ותפקודי transcranial של מוח העכבר, לא פולשני, ללא סוכן ניגודיות ובזמני רכישה קצרים. אנו ממחישים תכונה זו על ידי מיפוי הפעלת קליפת המוח הסומטו-סנסורית בעקבות גירוי שפם, כמו גם קישוריות תפקודית של מצב מנוחה. מלבד הכנה לבעלי חיים ואיסוף נתונים, אנו מתארים גם את ההליך להדמיה, רישום אטלס וניתוח של אותות fUS בזמן אמת.
כל ההליכים המוצגים כאן בוצעו בהסכמה עם הוראת מועצת הקהילה האירופית מ-22 בספטמבר 2010 (010/63/UE) וועדת האתיקה המקומית שלנו (Comité d'éthique en matière d'expérimentation animale מספר 59, 'מרכז פריז וסוד', פרויקט #2017-23). עכברים בוגרים (זכר C57BL/6 Rj, גיל 2-3 חודשים, 20-30 גרם, ממעבדות Janvier, צרפת) שוכנו 4 לכלוב עם מחזור בהיר / כהה 12 שעות, טמפרטורה קבועה ב 22 °C (75 °F) וליביטום מזון ומים. לפני תחילת הניסויים, בעלי חיים מקבלים תקופת התאקלמות מינימלית של שבוע לתנאי הדיור.
1. הכנה לבעלי חיים להדמיית fUS מרדים
איור 1: התקנה ניסיונית לניסויי fUS מרדים. תיאור ההתקנה הניסיונית המציגה את כל הציוד המדעי הדרוש במהלך ניסוי מרדים. 1. ניטור פיזיולוגי : תצוגה חיה של תדרי הנשימה והיב. 2. מודול מנוע ארבעה צירים (שלושה תרגומים וסיבוב אחד) מנוטר על ידי מערכת Iconeus One (9) ומאפשר לבצע סריקות טומוגרפיות תלת-ממדיות טרנס-קדנציאליות או רכישות 4D. 3a. סרוו-מוטור המניע את ממריץ השפם(3b.) מנוע הסרוו נשלט על ידי כרטיס arduino uno אשר מתממשק עם מערכת Iconeus One (9) על מנת לסנכרן דפוסי גירוי עם רצפי הדמיה. 4.א. בקר משאבת מזרק. 4.b. מחזיק מזרק. 5.א. צג צלחת טמפרטורה השולט בצלחת החימום. 5.b. צלחת חימום ומדחום רקטלי ממשק עם צג צלחתהטמפרטורה (5.a.). 6. ג'ל אולטראסאונד ממוקם בין ראשו של בעל החיים לבין בדיקת אולטרסאונד, מתן צימוד אקוסטי ביניהם. 7. 15 MHz בדיקת אולטרסאונד. 8. מחזיק בדיקה המקשר את הגשוש (7) למודול המנוע (2). 9. Iconeus One ציוד ותוכנה, המאפשרים תכנות רצפי הדמיה שונים ושליטה במודול המנועים (2) המניע את הגשוש (7). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
2. הכנה לבעלי חיים לניסויי עכברים ערים
איור 2: התקנה ניסיונית לניסויים ערים של fUS. א. איור סכמטי של הכיסוי המגנטי של לוחית הראש המגן על חלון ההדמיה (שנוצר באמצעות BioRender.com). במהלך מפגשי הדמיה (משמאל), הכיסוי מוסר כדי לסרוק את המוח בצמצם הגדול המוצע על ידי צלחת הראש. ב. צילום של ההתקנה הניסיונית להדמיה ערה טרנס-ת עורית בעכברים שמתנהגים בחופשיות. 1. מערכת ותוכנה Iconeus One, המאפשרת להגדיר רצפי הדמיה שונים ולשלוט במודול המנועים. 2. מודול מנועים ארבעה צירים (שלושה תרגומים וסיבוב אחד) מנוטר על ידי מערכת Iconeus One (1)ומאפשר סריקות טומוגרפיות תלת-ממדיות או רכישות 4D. 3. שולחן חלוקת אוויר. 4. כלוב ביתי נייד (MHC). 5א,5b. תצלומים המציגים נופים קרובים יותר של סביבת החיה בתוך MHC. 6. מערכת קיבוע הראש מהדקת את צלחת הראש. 7. מחזיק בדיקה המקשר את הגשוש למודול המנוע (2). 8.15 MHz בדיקה קולית. 9. ג'ל אולטראסאונד ממוקם בין ראש העכבר לבין בדיקת אולטרסאונד, מתן צימוד אקוסטי ביניהם. 10. סרוו-מוטור נוהגת ממריץ השפם. מנוע הסרוו נשלט על ידי כרטיס Arduino Uno אשר מתממשק עם מערכת Iconeus One באמצעות אות TTL (1) על מנת לסנכרן דפוסי גירוי עם רצפי הדמיה. ג. איור של אפשרויות הדגימה המרחביות השונות (שנוצרו עם BioRender.com): בכל מקרה, הבדיקה מדורגת מהמיקום הראשון לאחרון ותמונת דופלר נרשמת בכל מיקום כדי לשחזר את עוצמת הקול הערומה. תהליך זה חוזר על עצמו ברציפות במהלך כל זמן הרכישה. סריקה צפופה (משמאל): השלב בין פרוסות חייב להיות קטן מספיק (בדרך כלל 400 מיקרומטר, התואם לרזולוציית הגובה) כדי לאפשר הדמיה נפחית. סריקה דלילה (מימין): אם אזורים פונקציונליים מרוחקים ממוקדים (במיקומים שונים), ניתן גם להקטין את הדגימה המרחבית כדי לדמיין פרוסות שונות המצטלבות באזורים אלה מבלי להתפשר על הדגימה הטמפורלית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
3. מיקום בדיקה
4. סריקה אנגיוגרפית ורישום אטלס
5. מערכת מיקום המוח (BPS)
איור 3: סריקה אנגיוגרפית טרנס-ת-ת-גיאוגרפית מהירה ורישום מוח למיקום מדויק של בדיקה. א. ייצוג סכמטי של מוח העכבר נסרק באופן טרנסקרני על ידי הבדיקה הקולית מהפרוסה הראשונה (ירוקה) לפרוסה האחרונה (כחולה) במהלך סריקה אנגיוגרפית מהירה. הפרוסה הנוכחית (המיוצגת באדום) נעה צעד אחר צעד מהגב (ירוק) לחזית (הכחולה) של המוח. נוצר עם BioRender.com B. צילום מסך של תוכנת הרכישה IcoScan בלוח 3D אנג'יו. הפרמטרים המוגדרים מראש בצד ימין קובעים את תצורת הסריקה המהירה. המיקומים במ"מ של הפרוסה הראשונה, הפרוסה האחרונה וגודל הצעד חייבים להיות נבחרים היטב כדי לסרוק באופן ליניארי את כל המוח. ג. צילום מסך של תוכנת העיבוד IcoStudio. סריקת 3D אנגיו המהירה נרשמת באופן אוטומטי לתבנית ייחוס של מוח העכבר. שלוש התצוגות (משמאל) מציגות את מיקום העל של כלי הים ואת מוח העכבר אלן אטלס בתצוגות קורונליות, קשתיות וציריות. ד. פריסה ליניארית (מונטאז') של 16 פרוסות (מתוך 31) וסריקת אנגיו תלת-ממדית, כאשר אטלס הייחוס הרשום של אלן מונח על גבי כלי היתווה. אי. צילום מסך של לוח הניווט במוח המציג את מישור ההדמיה החזוי המתאים לקואורדינטות המנוע שחושבו על ידי התוכנה הודות לשני הסמנים הממוקמים במרכז קליפת המוח הסומטוסנסורית הראשית השמאלית והימנית, אזור שדות חבית. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
6. ניסוי מעורר משימה: גירוי שפם
7. קישוריות פונקציונלית 4D
פרוטוקול זה מתאר את הכימות 3D של וריאציות המודינמיות מוחיות באופן טרנסקרטי במוח העכבר, במנוחה או בתגובה לגירוי חושי. גירוי שפם, פרדיגמה סטנדרטית למיפוי הפעלה תפקודית של המוח במכרסמים, נבחרה כדוגמה לתגובה מעוררת גירוי חושי. איור 4 מציג מפת הפעלה מייצגת בתגובה לגירוי שפם מכני בעכבר מרדים המתקבל באמצעות הדמיית fUS transcranial. זמן הניסיון הכולל היה 760 s, עם בסיס של 60 s (לפני ואחרי הגירוי), גירוי של 80 s וזמן התאוששות של 60, חזר על עצמו 5x. הפעלה משמעותית נקבעה ברזולוציה של מודל ליניארי כללי (GLM) באמצעות פונקציית תגובה המודינמית (HRF) המשמשת כברירת מחדל. האזורים המופעלים (ציוני Z עם ערך p >0.0000006 לאחר תיקון Bonferroni מחמיר להשוואה מרובה) מוצגים כערכים מקודדים בצבע מעל לתבנית מסגרת הקואורדינטות המשותפת של אלן. מהלך הזמן מבחינת Voxel של קליפת המוח הסומטו-סנסורית העיקרית הנגדית, אזור שדה החביות (S1BF) חשף עלייה של 15%-20% ב- CBV בהשוואה לבסיס.
איור 4: מפות הפעלה טרנס-תברתית וקורס זמן rCBV בעקבות גירוי שפם בעכבר מרדים קטמין/קסילסילאזין. א. מפת הפעלה המציגה ווקסלים המופעלים באופן משמעותי בעקבות גירוי מכני של השפם הימני (80 s ON, 60 s OFF ,5x) תחת הרדמה קטמין/קסילסילאזין. מפות הושגו על ידי חישוב ציוני Z בהתבסס על ניתוח מודל ליניארי כללי (GLM) עם תיקון Bonferroni להשוואה מרובה. ציוני Z (מקודדים בצבע) מכוסים בתבנית תלת-ממד של המוח של אלן (לאחר הרישום במערכת מיקום המוח) ומוצגים בשלוש תצוגות: קורונל (משמאל), קשתית (באמצע) וציר (מימין). אזורים אנטומיים ממסגרת הקואורדינטות הנפוצה של מוח העכבר אלן מוצגים לעיון. voxels מופעל ממוקמים היטב בתוך קליפת המוח השמאלית S1BF. מוט קנה מידה: 1 מ"מ. כל נפח דגימה נסרק מעל 2.8 מ"מ (המקביל ל-7 פרוסות בכיוון הגובה) ב-3.85 s, מה שמאפשר לרשום 20 דגימות וולומיות במהלך כל תגובה פונקציונלית. B. עיבוד תלת-ממדי של גירוי שפם-מעורר נפח דם מוחי יחסי (rCBV) עלייה בהשוואה לרמה הבסיסית. התיוג האנטומי של ה- S1BF מצוין בכחול. ג. קורס זמן של וריאציות CBV ב- S1BF השמאלי (כחול) ובגירוי המתאים מוחל (אדום). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
אותה פרדיגמה הוחלה בעכבר שמתנהג קבוע בראשו בבית הנייד באמצעות הקביעה המוגדרת מראש של IcoScan. איור 5 מציג את מפת ההפעלה לאחר ניסוי גירוי שפם מרובה באמצעות ההתקנה הניסיונית המתוארת באיור 2. כמה שפם אחורי וקדמומי עורר את התבנית הבאה: 30 s בסיסי ואחריו חמישה ניסויים רצופים של 30 s ON (4 הרץ) ו 30 s OFF (איור 5C). גירוי נמסר באמצעות מנוע סרוו מונע על ידי כרטיס Arduino UNO המפעיל את רצף רכישת התמונה לסינכרון. הפעלה משמעותית נקבעה ברזולוציה של מודל ליניארי כללי (GLM) באמצעות פונקציית תגובה המודינמית (HRF) המשמשת כברירת מחדל. בוצע תיקון השוואה מרובה בשיטת Bonferroni. רמת אלפא קונבנציונלית של 0.05 נרמלה על ידי המספר הכולל של voxels בנפח הרכישה, וכתוצאה מכך סף מחמיר סופי של 0.000003.
איור 5: מפות הפעלה וקורס זמן rCBV בעקבות גירוי שפם בעכבר שהתנהג ער. א. מפת הפעלה המציגה voxels מופעל באופן משמעותי בעקבות גירוי מכני של השפם הימני (30 s ON, 30 s OFF, 5x) בעכבר ער בבית הנייד. מפות הושגו על ידי חישוב ציוני Z בהתבסס על ניתוח מודל ליניארי כללי (GLM) עם תיקון Bonferroni להשוואה מרובה (נורמליזציה במספר הכולל של voxels). ציוני Z (מקודדים בצבע) מכוסים בתבנית תלת-ממד של המוח של אלן (לאחר הרישום במערכת מיקום המוח) ומוצגים בשלוש תצוגות: קורונל (משמאל), קשת (אמצע) וסיקסי (מימין). אזורים אנטומיים ממסגרת הקואורדינטות המשותפת של המוח של אלן עכבר מוצגים לעיון. voxels מופעל ממוקמים היטב בתוך קליפת המוח השמאלית S1BF. מוטות קשקשים, 1 מ"מ. כל נפח מדגם נסרק מעל 1.6 מ"מ (המקביל ל-3 פרוסות בכיוון הגובה) ב-3.85 s המאפשר לרשום 17 דגימות נפחיות במהלך כל תגובה פונקציונלית. ב. עיבוד תלת-ממדי של גירוי שפם-מעורר נפח דם מוחי יחסי (rCBV) עלייה בהשוואה לרמה הבסיסית. התיוג האנטומי של ה- S1BF מצוין בכחול. ג. איור של העכבר בבית הנייד במהלך ניסוי גירוי השפם הנכון, שבמהלכו בוצעו חמישה ניסויים של 30 s לזמן רכישה כולל של 330 s. D. קורס זמן CBV יחסי מיידי שחולץ בתוך האזור הפעיל (כחול), עם הגירוי המתאים על גבי (אדום). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6 מציג את המתאם הזמני של תנודות CBV ספונטניות בתדר נמוך (<0.2 הרץ) בין אזורי מוח תלת-ממדיים (שזוהו מרישום למסגרת הקואורדינטות המשותפת של אלן) בעכבר מרדים קטמין-קסילסין. זמן הרכישה הכולל היה 20 דקות (1200 s). ניתוח בפיקוח אטלס גילה דפוסי קישוריות בין-הומיספיריים חזקים, וערכי מקדם המתאם וכתוצאה מכך הם עד 0.8. ניתוח מבוסס זרעים בהיפוקמפוס האחורי גילה קישוריות בין-הומיספירית משמעותית בין היפוקמפוס ימני ושמאלי, כמו גם אזורי רטרו-היפוקמפוס עמוקים וקורטיז פיריפורם. אזור זרע שנבחר ב- S1BF הביא גם לתבנית מתאם סימטרית (קורטיקו-קליפת המוח), כפי שתואר בעבר.
איור 6: קישוריות תפקודית של מצב מנוחה נפחית טרנס-cranial של מוח העכבר תחת הרדמה קטמין/קסילן מוערך על רכישת fUS 20 דקות 3D. א. מטריצת מתאם המבוססת על אזורי תלת-ממד של מסגרת הקואורדינטות המשותפת של אלן הרשומה ברכישה התפקודית הטרנס-ת-חנקתית. המטריצה מתקבלת על ידי חישוב המתאם של פירסון מנורמל של תנודות ספונטניות בתדר נמוך (<0.1 הרץ) של אותות הזמן הממוצעים מכל voxels הכלולים בכל ROI מזוהה לאחר תיקון תזמון פרוסה. כל נפח שנדגם נסרק מעל 1.6 מ"מ בכיוון הגובה (המקביל ל -4 פרוסות) שנרכשו מעל 2.2 s. B. ניתוח מבוסס זרעים המוקרן על תבנית תלת-ממד. הזרע נבחר בתוך ההיפוקמפוס הימני בגובה β - 2.1 מ"מ. מפת המתאם מתקבלת על ידי חישוב מקדם המתאם פירסון בין אותות הזמן של הזרע לבין כל ווקסל של הרכישה כולה לאחר תיקון תזמון פרוסה. ג. מפת מתאם תלת-ממדית המבוססת על ניתוח מבוסס זרעים עם אזור זרעים שנבחר בתוך ה-S1BF ב-β - 2.1 מ"מ. מוטות קנה מידה: 1 מ"מ. לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
שיטות הדמיה מוחיות שלמות הן כלים חיוניים להבנת פיזיולוגיה ופתולוגיה של המוח טוב יותר. השיטה המתוארת כאן מאפשרת כימות מדויק של אותות המונמיים במוח החי ישירות על הספסל. הרגישות ללא תחרות ורזולוציה spatio-temporal של אולטרסאונד פונקציונלי מתאים במיוחד עבור פיזיולוגיה העכבר. ניתן למפות תגובות פונקציונליות ורשתות מצב מנוחה בתוך זמני רכישה קצרים, לאורך וללא צורך בממוצע ניסויים או נושאים כדי להשיג מידה אמינה. השילוב הרלוונטי של בדיקות ליניאריות קוליות רגישות גבוהה והגדרות ממונעות מהירות מאפשר לבצע הדמיה fUS נפחית transcranial בעכברים בתוך זמני רכישה סבירים. פרוטוקול זה יכול להתבצע על עכברים מרדים או ערים באמצעות כלוב ביתי נייד.
גירוי שפם, הגירוי החושי המשמש כדוגמה להמחשה בכתב יד זה, הוא פרדיגמת הפעלה פונקציונלית סטנדרטית במכרסמים וקריאה אמינה לחקר עיבוד חושי, צימוד נוירווסקולרי ושינויים5,6,10,11. בעוד צחצוח ידני גס של השפם עשוי להיות מועדף על קלות השימוש שלה, שיטה זו חסרה דיוק מרחבי וטמפורלי. השימוש ממריץ אוטומטי, כגון זה המתואר כאן מופעל עם סורק הדמיה fUS, מאפשר שליטה טובה יותר של מספר פרמטרים כולל זמן תחילת, עקירת משרעת, התדירות, כמו גם את הזווית של Q-tip / מסרק, וכתוצאה מכך רבייה בין בעלי חיים טובה יותר. בנוסף, תזמון מדויק יותר של גירוי מאפשר מידול של פונקציית התגובה המודינמית (HRF) על ידי קביעת הזמן להתפרצות וזמן לשיאפרמטרים 12,13. כדי להבטיח דיוק טוב יותר במספר השפם שהוסטה במהלך הגירוי (וכך את אזור האזור המופעל), ניתן להתאים ממריצים מתוחכמים יותר לפרוטוקול זה. גירויים רבים אחרים כגון אור8, צליל14 או מצגת ריח15 ניתן ליישם באמצעות אותו פרוטוקול.
התאימות של אולטרסאונד פונקציונלי עם בעלי חיים ערים ומתנהגים היא יתרון חשוב בהשוואה לטכניקות דימות מוחי אחרות, המאפשרות מיפוי הפעלה פונקציונלי ללא הטיית ההרדמה. שימוש במכלאה ניידת מורמת אוויר היא חלופה טובה למנגנונים קיימים אחרים עם תיקון ראש, כגון הליכונים ליניאריים או כדוריים. תוך תיקון ראש בחוזקה, התנועה של הבית נותן לעכבר את האשליה לנווט בסביבה, ומאפשר מגוון רחב של בדיקות התנהגותיות להיות מצמידים הדמיה fUS16. עם זאת, הליך ההרגלה לתיקון ראש מהווה צעד חשוב להפחתת הלחץ, במיוחד עבור ניסויים שבהם זה יכול להיחשב גורם מבלבל. ההליך המפורט כאן (6 ימים של טיפול והרגל לקיבוע ראש) נותן תוצאות חזקות לגירוי חושי וקישוריות תפקודית של מצב מנוחה. עם זאת, ייתכן שיהיה צורך להאריך את תקופת ההרגלה לבדיקות התנהגותיות מעודנות יותר17.
ג'רמי פרייר וברונו-פליקס אוסמנסקי הם עובדי איקוניוס. תומאס דפיו, זולט לנקי, ברונו-פליקס אוסמנסקי ומיכאל טנטר הם מייסדים ובעלי מניות משותפים של Iconeus.
עבודה זו נתמכה על ידי מועצת המחקר האירופית (ERC) מענק מתקדם N° 339244-FUSIMAGINE, הסוכנות הלאומית למימון מחקר 'קמצוץ' (ANR-18-CE37-005), מאיץ טכנולוגיות המחקר של Inserm באולטרסאונד ביו-רפואי, הליבה הטכנית של ElfUS של ה- IPNP, Inserm U1266, תוכנית המחקר האירופית FUSIMICE של פרויקט המוח האנושי, ומלגת EMBO לטווח קצר 8439 לאנדריאה קליוור.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
BD Plastipak 1 mL syringes | Dutscher, France | 303172 | |
BD Microlance 26 Gauge needles | Dutscher, France | 303800 | |
Animal Temperature Controller (heating Plate coupled with a rectal probe) | Physitemp | TCAT-2DF | |
Arduino | Arduino | Arduino Uno-Rev3 | |
Atipamezole | Orion Pharma, France | Antisedan® | 5 mg/ml injectable solution |
Dental Ciment | Sun Médical, Shiga, japan | Superbond C&B | |
Depilatory cream | Klorane | N/A | |
Eye Ointment | TVM, UK | Ocry-gel | |
Hair trimmer | Wella Profesionnals | N/A | |
Head plates | Neurotar, Finland | Model 14 | |
Iconeus One standard package for fUS | Iconeus, France | Iconeus One | |
IcoScan acquisition software (v1.0) | Iconeus, France | IcoScan | |
IcoStudio analysis software (v1.0) | Iconeus, France | IcoStudio | |
Isoflurane Anesthesia station | Minerve, Esternay, France | ||
Ketamine | Virbac, France | Ketamine1000 | 100 mg/ml injectable solution |
Lidocaine | Vetoquinol | Lurocaine® | 20 mg/ml injectable solution |
Medetomidine | Orion Pharma, France | Domitor® | 1 mg/ml injectable solution |
Meloxicam | Boehringer lingelheim | Metacam® | 0.5 mg/ml injectable solution |
Mobile HomeCage Large with tracking capability | Neurotar, Finland | MHC-L-T-V4 | |
Monitoring of ECG and breathing rate | AD Systems, (USA) and LabChart software | ||
Servomotor | Feetech | FT90B | |
Stereotaxic frame | David Kopf (Tujunga, USA) | 900-WA | Using Mouse Adaptor (Ref: 922) and Non-Rupture Ear Bars (ref: 922) |
Surgical glue | 3M, USA | Vetbond | |
Syringe Pump | KD Scientific, USA | Legato® 130, Cat# 788130 | |
Ultrasound gel | DREXCO medical, France | Medi'Gel | |
Xylazine 2% | Bayer, France | Rompun® | 20 mg/ml injectable solution |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved