In vivo Positronemisjonstomografi for å avsløre aktivitetsmønstre indusert av dyp hjernestimulering hos rotter

Dyp hjernestimulering (DBS) er en invasiv nevrokirurgisk teknikk basert på anvendelse av elektriske pulser til hjernestrukturer involvert i pasientens patofysiologi. Til tross for DBS' lange historie er aksjonsmekanismen og hensiktsmessige protokoller fortsatt uklare, noe som understreker behovet for forskning som tar sikte på å løse disse gåtene. I denne forstand representerer evaluering av in vivo-effektene av DBS ved hjelp av funksjonelle bildebehandlingsteknikker en kraftig strategi for å bestemme virkningen av stimulering på hjernens dynamikk. Her beskrives en eksperimentell protokoll for prekliniske modeller (Wistar-rotter), kombinert med en longitudinell studie [¹⁸F]-fluorodeoxyclucose positronemisjonstomografi (FDG-PET), for å vurdere de akutte konsekvensene av DBS på hjernens metabolisme. Først gjennomgikk dyr stereotaktisk kirurgi for bilateral implantasjon av elektroder i prefrontal cortex. En post-kirurgisk datastyrt tomografi (CT) skanning av hvert dyr ble anskaffet for å verifisere elektrodeplassering. Etter en ukes rekonvalesens ble det anskaffet en første statisk FDG-PET av hvert opererte dyr uten stimulering (D1), og to dager senere (D2) ble en annen FDG-PET anskaffet mens dyr ble stimulert. For det ble elektrodene koblet til en isolert stimulator etter administrering av FDG til dyrene. Dermed ble dyrene stimulert i FDG-opptaksperioden (45 min), og registrerte de akutte effektene av DBS på hjernens metabolisme. Gitt den utforskende karakteren av denne studien, ble FDG-PET-bilder analysert ved en voxel-klok tilnærming basert på en parret T-test mellom D1- og D2-studier. Samlet sett gjør kombinasjonen av DBS og bildestudier det mulig å beskrive nevromoduleringskonsekvensene på nevrale nettverk, og til slutt bidra til å løse gåtene rundt DBS.