Yazarlar MR-uyumlu kızak tasarlanmış özel RF bobini tasarlanmış Kyle Gilbert, ve Kevin Barker, katkılarını kabul etmek istiyorum. Bu çalışma, Kanada Sağlık Araştırma Enstitüleri (CIHR), Doğa Bilimleri ve Kanada&#39;nın (NSERC) Mühendislik Araştırma Konseyi ve Yenilik için Kanada Vakfı (CFI) tarafından desteklenmiştir.

Aşağıdaki prosedür, kullanılan kediler anesteziye tabi ki buradaki herhangi bir görüntüleme deneyi uygulanabilir. (1,1-1,7 adım, 2.8, 4.1) özel olarak bir işitsel deneyler için gerekli olan adımları diğer duyusal uyarıcı protokollerini barındırmak için modifiye edilebilir. Tüm deneysel prosedürleri Western Ontario Üniversitesi Hayvan Bakım Üniversitesi Konseyi Hayvan Kullanımı Alt Komitenin onayını aldı ve Hayvan Bakımı Kanada Konseyi (CCAC) 44 tarafından belirlenen kurallar izledi. Özetlenen deney kurtarma hayvan hazırlık yaklaşık 150 dakika gerektirir. Deneyin süresi tabii ki, Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. 1.. Uyarıcı Ekipmanları Hazırlık Şekil 2 elektronik bileşenleri ve MRI tarayıcı bir işitsel uyaran oluşturulması için gerekli ilgili bağlantılarını gösterir. Gereksinimleri f gibidirollows: Bir bilgisayar, bir harici ses kartı, stereo güç amplifikatörü ve bir fMRI uyumlu kulaklık sistemi. <ol><li> Universal Serial Bus (USB) kablosu ile harici ses kartı işitsel uyaran sunmak için kullanılacak bilgisayara bağlayın. </li><li> Stereo güç amplifikatörü giriş portlarına harici ses kartının çıkış portları bağlantı kablolarını takın. </li><li> FMRI uyumlu kulaklık sistemi trafo kutusunun giriş limanlarına stereo güç amplifikatörü çıkış portları bağlantı kablolarını takın. </li><li> Transformatör kutusunun çıkış portları binaural kulaklığı bağlayın. </li><li> Kullanım tarayıcı oda dışında penetrasyon paneline transformatör kutusunu bağlamak için BNC bağlantı ile koaksiyel kablolar ekranlı. </li><li> Tarayıcı oda içindeki penetrasyon panelindeki ilgili BNC limanlarına kulaklık kablosu aksamını takın. </li><li> Kulaklık için köpük kulak ipuçları bağlayın sonra kulaklık t bağlamakkablo montaj o. O ses kulaklık bilgisayardan iletilen onaylamak için bir test işitsel uyaran çalıştırın. Kulaklık ayırın ve hayvan hazırlık aşamasında (adım 2.7) esnasında güvenli kedinin kulakları içine köpük kulak ipuçları ekleyin. </li></ol> 2. Hayvan Preparasyon <ol><li> , Kedi premedicate bir deri altı enjeksiyonu (SC) ile atropin sülfat sedatif karışımı (0.02 mg / kg) ve asepromazin (0.02 mg / kg) yönetmek için. </li><li> 20 dakika sonra anestezi oluşturmak için bir kas içinden (İM) enjeksiyonu yoluyla ketamin (4 mg / kg) ve deksmedetomidin hidroklorür (0,02-0,03 mg / kg) uygulanması. Ketamin genellikle ketamin 45 tek başına kullanıldığı zaman sık görülen titreme ve kas sertliği azaltmak için, bu durumda, deksmedetomidin hidroklorür olarak, bir sakinleştirici ve kas gevşetici ile birleştirilir. Bu kombinasyon, genellikle anestezik sedasyon, yaklaşık 150 dakika ve sık sık neden uyarılması için veteriner uygulamada kullanılırKüçük hayvanlarda anestezi. </li><li> Kedinin doğrulma refleksini yitirmiş sonra, işlem sırasında kurumasını önlemek için gözlere oftalmik merhem geçerlidir. Ketamin damar içine verilmesi için medial safen damarı bir kalıcı kateter yerleştirin. </li><li> Forepaw sonra kedi pençesini kaldırır mı gözlemleyerek bir ayak kısma tarafından başarılı bir anestezi indüksiyonu için Testi. Pedal refleks kaybolur sonra, o bir 4.0-4.5 endotrakeal tüp ile entübe kedi farengeal duvarların üzerine lidokain püskürtülerek öğürme refleksini bastırır. </li><li> 1-1.5 L / dk &#39;da% 100 oksijen içinde verilen ketamin sürekli bir infüzyon hızı (0,6-0,75 mg / kg / saat) ve inhale izofluran (% 0.4-0.5) ile görüntüleme oturumu boyunca anestezi koruyun. Bir 60 ml şırınga içinde tuz 60 ml ve 0.07 ml ketamin Kombine sonra şırınga pompası şırınga. Bu adım, kedi premedicating önce gerçekleştirilebilir. </li><li> MR-uyumlu s katında sıcak balmumu dolu ısıtma pedleri yerleştirinled (Şekil 3a ve 3c) ardından kızak iç duvarları etrafında plastik bir yalıtkan bubble wrap katman. </li><li> MR-uyumlu bir kızak (Şekil 3c) &#39;de izolasyon hava kabarcıklı film içindeki bir sternal konumda kedi yerleştirin. </li><li> Cat konumlandırılmış sonra, kulaklarına erişim sağlamak için baş ayarlayın. Mümkün olan en küçük çapı içine köpük kulak ipuçları rulo sonra derin kulak kanalı içine her bir kulak ucu takın. Sokulduğunda, köpük kulak uçları kulak kanalları içindeki boşluğu doldurmak için genişletmek gerekir. </li><li> Başını düzgün 3-kanallı radyo frekans (RF) bobin (Şekil 3b) içinde konumlandırılmış kadar kedi ayarlayın. Akustik söndürme bellek köpük (Şekil 3d) ile kafa stabilize. Tarayıcı gürültü ek zayıflama sağlamak için kulak çevresinde köpük yerleştirin. </li><li> Daha sonra güvenli ve tarayıcı yatağa kızak taşıma plastik bubble wrap yalıtım battaniye kedi sarın. </li><li> Kedi infüzyon hatları, anestezik dağıtım borularını ve izleme ekipmanları bağlayın. Penetrasyon paneline takılı kulaklık kablosu düzeneğine kulaklığı bağlayın. </li><li> Anestezi derinliği göre gereken şekilde 0.6 mg / kg / saat arasında, baz akış hızında ketamin infüzyon başlatın sonra akış hızı artar. Anatomik taramaları toplanmıştır sonra, başlangıç ​​dozu izofluran% 0.5 &#39;e ayarlayın daha sonra% 0,4&#39; e azalır. </li><li> Monitör ve tarayıcı deliğinden uygun bir mesafede konumlandırılan MR-uyumlu izleme ekipmanları kullanarak deney boyunca kedinin kan oksijen doygunluğu, end-tidal CO 2 düzeyleri, kalp hızı, solunum ve rektal sıcaklık (eğer mümkünse) kaydedebilirsiniz. Tablo 1 değerleri ve bu prosedürün başarılı bir şekilde yürütülmesi için fizyolojik ölçümlerin aralıkları demek. Kalp hızı ve solunum istikrarlı artışlar genellikle anestezi yakın iyileşme ile ilişkilidir. </li><li> Sonra sEssion kızaktan kediyi çıkarmak tamamlandı. Hayvan tamamen iyileşene kadar ısıtma pedleri ve havlu ile ek ısıtma sunmaya devam ediyoruz. Öğürme refleksi geri döndüğünde, endotrakeal tüpü çıkarın. Düzeltilmesi refleks sonra tesis hayvan dönün geri kadar kedi izleyin. Deney hiçbir olumsuz etkileri sağlamak için hayvana işlem sonrası bir gün değerlendirin. </li></ol> 3. Beyin Görüntüleme <ol><li> Eksenel dilim yönde kedinin beyninin anatomik taramaları toplayın. Anatomik referans hacmi için aşağıdaki görüntüleme parametreleri kullanın: TR = 750 msn ile FLASH görüntüleme dizisi, TE = 8 msn, matriks = 256 x 256 x 1,0 mm edinimi Voksel boyutu = 281 um x 281 mikron. Anatomik tarama süresi yaklaşık 6 dakika. Şekil 4 (sol panel), belirtilen parametreleri kullanılarak elde edilen bir örnek bir anatomik görüntü dilim sağlar. </li><li> Functio için aşağıdaki görüntüleme parametreleri kullanınnal hacimleri: TR = 1.000 msn ile, TE = 15 msn, 3 kesimleri / uçak, 21 x 1 mm dilimler Parçalara serpiştirmeli eko-planar edinim (EPI); matris = 96 x 96, alan-view = 72 mm x 72 mm; edinme Voksel boyutu = x 0,75 mm x 1.0 mm 0.75 mm;. edinimi süresi = 3 sn / hacim 4 (sağ panel) Şekil belirlenen parametreleri kullanılarak elde edilen örnek bir işlevsel bir görüntü dilimini içerir. </li></ol> 4. Uyarıcı Sunum <ol><li> Uyaranın 30 saniye oynadı olduğu bir blok tasarımı bir bant beyaz gürültü uyaran (0-25 kHz, 5 msn yükselme / düşme süresi, 1 sunum ile 100 msn patlamaları her 200 msn, 90-100 dB SPL) sunmak ve 30 saniye başlangıca (no-uyarıcı) durumu (Şekil 5) ile dönüşümlü. Akustik uyarılmış BOLD aktivite işitsel kortekste gözlenen kadar bu adımı tekrarlayın. Bir blok bir tasarım kullanarak her fonksiyonel çalışma süresi 90 hacim için yaklaşık olarak 4.5 dakikadır. </li><li> Ap olarak uyaran sunmakfonksiyonel çalışır istenilen sayıda propriate blok tasarım yapılandırma. </li></ol> 5. Veri Analizi <ol><li> Kazanılmış fonksiyonel hacimli işleme uygun fMRI analiz yazılımı (örneğin SPM, FSL) seçin. </li><li> Referans anatomik tarama zamanında yakın edinilen birime her fonksiyonel hacmi düzenlenmelidir. Adım 5.6 &#39;da kullanım için elde edilen hareket düzeltme değerlerini kaydedin. Rotasyonel baş hareketleri 1 ° veya öteleme baş hareketleri 1 mm&#39;yi aşan herhangi bir fonksiyon çalışır dışlamak. </li><li> Referans anatomik tarama için Coregister her hacmi. </li><li> 2 mm tam genişlikte yarı-maksimum (FWHM) Gauss filtre ile her cilt pürüzsüz. </li><li> Genel lineer model (GLM) için Regressor olarak ON-OFF uyaran blok tasarımı karşılık gelen bir kare dalga (boxcar) özelliğine sahiptir. </li><li> Hareketle ilgili eserler için hesap hiç ilgi regressors hareket düzeltme değerlerini birleştirmek. Bir u Uygulap ncorrected istatistiksel eşiği = GLM 0.001 KALIN aktivasyon kümeleri görüntülemek için sonuçlanır. (: FWE aile-bilge hatası) küme düzeyinde p &lt;0.05 eşik düzeltilmiş karşılayan küçük kümenin boyutunu belirler. Ilgi bölgelerinde istatistiksel olarak anlamlı kümeleri görmek için bu değere küme ölçüde eşik ayarlayın. </li><li> Temel blokları sırasında uyarılması blokları ve ortalama BOLD sinyali sırasında ortalama BOLD sinyal arasındaki fark olarak her voksel BOLD yüzde sinyal değişikliği (PSC) tanımlayın. </li></ol>

Yazarlar, finansal ya da başka çıkar, hiçbir çatışmaları beyan ederim.

Işitsel işlev bir anestezi hayvan modeli için bir fMRI deney tasarımı, aşağıdaki hususlar dikkat dikkate alınmalıdır: kortikal tepkiler üzerindeki anestezi (i) etkisi, arka plan gürültüsünün tarayıcı (ii) etkisini, ve (iii) en iyi duruma getirilmesi Deney prosedürünün veri toplama aşamasının. Bir anestezi altında hazırlanması sedasyon uzun bir süre üreten ve fonksiyonel bir görüntüleme oturumu sırasında potansiyel kafa hareketi en aza indirmek önemli bir a...

Memelilerde işitsel işleme mevcut anlayış esas maymunlar 1-5, dağ gelinciği 6-10, yarasalar 11-14, 15-19 kemirgenler, kedi ve 20-24 invazif elektrofizyolojik çalışmalardan elde edilmektedir. Elektrofizyolojik teknikler genellikle elektrot ucu çevresindeki sinir dokusunun küçük bir alanda tek ve birden fazla nöron aktivitesini kaydetmek için hücre dışı Mikroelektronlar kullanmaktadır. Gibi optik görüntüleme ve fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) gibi işlevsel görüntüleme yöntemleri, beynin birden fazla, uzamsal olarak ayrı bölgelerde eşzamanlı km&#39;ye aktivitesinin bir makroskopik bir bakış açısı sağlayarak hücre dışı kayıtları için yararlı tamamlar hizmet kurulmuştur. FMRI kan oksijen seviyesi bağımlı (BOLD) kullanır iken İçsel sinyal optik görüntüleme yüzey dokusu yansıtma özellikleri aktivite ile ilgili değişiklikleri ölçerek beyindeki uyarılmış aktivite görüntülenmesini kolaylaştırırbelirli bir görev sırasında aktif olan beyin bölgelerinde uyarıcı-uyarılmış hemodinamik değişiklikleri ölçmek için kontrast. Optik görüntüleme uyaran-uyarılmış aktivite 25 ilgilidir yüzey dokusu yansıtma önlemleri değişikliklere kortikal yüzeyin doğrudan maruz kalmasını gerektirir. Buna karşılık, fMRI noninvaziv ve sağlam bir kafatası içinde kortikal yüzeyi 26-28 ve sulkus-tabanlı 27,29 uyarılmış aktivite hem ölçmek için deoksijene kan paramanyetik özellikleri patlatır. Insan olmayan primat görsel korteks 30 ve insan işitsel kortekste 31 BOLD sinyal ve nöronal aktivitenin arasında güçlü bir korelasyon duyu fonksiyonlarını incelemek için yararlı bir araç olarak fMRI doğrulamak. FMRI gibi tonotopic organizasyon 32-36, işitsel işlev 37 lateralizasyonu, kortikal aktivasyon desenleri, kortikal bölgelerin 38 tanımlanması, ses efektleri gibi işitsel yolun özelliklerini incelemek için yaygın olarak kullanılan beriişitsel tepki özellikleri 39,40, ve insan, maymun ve fare modelleri, kedi işitme işlevini incelemek için uygun bir fonksiyonel görüntüleme protokolü kalkınma için yararlı bir tamamlayıcı olacağı yılında BOLD tepki süresi elbette 29,41 özelliklerine yoğunluğu fonksiyonel görüntüleme edebiyat. FMRI da anestezi kedi 26-28,42 görsel korteksin çeşitli fonksiyonel yönlerini keşfetmek için kullanılmış olsa da, birkaç çalışma kedi işitsel korteks duyusal işleme incelemek için bu tekniği kullandık. Mevcut protokolün amacı, anestezi kedi işitsel korteks işlevini ölçmek için fMRI kullanarak etkili bir yöntem oluşturmaktır. Bu yazıda özetlenen deneysel prosedürleri başarıyla yetişkin kedi işitsel kortekste 43 BOLD tepki süresi tabii özelliklerini tanımlamak için kullanılır olmuştur.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Material</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Atropine sulphate injection 0.5 mg/mL</td>
 <td>Rafter 8 Products</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Acepromazine 5 mg/mL</td>
 <td>Vetoquinol Inc.</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ketamine hydrochloride 100 mg/mL</td>
 <td>Bimeda-MTC</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dexmedetomidine hydrochloride (Dexdomitor 0.5 mg/mL)</td>
 <td>Orion Pharma</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isoflurane 99.9%</td>
 <td>Abbott Laboratories</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lidocaine (Xylocaine endotracheal 10 mg/metered dose)</td>
 <td>Astra Zeneca</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lubricating opthalmic ointment (Refresh Lacri Lube)</td>
 <td>Allergan Inc.</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Saline 0.95%</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>IV Catheter 22g (wings)</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>IV Extension Set</td>
 <td>Codan US Corp.</td>
 <td>BC 269</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>IV Administration Set 10 drips/mL</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Endotracheal tube 4.0</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Heating pads (Snuggle Safe)</td>
 <td>Lenric C21 Ltd.</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Syringe 60 mL</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Equipment</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>External sound card</td>
 <td>Roland Corporation</td>
 <td>Cakewalk UA-25EX</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Stereo power amplifier</td>
 <td>Pyle Audio Inc.</td>
 <td>Pyle Pro PCAU11</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MRI-compatible insert earphone system</td>
 <td>Sensimetric Corporation</td>
 <td>Model S14</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Foam ear tips for insert earphones</td>
 <td>E-A-R Auditory Systems</td>
 <td>Earlink 3B</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>End-tidal CO2 monitor</td>
 <td>Nellcor&nbsp;</td>
 <td>N-85</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MRI-compatible pulse oximeter</td>
 <td>Nonin Medical Inc.</td>
 <td>Model 7500</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Syringe pump</td>
 <td>Harvard Apparatus</td>
 <td>70-2208</td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
 </table>

functional imaging of auditory cortex in adult cats using high-field fmri

Memeli işitme sisteminin duyusal işleme bugünkü bilgiler esas olarak maymun, dağ gelinciği, sopaları, kemirgenler ve kediler dahil olmak üzere, hayvan modellerinde çeşitli elektrofizyolojik çalışmalar, türetilmiştir. Işitsel işlev insan ve hayvan modelleri arasında uygun bir paralellik çizmek amacıyla, insan işlevsel görüntüleme çalışmaları ve hayvan elektrofizyolojik çalışmalar arasında bir köprü kurmak için önemlidir. Fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) serebral korteksin farklı bölgeler arasında hemodinamik etkinliğinin geniş kalıplarını ölçme kurulu, minimal invaziv bir yöntemdir. Bu teknik yaygın olarak insan beyninde duyu işlevini araştırmak için kullanılır, insanlarda ve hayvanlarda hem de işitsel işleme çalışmaları bağlayan bir araçtır ve başarılı bir şekilde maymun ve kemirgen işitsel araştırmak üzere kullanılmıştır. Aşağıdaki protokol anestezi yetişkin işitme fonksiyonlarını araştırmak için deneysel bir prosedür açıklanmaktadırfMRI kullanarak işitsel kortekste uyarıcı-uyarılmış hemodinamik değişiklikleri ölçerek kediler. Bu nedenle bu yöntem, memeli işitsel korteks türe bağımsız özelliklerinin daha iyi anlaşılması için gerekli olan işitsel işlevin farklı modelleri arasında hemodinamik tepkiler karşılaştırmasını kolaylaştırır.

Temsilci fonksiyonel veri 7T yatay delik tarayıcı edinilen ve MATLAB İstatistiksel Parametrik Haritalama araç kutusu kullanılarak analiz edildi. Işitsel uyarıya sağlam kortikal hemodinamik tepkiler sürekli olarak tarif edilen deney protokolü kullanılarak 43 kedilerde gözlenmiştir. Şekil 6, bir blok tasarımı olarak sunulan bir 30 saniye bant gürültü uyarıcıya yanıt olarak 2 hayvanlarda BOLD aktivasyonunu göstermektedir. Başlangıca vs geniş bant gürültü (hiçbir uya...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI at JoVE.com

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

Memelilerde işitme sisteminin fonksiyonel çalışmalar, geleneksel olarak bu tür elektrofizyolojik kayıtları gibi uzamsal odaklı teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Aşağıdaki protokol işlevsel manyetik rezonans görüntüleme kullanılarak kedi işitsel kortekste uyarılmış hemodinamik aktivitesinin büyük ölçekli desen görselleştirilmesi için bir yöntem tarif eder.

Yüksek alan fMRI kullanılarak Yetişkin kedilerde işitme korteksi Fonksiyonel Görüntüleme

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

functional-imaging-auditory-cortex-adult-cats-using-high-field

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.4K Görüntüleme.  University of Western Ontario.  Memelilerde işitme sisteminin fonksiyonel çalışmalar, geleneksel olarak bu tür elektrofizyolojik kayıtları gibi uzamsal odaklı teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Aşağıdaki protokol işlevsel manyetik rezonans görüntüleme kullanılarak kedi işitsel kortekste uyarılmış hemodinamik aktivitesinin büyük ölçekli desen görselleştirilmesi için bir yöntem tarif eder. 