Il nostro laboratorio è dedicato all'applicazione puntuale di tecnologie basate sugli ultrasuoni per studiare la funzione cerebrale e affrontare i disturbi cerebrali. La nostra ricerca attuale ruota principalmente attorno a due errori chiave: l'imaging ecografico funzionale e la neuromodulazione a ultrasuoni focalizzati. Focalizzato sulla neuromodulazione ultrasonica, è considerato un potenziale approccio per l'intervento cerebrale nell'uomo, tuttavia, i suoi meccanismi non sono chiari.
Recentemente, l'integrazione dell'optometria delle fibre e l'attenzione alla neuromodulazione ultrasonica sono state approvate per essere utili per lo screening di parametri efficaci per la modulazione di specifici tipi neuronici in varie regioni sviluppabili. Questo protocollo mira entrambi i ricercatori a rilevare la neuroattività modulata dagli ultrasuoni in topi che si muovono liberamente senza anestesia o fissazione stereotassica del telaio, utilizzando la tecnologia di optometria in fibra minimamente invasiva per catturare la dinamica del calcio come misura della neuroattività sotto l'impianto. Mitiga i potenziali effetti confondenti della vibrazione sonora della sonda stessa.
Questo protocollo è adatto per studiare la percezione, la coordinazione e il comportamento. Consente lo studio degli enzimi corrispondenti coinvolti nella neuromodulazione ultrasonica e lo sviluppo di nuovi siti di parametri per il trattamento dei disturbi cerebrali. Per iniziare, prepara una piastra piezoelettrica.
Utilizzando una pasta epossidica d'argento, collegare il filo su entrambi i lati della piastra piezoelettrica. Una volta che la pasta epossidica si è solidificata, utilizzare un multimetro per misurare la resistenza su entrambe le estremità del filo per assicurarsi che sia approssimativamente zero. Quindi applicare uno strato di nastro biadesivo su una superficie di lastra di vetro pulita.
Far aderire saldamente la piastra piezoelettrica e l'anello di rame alla lastra di vetro. Inserire saldamente il tubo in polipropilene con un diametro esterno di tre millimetri al centro della piastra piezoelettrica e farlo aderire saldamente alla lastra di vetro. Ora, aspirare la colla a base di resina epossidica preparata.
Utilizzando una siringa monouso, estrarre la resina epossidica e iniettarla lentamente nell'anello di rame. Utilizzando un saldatore elettronico, saldare le estremità libere di due fili sul connettore del dado a baionetta. Dopo aver rimosso la lastra di vetro, pulire la superficie del trasduttore con alcool.
Per iniziare, posizionare l'idrofono e il trasduttore in un serbatoio dell'acqua riempito con acqua deionizzata. Scopri un massimo di campo nel piano focale attraverso la scansione 2D. Quindi identificare un massimo di campo in un altro piano con un massimo chiaro.
Dopo aver confrontato le coordinate X e Y dei due massimi, regolare la posizione e l'orientamento del trasduttore, se necessario. Regolare la punta dell'idrofono in modo che si trovi a un millimetro dalla superficie del trasduttore, posizionandola al centro del bordo destro. Quindi avviare il programma di scansione per catturare il campo acustico libero nel piano XC.
Spostare l'idrofono lungo l'asse Z per determinare le profondità associate alla pressione di picco spaziale. Successivamente, spostare l'idrofono nell'angolo in basso a destra del trasduttore sul piano XY. Accendere e avviare il programma di scansione per catturare il campo acustico libero nel piano XY.
Dopo aver posizionato il trasduttore sul cranio del topo preparato, acquisire l'XC nel campo acustico transcranico del piano XY attraverso la scansione dell'idrofono. Leggere le ampiezze di pressione. Leggere le dimensioni focali a 3 decibel e la posizione sui piani XY e XC all'interno del campo acustico transcranico, riportare i parametri di temporizzazione dell'impulso, tra cui Amax, durata dell'impulso, intervallo di ripetizione dell'impulso, durata del treno di impulsi e inviluppo.
Per iniziare, usa un fader per tagliare i peli sulla testa dell'animale anestetizzato e disinfettare l'area con etanolo al 70% e iodio povidone. Posizionare il mouse in posizione prona sul fotogramma stereotassico. Praticare un'incisione lungo la sutura sagittale, partendo dall'osso occipitale fino all'inizio dell'osso nasale.
Una volta rimossa la pelle che copre gli emisferi, utilizzare soluzione fisiologica sterile per pulire il cranio ed eliminare eventuali residui di periostio. Usando un batuffolo di cotone, applica il perossido di idrogeno al 3% sul cranio esposto per circa due o tre secondi per creare micropori. Successivamente, risciacquare accuratamente con soluzione fisiologica sterile e assicurarsi che l'area sia completamente asciutta.
Successivamente, crea una craniotomia con foro di fresa di 0,6 millimetri di diametro. Lavare via eventuali detriti con soluzione fisiologica sterile. Inserire la ghiera in fibra ottica nel supporto della sonda e collegarla al braccio stereotassico.
Utilizzare il braccio stereotassico per allineare l'impianto direttamente sopra la regione di interesse e inserirlo nella regione di interesse. Ora usa uno stuzzicadenti sterile per stendere un sottile strato di cemento dentale preparato sul cranio e sulla parte inferiore dell'impianto. Staccare con cautela il supporto della sonda.
Preparare un tubo in polipropilene e tagliarlo per tutta la sua lunghezza. Usando una pinzetta, attacca il tubo alla parte inferiore dell'impianto. Dopo aver versato la polvere di cemento dentale nel tubo, aggiungere il liquido necessario e attendere qualche minuto affinché il cemento dentale si solidifichi.
Individua l'apertura del tubo e bloccala con cura per rimuoverla usando una pinzetta. Dopo aver preparato la miscela di cemento dentale per l'applicazione, assicurarsi che uno strato uniforme e sottile sia distribuito sul cranio. Quindi praticare tre fori nell'anello stampato in 3D.
Fissare le viti nei rispettivi fori. Inserire la parte superiore dell'impianto nel foro del trasduttore prefabbricato. Assicurati che la parete interna dell'anello stampato in 3D sia liscia.
Quindi posizionarlo attorno al trasduttore posizionato sul cranio del topo. Applicare il cemento dentale alla giunzione tra l'anello e il cranio. Quindi attendi qualche minuto affinché il cemento dentale si solidifichi.
Rimuovere con cautela il trasduttore e serrare saldamente le viti. Dopo aver posizionato il topo anestetizzato sul telaio stereotassico, pulire la superficie superiore dell'impianto con alcool. Iniettare acqua e un agente di accoppiamento nello spazio tra l'impianto e l'anello stampato in 3D.
Inserire il cavo patch in fibra ottica al centro del trasduttore preparato. Quindi collegare l'impianto al cavo patch in fibra ottica. Inserire con cautela il trasduttore nell'area.
Quindi, posiziona il mouse in un campo aperto e lascialo svegliare. Collegare il trasduttore al sistema di eccitazione ultrasonica e collegare il cavo patch in fibra ottica al sistema di registrazione in fibra ottica. Attivare sia il dispositivo di eccitazione ultrasonica che il sistema di registrazione in fibra ottica.
I segnali in fibra ottica sono stati registrati in neuromodulazione a ultrasuoni focalizzati con gli inviluppi rispettivamente quadrati e sinusoidali. Il segnale quadrato durava 300 millisecondi, mentre il segnale sinusoidale continuo durava 471 millisecondi.
