生体内 ラットの脳深部刺激による活動パターンを明らかにする陽電子放出断層撮影法

このプロトコルは、DBSを取り巻く謎を解明するのに役立つニューラルネットワークへの刺激の影響を研究することを可能にします。そして、刺激が脳のダイナミクスに与える影響を判断すること。刺激中にFD修復を使用する主な利点は、脳のダイナミクスに対する急性刺激のin vivoの影響を視覚化し、in vivoで刺激プロトコルを改良できることです。

この方法は、神経学および精神医学の分野で特に関連性があります。DBSが人為的戦略として大きな影響を与えるこれらの医療専門分野にあるように。はじめに、麻酔をかけた動物を仰臥位でCTベッドに置きます。

CTイメージングの場合は、フェイスマスクまたはノーズコーンをラットに固定します。CTスキャナーの視野の中央にヘッドを配置します。スキャナーの仕様に従って取得パラメータを使用してCT画像の取得に進みます。

MRイメージングの場合は、動物をMRIベッドに仰向けに寝かせます。MRI取得中の動きを避けるために、スキャナーベッドに配置された定位フレームにヘッドを固定します。また、ラットの体の残りの部分をシルクテープで固定します。

位置が正しいら、MRI画像を取得します。画像処理ソフトウェアを使用して、相互情報に基づく自動剛体レジストレーションアルゴリズムを使用してCTとMRIを空間的に正規化します。共同登録されたイメージの bregma 行をローカライズします。

そして、パクシノスとワトソンラットの脳アトラスに従って、ブレグマから内側前頭前野までのAP、ML、およびDVアクセスの距離を測定します。耳と目の間の領域を剃ります。動物を定位フレームの腹臥位に置きます。

ラットのイヤーバーを使用して頭が動かないようにします。イヤーバーを深く挿入しすぎると、鼓膜が損傷する可能性があるため、注意してください。ラット用のヘッド保持アダプターを使用して、手術中に動物を正しい位置に維持します。

手術中の乾燥を防ぐためにラットの目に無胸腺潤滑ジェルを塗布し、滅菌ガーゼで覆います。耳の間の頭蓋骨の上にある皮膚を縦切開します。ラムダからブレグマまで1.5〜2センチメートル伸びています。

2つか3つのクランプの助けを借りて頭蓋骨を露出させます。ハサミで骨膜を取り除き、生理食塩水で血液をきれいにします ブレグマと矢状縫合糸を露出させます。余分な食塩水をガーゼで取り除きます。

電極を配置する前に、プラスチック製のピンセットで電極をまっすぐにして、手術中に正しく配置されるようにします。定位フレームの右腕のホルダーに1つの電極を置きます。電極を保持している右腕を定位フレームに通します。

そして、電極の先端をブレグマの真上に置きます。電極の変形を避けるために、電極の先端に触れずに頭蓋骨にできるだけ近づけるようにしてください。脳定位固定装置フレームによって提供される bregma の結果の座標に注意してください。

外科用ペンを使用して、電極の初期位置を示すマークを頭蓋骨に付けます。ホルダーを前に取得した AP 座標と ML 座標に移動します。そして、電極ターゲットの位置を示す外科用ペンで頭蓋骨に印を付けます。

電極を保持している定位フレームの右腕を取り外します。電極に触れないように注意してください。小さな電気ドリルを使用して、硬膜が見えるまで、ターゲット位置の頭蓋骨に穴を開けます。

綿棒を使用して出血を止めます。頭蓋骨に沿って4つの穴を開けて、4本のネジを配置します。歯科用セメントの表面積を増やし、地面を見つけます。

次に、ネジを取り付けます。右電極で定位フレームの右腕を見つけます。穴と一致する計算された位置にアームを移動します。

次に、硬膜に触れるまで電極を下げます。この位置は、DV方向のゼロレベルとして機能します。先ほど取得したDV座標を使用して、電極の先端をDV方向に挿入します。

電極に最も近いネジの1つにアースを取り付け、電極とネジの周りに歯科用セメントを塗布します。脳のもう一方の半球についても同じ電極配置手順を繰り返します。電極を覆わずにキャップを形成するためにより多くの歯科用セメントを塗布し、それが硬化するまで待ちます。

ヨードポビドン溶液を使用して手術領域を消毒します。ラットを定位フレームから取り外し、前に示したようにCTイメージングを続行して、電極の正しい配置を評価します。各PETスキャンの前にラットを8〜12時間絶食させます。

27ゲージのシリンジに、活性計で測定した最小量のFDG溶液約37メガベクレルを充填します。動物の尾の下に加熱パッドを置くか、赤外線を使用して尾静脈を拡張します。外側尾静脈の1つからFDG溶液を注入します。

動物をケージに戻し、画像取得セッションを開始する前に、ラジオトレーサーの取り込みに45分かかります。D2研究では、FDG取り込み期間中にDBSを送達した。隔離された刺激装置と必要なワイヤーを、動物ケージに十分なスペースがあり、潜在的に邪魔な刺激の影響が最小限の広大で静かな部屋に準備します。

刺激ワイヤーをスイベルに接続して、動物がケージ内と刺激装置内を自由に移動できるようにします。テキスト原稿に記載されているように刺激パラメータを設定します。オシロスコープを使用して、電流モード、周波数、パルス幅を確認します。

二相性波形を矩形パルス形状で確認します。CT画像は、ラットの脳に挿入された電極をはっきりと視覚化した。この研究で使用されたイメージングモダリティは、優れた解剖学的情報を提供し、FDG-PET画像の登録を容易にしました。

同じ脳定位装置空間に空間的に登録された同じ動物の融合PET-CT画像。脳代謝の違いは、参照CT画像に登録されたMRIからの連続した1ミリメートルの脳スライスに重ね合わせたTマップとして、PETセッション間で観察されました。これらの差は、FDG取り込みの増減により、それぞれ暖色と寒色で示された。

分析から得られた統計結果の詳細な要約は、変調された脳領域および変調が観察された脳半球を示した。T統計量、クラスターサイズ、変調方向、およびピークレベルとクラスターレベルで取得されたP値。手術中は、適切な審美的レベルと頭を維持することが重要です。

さらに、電極の座標計算と真直度は不可欠です。新しいオペレーターは細心の注意を払い、すべての手順に従うことをお勧めします。手順全体を完了した後、動物は、異なる認知領域に対する刺激の影響を評価するために行動試験に供することができる。

さらに、細胞レベルでDBSの結果を評価するために、いくつかの画像研究を行うことができます。