Denne forskning blev støttet af en bevilling fra Russian Science Foundation (nr. 23-75-30001).

Alle procedurer blev udført i overensstemmelse med "Vejledning i pleje og brug af forsøgsdyr", direktiv 2010/63/EU om beskyttelse af dyr, der anvendes til videnskabelige formål, og retningslinjerne fra Den Russiske Føderations ministerium for videnskab og høj uddannelse (Nº 742 fra 13.11.1984), som er blevet godkendt af den bioetiske kommission ved Saratov State University (protokol nr. 7, 22.09.2022).
1. Montering af hardware
<ol><li>Skær et stykke folietekstolit, d...

Forbedring af hjernedræning under søvn med transkraniel fotobiomodulation

MLV'er er et vigtigt mål for udviklingen af innovative teknologier til modulering af hjernens dræning og fjernelse af cellulært affald og affald fra hjernen, især hos ældre forsøgspersoner, hvis MLV-funktion falder 1,22. I en homøostatisk tilstand er dyb søvn forbundet med den naturlige aktivering af hjernevævsrensning 13,14. Derfor er det indlysende at forvente, at stimulering af MLV'er under dy...

Meningeale lymfekar (MLV'er) spiller en vigtig rolle i fjernelsen af toksiner og metabolitter fra hjernevæv 1,2,3. Skader på MLV'er i forskellige hjernesygdomme, herunder tumorer, traumatiske hjerneskader, blødninger og neurodegenerative processer, ledsages af et fald i MLV-funktionerne, der fører til progressionen af disse patologier 1,2,3,4,5,6 . Derfor åbner udviklingen af metoder til stimulering af MLV'er nye horisonter i fremkomsten af effektive teknologier til behandling af hjernesygdomme. For nylig er ikke-invasiv teknologi til effektiv transkraniel fotobiomodulation (tPBM) blevet foreslået til at stimulere MLV'er og fjerne toksiner som blod og Aβ fra hjernen 5,7,8,9,10,11,12. Det er interessant at bemærke, at dyb søvn er en naturlig faktor for aktivering af lymfedrænageprocesser i hjernen13,14. Baseret på denne kendsgerning er det logisk at antage, at tPBM af MLV'er under søvn kan have mere effektive terapeutiske virkninger end under vågenhed 9,11,12,15. Der er dog i øjeblikket ingen kommercielle teknologier til tPBM under søvn16. Derudover udføres dyreforsøg for at studere de terapeutiske virkninger af tPBM under anæstesi, hvilket er nødvendigt for nøjagtigt at levere lys til hjernen. Anæstesi påvirker dog hjernens dræning betydeligt, hvilket reducerer kvaliteten af forskningsresultater17.
Aβ er et metabolisk produkt af normal neural aktivitet18. Da det blev etableret i dyrkede rottekortikale neuroner, frigives Aβ fra dem med høje hastigheder til det ekstracellulære rum (2-4 molekyler/neuroner/s for Aβ)19. Der er tegn på, at den opløste form af Aβ, der er placeret i de ekstracellulære og perivaskulære rum, er mest giftig for neuroner og synapser20. Det opløselige Aβ fjernes hurtigt fra den menneskelige hjerne i løbet af 1-2,5 timer21. MLV'er er tunnelerne til fjernelse af det opløselige Aβ fra hjernen 1,7, der falder med alderen, hvilket fører til ophobning af Aβ i den aldrende hjerne 1,22. Der er tegn på, at ekstracellulære abnormiteter af Aβ-niveauer i hjernen korrelerer med kognitiv ydeevne i aldring og er forbundet med udviklingen af Alzheimers sygdom (AD)23,24. Derfor betragtes gamle og gamle gnavere som alternativer til transgene modeller til undersøgelse af amyloidose, herunder AD25,26.
Denne undersøgelse præsenterer en original og bærbar tPBM-teknologi under elektroencefalografisk (EEG) kontrol af dyb eller ikke-hurtig øjenbevægelse (NREM) søvn hos ikke-bedøvede han-BALB/c-mus i forskellige aldre for at stimulere lymfatisk clearance af Aβ fra hjernen til det perifere lymfesystem (de dybe cervikale lymfeknuder, dcLN'er).

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.1% Tween20</td>
			<td>Helicon,&#160; Russia</td>
			<td>SB-G2009-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Catheter</td>
			<td>Scientific Commodities Inc., USA</td>
			<td>PE-10, 0.28 mm ID &#215; 0.61 mm OD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 chamber</td>
			<td>Binder, Germany</td>
			<td>CB-S 170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal microscop</td>
			<td>Nikon, Japan</td>
			<td>A1R MP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental acrylic</td>
			<td>Zermack, Poland-Russia</td>
			<td>Villacryl S, V130V4Z05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill</td>
			<td>Foredom, Russia</td>
			<td>SR W-0016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont forceps</td>
			<td>Stoelting, USA</td>
			<td>52100-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Evans Blue dye</td>
			<td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td>206334</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton</td>
			<td>Hamilton Bonaduz AG, Switzerland</td>
			<td>29 G needle</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ibuprofen</td>
			<td>Sintez OJSC, Russia</td>
			<td>N/A</td>
			<td>&#160;Analgesic drug</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin needle</td>
			<td>INSUPEN, Italy</td>
			<td>31 G, 0.25 mm x 6 mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro forceps</td>
			<td>Stoelting, USA</td>
			<td>52102-02P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge</td>
			<td>Gyrozen, South Korea</td>
			<td>GZ-1312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinjector</td>
			<td>Stoelting, USA</td>
			<td>53311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-sharp tweezer</td>
			<td>Stoelting, USA</td>
			<td>52108-83P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PINNACLE system</td>
			<td>Pinnacle Technology, USA</td>
			<td>8400-K3-SL</td>
			<td>System for recording EEG (2 channels) and EMG (1 channel) of mice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shaving machine</td>
			<td>Braun</td>
			<td>Series 3310s</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single and multi-channel pipettes</td>
			<td>Eppendorf, Austria</td>
			<td>Epp 3120 000.020, Epp 3122 000.019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Kraspharma, Russia</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering station</td>
			<td>AOYUE, China</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic frame</td>
			<td>Stoelting, USA</td>
			<td>51500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight dissecting scissors</td>
			<td>Stoelting, USA</td>
			<td>52132-10P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetracycline</td>
			<td>JSC Tatkhimfarmpreparaty, Russia</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Eye ointment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezer</td>
			<td>Stoelting, USA</td>
			<td>52100-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cell disrupter</td>
			<td>Biobase, China</td>
			<td>USD-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wound retractor</td>
			<td>Stoelting, USA</td>
			<td>52125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylanit</td>
			<td>Nita-Farm, Russia</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Muscle relaxant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zoletil 100</td>
			<td>Virbac Sante Animale, France</td>
			<td>N/A</td>
			<td>General anesthesia</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

photobiomodulation under electroencephalographic controls of sleep for stimulation of lymphatic removal of toxins from mouse brain

De meningeale lymfekar (MLV'er) spiller en vigtig rolle i fjernelsen af toksiner fra hjernen. Udviklingen af innovative teknologier til stimulering af MLV-funktioner er en lovende retning i udviklingen af behandlingen af forskellige hjernesygdomme forbundet med MLV-abnormiteter, herunder Alzheimers og Parkinsons sygdomme, hjernetumorer, traumatiske hjerneskader og intrakranielle blødninger. Søvn er en naturlig tilstand, når hjernens drænprocesser er mest aktive. Derfor kan stimulering af hjernens dræning og MLV'er under søvn have de mest udtalte terapeutiske virkninger. Sådanne kommercielle teknologier findes imidlertid ikke i øjeblikket.
Denne undersøgelse præsenterer en ny bærbar teknologi til transkraniel fotobiomodulation (tPBM) under elektroencefalografisk (EEG) kontrol af søvn designet til at fotostimulere fjernelse af toksiner (f.eks. opløselig amyloid beta (Aβ)) fra hjernen hos ældre BALB/c-mus med evnen til at sammenligne den terapeutiske effektivitet af forskellige optiske ressourcer. Teknologien kan bruges i den naturlige tilstand af et hjemmebur uden anæstesi, hvilket opretholder musens motoriske aktivitet. Disse data åbner nye muligheder for at udvikle ikke-invasive og klinisk lovende fototeknologier til korrektion af aldersrelaterede ændringer i MLV-funktionerne og hjernens dræningsprocesser og til effektiv rensning af hjernevæv for metabolitter og toksiner. Denne teknologi er beregnet både til prækliniske studier af den sovende hjernes funktioner og til at udvikle klinisk relevante behandlinger af søvnrelaterede hjernesygdomme.

Meningeal lymphatic vessels (MLVs) play an important role in the removal of toxins and metabolites from brain tissues1,2,3. Damage of MLVs in various brain diseases, including tumors, traumatic brain injuries, hemorrhages, and neurodegenerative processes, is accompanied by a decrease in the MLV functions leading to the progression of these pathologies1,2,3,4,5,6. Therefore, the development of methods for the stimulation of MLVs opens new horizons in the emergence of effective technologies for the treatment of brain diseases. Recently, non-invasive technology for effective transcranial photobiomodulation (tPBM) has been proposed to stimulate MLVs and remove toxins such as blood and A&#946; from the brain5,7,8,9,10,11,12. It is interesting to note that deep sleep is a natural factor for the activation of lymphatic drainage processes in the brain13,14. Based on this fact, it is logical to assume that the tPBM of MLVs during sleep may have more effective therapeutic effects than during wakefulness9,11,12,15. However, there are currently no commercial technologies for tPBM during sleep16. In addition, animal experiments to study the therapeutic effects of tPBM are performed under anesthesia, which is required to accurately deliver light to the brain. However, anesthesia significantly affects the brain&#39;s drainage, which reduces the quality of research results17.
A&#946; is a metabolic product of normal neural activity18. As it was established in cultured rat cortical neurons, A&#946; is released from them at high rates into the extracellular space (2-4 molecules/neuron/s for A&#946;)19. There is evidence that the dissolved form of A&#946;, located in the extracellular and perivascular spaces, is most toxic to neurons and synapses20. The soluble A&#946; is rapidly cleared from the human brain during 1-2.5 h21. MLVs are the tunnels for removal of the soluble A&#946; from the brain1,7 that declines with age, leading to the accumulation of A&#946; in the aged brain1,22. There is evidence that extracellular abnormalities of A&#946; levels in the brain correlate with cognitive performance in aging and are associated with the development of Alzheimer&#39;s disease (AD)23,24. Therefore, aged and old rodents are considered alternatives to transgenic models for the study of amyloidosis, including AD25,26.
This study presents an original and portable tPBM technology under electroencephalographic (EEG) control of deep or non-rapid eye movement (NREM) sleep in non-anesthetized male BALB/c mice of different ages to stimulate lymphatic clearance of A&#946; from the brain into the peripheral lymphatic system (the deep cervical lymph nodes, dcLNs).

Forfatter Spotlight: Udvikling af fotostimuleringsteknologi til fjernelse af toksiner i søvnrelaterede hjernesygdomme

Fotobiomodulation under elektroencefalografisk kontrol af søvn til stimulering af lymfatisk fjernelse af toksiner fra musehjernen

I første omgang har studiet fokuseret på at etablere den effektive lysdosis (en 1050 nm LED) til stimulering af lymfatisk fjernelse af fluorescerende Aβ fra hjernen til dcLN'er hos vågne voksne (2-3 måneder gamle, 26-29 g) han-BALB/c-mus. Lysdoserne blev tilfældigt udvalgt som 10 J/cm2, 20 J/cm2 og 30 J/cm2 baseret på vores tidligere studier af tPBM-effekter på fjernelse af forskellige farvestoffer og de røde blodlegemer fra hjernen 7,8,9,10,11,12<sup class=...

Denne undersøgelse præsenterer den ikke-invasive og bærbare teknologi til transkraniel fotobiomodulation under elektroencefalografisk kontrol til stimulering lymfatisk fjernelse af toksiner (f.eks. opløselig amyloid beta) fra hjernen hos ældre og ikke-bedøvede BALB/c hanmus under naturlig dyb søvn.

The meningeal lymphatic vessels (MLVs) play an important role in the removal of toxins from the brain. The development of innovative technologies for the ...

photobiomodulation-under-electroencephalographic-controls-sleep-for

Fotobiomodulation under elektroencefalografisk kontrol af søvn til stimulering af lymfatisk fjernelse af toksiner fra musehjernen

Abstract