Part of this work was supported by a Grant-in-Aid for Scientific Research (C) from the Japanese Society for the Promotion of Science (25350520, 22500401, 15K06105) and the US-ARMY ITC-PAC Research and Development Project (FA5209-15-P-0175).

Hayvan bakımı, hazırlanması, ve deneysel protokolleri Tarım ve Tokyo Teknoloji Üniversitesi Hayvan Araştırmaları Komitesi tarafından onaylanmıştır. Bu metodoloji, sıçan yiyecek ve su ad libitum ile, kontrollü bir ortamda (24 ° C, 12 saat ışık / karanlık döngüsü) içinde yer alır. Bir Konvansiyonel Çokspektrumlu yaygın reflektans Görüntüleme Sistemi 1. İnşaat <ol><li> Montaj merkezi dalga boyları ile dokuz dar optik girişim filtreleri 500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730, ve motorlu filtre tekerleğin filtre deliklerine 760 nm. </li><li> geniş bant beyaz ışık kaynağı, dar girişim filtreleri yukarıdaki seti, bir ışık kılavuzu, bir toplama lensi, video yakınlaştırma lensi ve bir tek renkli CCD kamera ile motorlu bir filtre tekerleği kullanarak bir çok bantlı görüntüleme sistemini Construct. Şekil 2&#39;de gösterilen optik bileşenlerin düzeni, th için de ifade edilebilirInşaat prosedürüdür. NOT: Aydınlatma açısı, numune yüzeyine göre yaklaşık 45 ° &#39;dir. </li><li> Bir girişim filtresi, ışık kılavuzu ve toplama merceği yoluyla numunenin yüzeyini aydınlatmak için halojen lamba ışığı kaynağını açın. </li><li> CCD kameranın işletim yazılımını açın. </li></ol> 2. Hayvan Hazırlama NOT: Bu protokolde, sıçan gelecek deneyler için kullanılmamıştır ve multispektral görüntülerin ölçümünden hemen sonra feda edilmiştir. <ol><li> Bir indüksiyon odasının giriş portunu bir tüp ile anestezi makinesinin çıkış portuna bağlayın. İndüksiyon odasının çıkış portunu anestezi makinesinin giriş portuna ikinci bir boruyla bağlayın. </li><li> Sıçanı indüksiyon odasına yerleştirin ve% 5.0 izofluran ile anestezi indükleyin. Anesteziyi, sıçanın ayak parmaklarına cevap vermemesi için derinlikte tutun. LAnestezi makinesinde bir döner düğme kullanarak% 2.0 izofluran&#39;a cevap verin. </li><li> Sıçanın kafasını stereotaksik bir çerçeveye sabitleyin. Anestezik için bir ağızlığı stereotaksik çerçeveye takın. </li><li> Ağızlık parçasını bir tüp ile anestezi makinesinin çıkış portuna bağlayın. Ağızlık parçasını bir tüp ile anestezi makinesinin giriş portuna bağlayın. </li><li> Cilt yüzeyi görünene kadar baş bölgesini prospektif kesi alanının ötesine tıraş edin. </li><li> Başın orta hat boyunca yaklaşık 20 mm uzunluğunda bir kesi yapın ( Şekil 1 (a) ) ve subkutanöz bağ dokularını ( Şekil 1 (b) ) maruz bırakın. </li><li> Deri altı bağ dokularını keskin bir küret veya bir kıskaç kullanarak çıkarın ve kafatası kemiğini ortaya çıkarmak için başın iki yanına çekin ( Şekil 1 (c) ). </li><li> Kafatası dikişindeki kafatası kemiğinde elipsoidal bir hendeğe dikkat edin.bir yüksek devirli es (koronal dikiş, sagital dikiş ve lambdoidea&#39;nın) (Şekil 1 (d)). </li><li> Yavaş ve homojen yüksek devirli hendek içine kafatası kemiği kazıp. </li><li> Hafif bir serebral kan damarı ortaya çıktıktan sonra, kemik kalınlığı ve kuvveti tahmin etmek için kıskaç ucu ile inceltilmiş kafatası yüzeyi üzerinde basın. inceltilmiş kafatası bölgeye kolaylıkla bastırır durumunda, yüksek-hızlı, elektrikli bir kafatası kemik azalma sonlandırabilir. </li><li> parça parça kıskaç veya küçük cerrahi makas ucunu kullanarak inceltilmiş kafatası elips sınır hattını kesin. </li><li> pense yardımıyla yavaş ve nazikçe beyin yüzeyinden inceltilmiş kafatası çıkarın. </li><li> Yavaşça fizyolojik tuzlu su ile kranyal pencere banyo ve yaklaşık olarak 0.1 mm kalınlıkta saydam bir cam plaka ile örtün. </li></ol> 3. alınan oksijenin Kesir düzenlenmesi NOT: Solunum condition, alınan oksijenin kısmını (FiO 2) regüle ederek değiştirilebilir. <ol><li> bir tüp kullanılarak, bir Y-şeklindeki tüp bağlantısı (bağlayıcı 2) birinci bağlantı için bir Y-şeklindeki boru konektörü (bağlayıcı 1) birinci bağlantı noktasına bağlamak. </li><li> tüp bağlantısı 1 ikinci bağlantı noktasına ağızlığın giriş portu bağlayın. </li><li> bir tüp kullanılarak, bir oksijen konsantrasyonu izleme cihazına tüp bağlantısı 1 üçüncü bağlantı noktasına bağlamak. </li><li> bir tüp ile, anestezi makinesi çıkış portuna tüp konektör 2&#39;nin ikinci bağlantı noktasına bağlamak. </li><li> bir tüp kullanılarak, bir gaz karışımı cihazının çıkış portuna tüp konektör 2&#39;nin üçüncü bağlantı noktasına bağlamak. </li><li> % 5 bir tüp kullanarak CO2 gaz silindiri - yüksek-basınçlı bir% 95 O2 gaz karışımı, cihazın bir giriş portunu. </li><li> Bir tüp kullanarak% 5 CO2 gaz silindiri - yüksek-basınçlı bir% 95 N2 gaz karışımı, cihazın diğer giriş portunu. </li><li> o gaz akış oranlarını değiştirmeGaz karışımı cihazda döner düğme ile fO 2 ve N2. </li><li> Giriş ve oksijen konsantrasyonu, izleme cihazı kullanılarak FiO 2 düzenler. </li></ol> Çokspektrumlu yaygın reflektans Görüntüler 4. Toplama <ol><li> Referans görüntülere kazanılması NOT: ışık kaynağı, optik fiber gibi bu deneyde kullanılan optik bileşenleri ve dedektörler kendi spektral özellikleri vardır. Bu nedenle, bu bileşenler geçen ışığın yoğunluğu, bir referans resim olarak kaydedilmelidir. referans görüntü ışık kaynağından gelen ışık ile aydınlatılan standart beyaz difüzör ile çekilen bir görüntüdür. <ol><li> yatay sahnede standart beyaz difüzör koyun. </li><li> varil üzerinde yakınlaştırma halkasını çevirerek beyaz difüzör yüzeyinde kamera lensini odaklanın. </li><li> uygun değeri seçerek kamera entegrasyonu zaman ayarlayınaçılan entegrasyon Listesi kez kamera işletim yazılımında ışık büyük miktarda maksimum sayıları yaklaşık% 75 olan bir sinyal üretir, böylece. piksel değerleri histogram izlerken sinyal yoğunluk seviyesi maksimum sayısı yaklaşık% 75 kadar, entegrasyon zaman ayarlayın. </li><li> bir dosyaya bir görüntü kaydetmek için dosya menüsünden &quot;save&quot; komutunu seçin. </li><li> Filtre tekerleği çevirerek filtre konumunu değiştirin. </li><li> Yukarıda tarif edilen yönteme göre, diğer dalga boylarında bir görüntü kaydetme. Dosya adı örneği ve kullanılan dalga boyu (örneğin W500 W520, W540 ... W760) belirlemelidir. </li></ol></li><li> Örnek görüntüler kazanılması Not: Dokuz dalga boylarında maruz sıçan beyninin diffusely-yansıyan ışık yoğunluğu görüntüleri yakalanır ve aynı etme koşulları kullanılarak kişisel bilgisayarın sabit diskinde saklanır. <ol><li> Yavaşça r yerleştirmekKamera sıçan beyninde yüzeyinde odaklanmak böylece sahnede de yavaş yavaş sahne seviyesini ayarlayın. </li><li> bir dosyaya bir görüntü kaydetmek için dosya menüsünden &quot;save&quot; komutunu seçin. </li><li> Filtre tekerleği çevirerek filtre konumunu değiştirin. </li><li> Yukarıda tarif edilen yönteme göre, diğer dalga boylarında bir görüntü kaydetme. Dosya adı örneği ve dalga boyu (örneğin R500, R520, R540 ... R760) belirlemelidir. </li></ol></li><li> Karanlık görüntülerin Edinme NOT: CCD kamera, bir elektrik sinyaline yanıt olarak, bir ışık yoğunluğu üretir. Ancak, ışık detektörü ile girmezse bile dolayı elektrik devreleri ve dedektörler gürültü bazı küçük çıkış vardır; bu karanlık akım gürültüsü denir. doğru ışığın spektral yoğunluğunu ölçmek için, karanlık akım bileşeni karanlık görüntü olarak kaydedilmiş ve daha sonra ölçme sinyalinden çıkarılmalıdır. Karanlık görüntü bir görüntü almaktırn, ışık yolu ile bloke edilmiştir. <ol><li> halojen lamba ışık kaynağı kapatın. </li><li> Bir koruyucu plaka kullanılırsa CCD kamera sistemine ışık yolunu engelleme. </li><li> bir dosyaya bir görüntü kaydetmek için dosya menüsünden &quot;save&quot; komutunu seçin. Dosya adı örneği (örneğin, Koyu) belirlemelidir. </li></ol></li></ol> 5. Hemoglobin İçerik ve Işık Saçılma Parametre görselleştirme NOT: multispektral dağılarak yansıma görüntüleri kümesi kişisel bilgisayarın sabit diskine kaydedilir ve çevrimdışı analiz edilir. Dokuz dalga boyunda (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730 ve 760 nm) olarak çok bantlı dağınık yansıtıcılık bir görüntü Monte Carlo simülasyonu 19 yardımıyla bir çoklu regresyon analizi, daha sonra, iki boyutlu görselleştirmek için gerçekleştirilir oksijenli hemoglobin konsantrasyonu, oksijenden arındırılmış hemoglobin konsantrasyonu, toplam hemoglobin konsantrasyonu, bölgesel serebral oksijen doygunluğu ve kovanının haritagüç vuruşlarını. Ayrıntılı algoritma Literatüre 17, 18 olarak yayınlanmıştır. <ol><li> referans görüntü ve her dalga boyunda örnek resmi hem de karanlık görüntü çıkarılır. </li><li> Her dalga boyuna X referans görüntü ile örnek bir resim normalize. Dağılarak yansıma görüntü R gibi normalize görüntü davranın. </li><li> Her dalga boyuna X de dağınık yansıtıcılık görüntü R karşıtının logaritmalama absorbansı (ya da optik yoğunluğu) görüntü A hesaplayın: <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/55399/55399eq1.jpg" /> (1) </li><li> Y düzlemi beyin yüzeyi için elde edilen yapısal bilgi gösterir ve z, -Axis spektral bilgileri gösterir - X dalga boyuna sırasına, absorbans görüntü istifleme ile bir üç-boyutlu matrisi oluşturmak. </li><li> peHer bir xy koordinat absorbans spektrumu A (λ) için çoklu regresyon analizi rform. </li><li> Adım 5.5 bağımsız değişkenler olarak bağımlı değişken ve HBO (λ) ε oksijenli hemoglobin molar tükenme katsayısı spektrumları ve deoksijene hemoglobin ε HBr (λ) olarak absorbans spektrumu A (λ) kullanarak (HBO ε değerleri yayınlanan (λ) ve ε HBr (λ)), Tablo 1 &#39;de verilmiştir. </li><li> Üç çoklu regresyon iki boyutlu haritalar (resimler) kontrol edin, bir HBO, bir HBR ve 0 katsayıları. </li><li> Amacıyla HBO, bir HBr ve bir 0, çoklu regresyon katsayısı görüntü istifleme ile bir üç-boyutlu matrisi oluşturmak burada <em&gt; &#39;x - y düzleminde beyin yüzeyinden z -Axis için elde edilen yapısal bilgileri gösterir çoklu regresyon katsayılarını gösteriyor. </li><li> Oksijenli hemoglobin konsantrasyonu Cı HbO, oksijenden arındırılmış hemoglobin konsantrasyonu Cı HBr ve her xy bir HBO, bir HBr ve 0 katsayıları o P&#39;nın değerleri (aşağıdaki ampirik formüller kullanılarak koordinat çoklu regresyon kümesinden saçılma güç b hesaplayın HbO i, β HBr, i ve β 0, i (i = 0,1,2,3), Tablo 2&#39;de verilmektedir): <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/55399/55399eq2.jpg" /> (2) <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/55399/55399eq3.jpg" /> (3) <img alt="Denklem 4" src="/files/ftp_upload/55399/55399eq4.jpg" /> (4) </li><li> Oksijenli hemoglobin konsantrasyonu Cı HbO, oksijenden arındırılmış hemoglobin konsantrasyonunun Cı HBr ve saçılma güç b iki boyutlu haritalar (görüntü) kontrol edin. </li><li> Her x, Cı-hbo ve C HBr toplanmasıyla toplam hemoglobin konsantrasyonu Cı HBT bir iki boyutlu ilk hesaplayın - y koordinatı. </li><li> Y koordinatı - her bir x, toplam hemoglobin konsantrasyonu Cı HBT oksijenlenmesi hemoglobin konsantrasyonu Cı HbO bölünmesi ile bölgesel serebral oksijen doygunluğu Rso 2 bir iki-boyutlu bir harita hesaplayın. </li></ol>

<ol>
	<li>Bonhoeffer, T., Grinvald, A., Toga, A. W., Mazziotta, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Imaging+based+on+intrinsic+signals:+the+methodology.">Optical Imaging based on intrinsic signals: the methodology.</a> Brain mapping; the methods. , 55-97 (1996).</li><li>Mourant, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+light+scattering+from+biological+cells+relevant+to+noninvasive+optical-tissue+diagnostics.">Mechanisms of light scattering from biological cells relevant to noninvasive optical-tissue diagnostics.</a> Appl. Opt. 37 (16), 3586-3593 (1998).</li><li>Abookasis, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+cortical+absorption,+scattering,+and+hemodynamic+response+during+ischemic+stroke+using+spatially+modulated+near-infrared+illumination.">Imaging cortical absorption, scattering, and hemodynamic response during ischemic stroke using spatially modulated near-infrared illumination.</a> J. Biomed. Opt. 14 (2), 024033 (2009).</li><li>Lipton, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemic+cell+death+in+brain+neuron.">Ischemic cell death in brain neuron.</a> Physiol. Rev. 79 (4), 1432-1568 (1999).</li><li>Jarvis, C. R., Anderson, T. R., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anoxic+depolarization+mediates+acute+damage+independent+of+glutamate+in+neocortical+brain+slices.">Anoxic depolarization mediates acute damage independent of glutamate in neocortical brain slices.</a> Cereb. Cortex. 11 (3), 249-259 (2001).</li><li>Joshi, I., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+anoxic+depolarization+during+ischemia-like+conditions+in+the+mouse+hemi-brain+slice.">Imaging anoxic depolarization during ischemia-like conditions in the mouse hemi-brain slice.</a> J. Neurophysiol. 85 (1), 414-424 (2001).</li><li>Polischuk, T. M., Jarvis, C. R., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+optical+signaling+denoting+neuronal+damage+in+response+to+acute+excitotoxic+insult+in+the+hippocampal+slice.">Intrinsic optical signaling denoting neuronal damage in response to acute excitotoxic insult in the hippocampal slice.</a> Neurobiol. Dis. 4 (6), 423-437 (1998).</li><li>Jarvis, C. R., Lilge, L., Vipond, G. J., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpretation+of+intrinsic+optical+signals+and+calcein+fluorescence+during+acute+excitotoxic+insult+in+the+hippocampal+slice.">Interpretation of intrinsic optical signals and calcein fluorescence during acute excitotoxic insult in the hippocampal slice.</a> NeuroImage. 10 (4), 357-372 (1999).</li><li>Obeidat, A. S., Jarvis, C. R., Andrew, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glutamate+does+not+mediate+acute+neuronal+damage+after+spreading+depression+induced+by+O2/glucose+deprivation+in+the+hippocampal+slice.">Glutamate does not mediate acute neuronal damage after spreading depression induced by O2/glucose deprivation in the hippocampal slice.</a> J. Cereb. Blood Flow Metab. 20 (2), 412-422 (2000).</li><li>Dunn, A. K., Devor, A., Dale, A. M., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+extent+of+oxygen+metabolism+and+hemodynamic+changes+during+functional+activation+of+the+rat+somatosensory+cortex.">Spatial extent of oxygen metabolism and hemodynamic changes during functional activation of the rat somatosensory cortex.</a> Neuroimage. 27 (2), 279-290 (2005).</li><li>Jones, M., Berwick, J., Johnston, D., Mayhew, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concurrent+optical+imaging+spectroscopy+and+laser-Doppler+flowmetry:+the+relationship+between+blood+flow,+oxygenation,+and+volume+in+rodent+barrel+cortex.">Concurrent optical imaging spectroscopy and laser-Doppler flowmetry: the relationship between blood flow, oxygenation, and volume in rodent barrel cortex.</a> Neuroimage. 13 (6), 1002-1015 (2001).</li><li>Jones, M., Berwick, J., Mayhew, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+blood+flow,+oxygenation,+and+volume+following+extended+stimulation+of+rodent+barrel+cortex.">Changes in blood flow, oxygenation, and volume following extended stimulation of rodent barrel cortex.</a> Neuroimage. 15 (3), 474-487 (2002).</li><li>Zhou, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffuse+optical+correlation+tomography+of+cerebral+blood+flow+during+cortical+spreading+depression+in+rat+brain.">Diffuse optical correlation tomography of cerebral blood flow during cortical spreading depression in rat brain.</a> Opt. Express. 14 (3), 1125-1144 (2006).</li><li>Bouchard, M. B., Chen, B. R., Burgess, S. A., Hillman, E. M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-fast+multispectral+optical+imaging+of+cortical+oxygenation,+blood+flow,+and+intracellular+calcium+dynamics.">Ultra-fast multispectral optical imaging of cortical oxygenation, blood flow, and intracellular calcium dynamics.</a> Opt. Express. 17 (18), 15670-15678 (2009).</li><li>Jones, P. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+multispectral+reflectance+imaging+and+laser+speckle+flowmetry+of+cerebral+blood+flow+and+oxygen+metabolism+in+focal+cerebral+ischemia.">Simultaneous multispectral reflectance imaging and laser speckle flowmetry of cerebral blood flow and oxygen metabolism in focal cerebral ischemia.</a> J. Biomed. Opt. 13 (4), 044007 (2008).</li><li>Kawauchi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffuse+light+reflectance+signals+as+potential+indicators+of+loss+of+viability+in+brain+tissue+due+to+hypoxia:+charge-coupled-device-based+imaging+and+fiber-based+measurement.">Diffuse light reflectance signals as potential indicators of loss of viability in brain tissue due to hypoxia: charge-coupled-device-based imaging and fiber-based measurement.</a> J. Biomed. Opt. 18 (1), 015003 (2013).</li><li>Yoshida, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multispectral+imaging+of+absorption+and+scattering+properties+of+in+vivo+exposed+rat+brain+using+a+digital+red-green-blue+camera.">Multispectral imaging of absorption and scattering properties of in vivo exposed rat brain using a digital red-green-blue camera.</a> J. Biomed. Opt. 20 (5), 051026 (2015).</li><li>Nishidate, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+Cerebral+Hemodynamics+and+Tissue+Morphology+of+In+Vivo+Rat+Brain+Using+Spectral+Diffuse+Reflectance+Imaging.">Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Tissue Morphology of In Vivo Rat Brain Using Spectral Diffuse Reflectance Imaging.</a> Appl. Spectrosc. , (2016).</li><li>Wang, L. -. H., Jacques, S. L., Zheng, L. -. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MCML-Monte+Carlo+modeling+of+photon+transport+in+multi-layered+tissues.">MCML-Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues.</a> Comput. Methods Programs Biomed. 47 (2), 131-146 (1995).</li><li>Tsytsarev, V., Premachandra, K., Takeshita, D., Bahar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+cortical+electrical+stimulation+in+vivo:+Fast+intrinsic+optical+signal+versus+voltage-sensitive+dyes.">Imaging cortical electrical stimulation in vivo: Fast intrinsic optical signal versus voltage-sensitive dyes.</a> Opt. Lett. 33 (9), 1032-1034 (2008).</li><li>Arnold, T., Biasio, M. D., Leitner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyper-spectral+video+endoscope+for+intra-surgery+tissue+classification+using+auto-fluorescence+and+reflectance+spectroscopy.">Hyper-spectral video endoscope for intra-surgery tissue classification using auto-fluorescence and reflectance spectroscopy.</a> Proc. SPIE. 8087, 808711 (2011).</li><li>Basiri, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+a+multi-spectral+camera+in+the+characterization+of+skin+wounds.">Use of a multi-spectral camera in the characterization of skin wounds.</a> Opt. Express. 18 (4), 3244-3257 (2010).</li><li>Nishidate, I., Maeda, T., Niizeki, K., Aizu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estimation+of+melanin+and+hemoglobin+using+spectral+reflectance+images+reconstructed+from+a+digital+RGB+image+by+the+Wiener+estimation+method.">Estimation of melanin and hemoglobin using spectral reflectance images reconstructed from a digital RGB image by the Wiener estimation method.</a> Sensors. 13 (6), 7902-7915 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Bu protokol olarak en kritik kademenin kafa pencere yapmak inceltilmiş kafatası bölgenin çıkarılmasıdır; Bu beklenmeyen bir kanama önlemek için dikkatli bir şekilde yapılmalıdır. Bu adım, yüksek doğrulukta yansıma görüntüleri dağınık multispektral yüksek kaliteli elde etmek için önemlidir. Stereomikroskopta kullanılması cerrahi prosedür mümkünse için tavsiye edilir. jelatin sünger Küçük parçalar hemostaz için yararlıdır. Bu makalede açıklanan optik ...

Multispektral dağınık yansıtıcılık görüntüleme korteks dokusu içinde içsel ışık sinyalleri (Moss) içindeki bir sinyallere elde etmek için en yaygın tekniktir. Morfolojik değişiklikler ile indüklenen ışık saçılım özellikleri de ışık emiliminin varyasyonlar nedeniyle kortikal hemodinamikler saçılma özellikleri, azaltılması ya da mitokondri içinde sitokrom okside bağlı olarak emme varyasyon ve varyasyonları: Moss, başlıca üç fenomen ilişkilendirilir, in vivo beyin gözlenen 1. yakın kızılötesi (NIR) spektral aralığa (VIS), görünür ışık etkili bir şekilde emilir ve biyolojik doku ile serpilir. In vivo beyin dağınık yansıtıcılık spektrumu emme ve dağıtma spektrumları ile karakterize edilir. Düşük saçılma katsayıları monoton bir saçılma spektrumu sergi VIS-to-NIR dalga boyu aralığı sonuç olarak beyin dokusu s &#39;^ ıDaha uzun dalga boylarında daha küçük büyüklükler. İndirgenmiş saçılma katsayısı spektrumu μs &#39;(λ) , μs &#39; (λ) = a × λ- b gibi güç yasası fonksiyonu 2 , 3 formunda olacak şekilde yaklaştırılabilir. Saçılma gücü b , canlı dokuda bulunan biyolojik saçılımcıların boyutu ile ilgilidir 2 , 3 . Dokunun morfolojik değişiklikleri ve canlı korteks dokusunun yaşayabilirliğinin azaltılması biyolojik saçılmaların 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 boyutlarını etkileyebilir. Çokboyutlu diffüz yansıtma görüntüleme için optik bir sistem, akkor lityumdan kolayca oluşturulabilirGHT kaynağı, basit optik bileşenler ve bir monokromatik yüklü bağlanmış cihaz (CCD). Bu nedenle, çeşitli algoritmalar ve multispektral dağınık yansıtıcılık görüntüleme için optik sistemler kortikal hemodinamikleri ve / veya doku morfolojisi 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 değerlendirmek için kullanılmıştır. Bu makalede tarif edilen yöntem hemodinamiği ve bilinen bir çok bantlı dağınık yansıtıcılık görüntüleme sistemi kullanılarak in vivo olarak sıçan serebral dokusunun ışık saçılım özelliklerinin her ikisi de göstermek için kullanılır. Alternatif teknikler üzerinden bu yöntemin avantajları serebral hemodinamik ve kortikal doku hem de uzaysal değişiklikleri değerlendirmek için yeteneğidirmorfolojisi, yanı sıra çeşitli beyin fonksiyon bozukluğu hayvan modellerinde uygulaması. Bu nedenle, yöntem, travmatik beyin hasarı, epilepsi nöbet, inme ve iskemi araştırmalar için uygun olacaktır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="856">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="36">
			<td height="36" style="height:36px;width:289px;">150-W halogen-lamp light source</td>
			<td style="width:281px;">Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td style="width:119px;">LA-150SAE</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="36">
			<td height="36" style="height:36px;">Light guide</td>
			<td style="width:281px;">Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>LGC1-5L1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="36">
			<td height="36" style="height:36px;">Collecting lens</td>
			<td style="width:281px;">Hayashi Watch Works Co., Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>SH-F16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@500nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#65088</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@520nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#65093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@540nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#65096</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@560nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#67766</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@570nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#67767</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@580nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#65646</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@600nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#65102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@730nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#65115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Interference filters l@760nm</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>#67777</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Motorized filter wheel&#160;</td>
			<td>Andover Corporation, NH, USA</td>
			<td>FW-MOT-12.5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">16-bit cooled CCD camera</td>
			<td>Bitran, Japan</td>
			<td>BS-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">Video zoom lens</td>
			<td>Edmund Optics Japan Ltd, Tokyo, Japan</td>
			<td>VZMTM300i</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="36">
			<td height="36" style="height:36px;width:289px;">Spectralon white standard with 99% diffuse reflectance</td>
			<td>Labsphere Incorporated, North Sutton, NH, USA</td>
			<td>SRS-99-020</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous evaluation of cerebral hemodynamics and light scattering properties of the in vivo rat brain using multispectral diffuse reflectance imaging

The simultaneous evaluation of cerebral hemodynamics and the light scattering properties of in vivo rat brain tissue is demonstrated using a conventional multispectral diffuse reflectance imaging system. This system is constructed from a broadband white light source, a motorized filter wheel with a set of narrowband interference filters, a light guide, a collecting lens, a video zoom lens, and a monochromatic charged-coupled device (CCD) camera. An ellipsoidal cranial window is made in the skull bone of a rat under isoflurane anesthesia to capture in vivo multispectral diffuse reflectance images of the cortical surface. Regulation of the fraction of inspired oxygen using a gas mixture device enables the induction of different respiratory states such as normoxia, hyperoxia, and anoxia. A Monte Carlo simulation-based multiple regression analysis for the measured multispectral diffuse reflectance images at nine wavelengths (500, 520, 540, 560, 570, 580, 600, 730, and 760 nm) is then performed to visualize the two-dimensional maps of hemodynamics and the light scattering properties of the in vivo rat brain.

In vivo sıçan beyinlerinden alınan diffüz reflektans temsili spektral görüntüleri 500, 520, 540, 560, 570, şekil 3 ve görüntüler gösterilir ve 580 net bir şekilde serebral korteks kan damarlarının yoğun bir ağ görselleştirmek nm. kan damarlarının ve 600, 730 de resimlerde görülen çevreleyen doku ve 760 nm arasında kontrast bozulması daha uzun ve NIR dalga boyları hemoglobin tarafından ışığın daha düşük emilmesini yansıtır. <...

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging at J

Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging

Serebral hemodinamik ve in vivo sıçan beyin dokusunun ışık saçılım özelliklerinin aynı anda değerlendirilmesi, geleneksel bir çok bantlı dağınık yansıtıcılık görüntüleme sistemi kullanılarak araştınlır.

Serebral Hemodinamiğin ve Işık Saçılımının Eşzamanlı Değerlendirilmesi<em&gt; In Vivo</emÇokspektrumlu yaygın reflektans ımaging&#39;i kullanarak&gt; Sıçan Beyin

The simultaneous evaluation of cerebral hemodynamics and the light scattering properties of in vivo rat brain tissue is demonstrated using a conventional ...

simultaneous-evaluation-cerebral-hemodynamics-light-scattering

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging

7.6K Görüntüleme.  Tokyo University of Agriculture & Technology.  Serebral hemodinamik ve in vivo sıçan beyin dokusunun ışık saçılım özelliklerinin aynı anda değerlendirilmesi, geleneksel bir çok bantlı dağınık yansıtıcılık görüntüleme sistemi kullanılarak araştınlır. 

Video: Simultaneous Evaluation of Cerebral Hemodynamics and Light Scattering Properties of the In Vivo Rat Brain Using Multispectral Diffuse Reflectance Imaging

Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in which functional MRI data and in vivo intracortical recording can be performed simultaneously. The combination of MRI and electrical recording is technically challenging because the electrodes used for recording distort the MRI images and the MRI acquisition induces noise in the electrical recording. To minimize the mutual interference of the two modalities, glass microelectrodes were used rather than metal and a noise removal algorithm was implemented for the electrophysiology data. In our studies, two microelectrodes were separately implanted in bilateral primary somatosensory cortices (SI) of the rat and fixed in place. One coronal slice covering the electrode tips was selected for functional MRI. Electrode shafts and fixation positions were not included in the image slice to avoid imaging artifacts. The removed scalp was replaced with toothpaste to reduce susceptibility mismatch and prevent Gibbs ringing artifacts in the images. The artifact structure induced in the electrical recordings by the rapidly-switching magnetic fields during image acquisition was characterized by averaging all cycles of scans for each run. The noise structure during imaging was then subtracted from original recordings. The denoised time courses were then used for further analysis in combination with the fMRI data. As an example, the simultaneous acquisition was used to determine the relationship between spontaneous fMRI BOLD signals and band-limited intracortical electrical activity. Simultaneous fMRI and electrophysiological recording in the rodent will provide a platform for many exciting applications in neuroscience in addition to elucidating the relationship between the fMRI BOLD signal and neuronal activity.

We have developed a method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and electrophysiological recording in the rodent brain, providing a platform for the investigation of the relationship between neural activity and the blood oxygenation level dependent (BOLD) MRI signal.

Kemirgen Beyin aynı anda fMRI ve Elektrofizyoloji

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in ...

Nörobilim

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains technically challenging. One approach, Activation-Induced Manganese-enhanced MRI (AIM MRI), has been used successfully to map neuronal activity in rodents 1-5. In AIM MRI, Mn2+ acts a calcium analog and accumulates in depolarized neurons 6,7. Because Mn2+ shortens the T1 tissue property, regions of elevated neuronal activity will enhance in MRI. Furthermore, Mn2+ clears slowly from the activated regions; therefore, stimulation can be performed outside the magnet prior to imaging, enabling greater experimental flexibility. However, because Mn2+ does not readily cross the blood-brain barrier (BBB), the need to open the BBB has limited the use of AIM MRI, especially in mice.
One tool for opening the BBB is ultrasound. Though potentially damaging, if ultrasound is administered in combination with gas-filled microbubbles (i.e., ultrasound contrast agents), the acoustic pressure required for BBB opening is considerably lower. This combination of ultrasound and microbubbles can be used to reliably open the BBB without causing tissue damage 8-11.
Here, a method is presented for performing AIM MRI by using microbubbles and ultrasound to open the BBB. After an intravenous injection of perflutren microbubbles, an unfocused pulsed ultrasound beam is applied to the shaved mouse head for 3 minutes. For simplicity, we refer to this technique of BBB Opening with Microbubbles and UltraSound as BOMUS 12. Using BOMUS to open the BBB throughout both cerebral hemispheres, manganese is administered to the whole mouse brain. After experimental stimulation of the lightly sedated mice, AIM MRI is used to map the neuronal response.
To demonstrate this approach, herein BOMUS and AIM MRI are used to map unilateral mechanical stimulation of the vibrissae in lightly sedated mice 13. Because BOMUS can open the BBB throughout both hemispheres, the unstimulated side of the brain is used to control for nonspecific background stimulation. The resultant 3D activation map agrees well with published representations of the vibrissae regions of the barrel field cortex 14. The ultrasonic opening of the BBB is fast, noninvasive, and reversible; and thus this approach is suitable for high-throughput and/or longitudinal studies in awake mice.

A technique is described for broadly opening the blood-brain barrier in the mouse using microbubbles and ultrasound. Using this technique, manganese can be administered to the mouse brain. Because manganese is an MRI contrast agent that accumulates in depolarized neurons, this approach enables imaging of neuronal activity.

Ultrasonik Kan-beyin bariyeri bozulması ve Manganez kontrastlı MRG kullanma İşlevsel beyin görüntüleme

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

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

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal models, including monkeys, ferrets, bats, rodents, and cats. In order to draw suitable parallels between human and animal models of auditory function, it is important to establish a bridge between human functional imaging studies and animal electrophysiological studies. Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is an established, minimally invasive method of measuring broad patterns of hemodynamic activity across different regions of the cerebral cortex. This technique is widely used to probe sensory function in the human brain, is a useful tool in linking studies of auditory processing in both humans and animals and has been successfully used to investigate auditory function in monkeys and rodents. The following protocol describes an experimental procedure for investigating auditory function in anesthetized adult cats by measuring stimulus-evoked hemodynamic changes in auditory cortex using fMRI. This method facilitates comparison of the hemodynamic responses across different models of auditory function thus leading to a better understanding of species-independent features of the mammalian auditory cortex.

Functional studies of the auditory system in mammals have traditionally been conducted using spatially-focused techniques such as electrophysiological recordings. The following protocol describes a method of visualizing large-scale patterns of evoked hemodynamic activity in the cat auditory cortex using functional magnetic resonance imaging.

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 ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for using blood oxygen level dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) to image rodents with simultaneous DBS. DBS fMRI presents a number of technical challenges, including accuracy of electrode implantation, MR artifacts created by the electrode, choice of anesthesia and paralytic to minimize any neuronal effects while simultaneously eliminating animal motion, and maintenance of physiological parameters, deviation from which can confound the BOLD signal.&#160;Our laboratory has developed a set of procedures that are capable of overcoming most of these possible issues. For electrical stimulation, a homemade tungsten bipolar microelectrode is used, inserted stereotactically at the stimulation site in the anesthetized subject. In preparation for imaging, rodents are fixed on a plastic headpiece and transferred to the magnet bore. For sedation and paralysis during scanning, a cocktail of dexmedetomidine and pancuronium is continuously infused, along with a minimal dose of isoflurane; this preparation minimizes the BOLD ceiling effect of volatile anesthetics. In this example experiment, stimulation of the subthalamic nucleus (STN) produces BOLD responses which are observed primarily in ipsilateral cortical regions, centered in motor cortex. Simultaneous DBS and fMRI allows the unambiguous modulation of neural circuits dependent on stimulation location and stimulation parameters, and permits observation of neuronal modulations free of regional bias. This technique may be used to explore the downstream effects of modulating neural circuitry at nearly any brain region, with implications for both experimental and clinical DBS.

This protocol describes a standard method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and deep brain stimulation in the rodent. The combined use of these experimental tools allows for the exploration of global downstream activity in response to electrical stimulation at virtually any brain target.

Kemirgenler Eşzamanlı fMRI ile derin beyin stimülasyonu

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise from extra-retinal sources. Ex vivo ERG provides an efficient method to dissect the function of retinal cells directly from an intact isolated retina of animals or donor eyes. In addition, ex vivo ERG can be used to test the efficacy and safety of potential therapeutic agents on retina tissue from animals or humans. We show here how commercially available in vivo ERG systems can be used to conduct ex vivo ERG recordings from isolated mouse retinas. We combine the light stimulation, electronic and heating units of a standard in vivo system with custom-designed specimen holder, gravity-controlled perfusion system and electromagnetic noise shielding to record low-noise ex vivo ERG signals simultaneously from two retinas with the acquisition software included in commercial in vivo systems. Further, we demonstrate how to use this method in combination with pharmacological treatments that remove specific ERG components in order to dissect the function of certain retinal cell types.

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Ex vivo ERG can be used to record electrical activity of retinal cells directly from isolated intact retinas of animals or humans. We demonstrate here how common in vivo ERG systems can be adapted for ex vivo ERG recordings in order to dissect the electrical activity of retinal cells.

Eşzamanlı<em&gt; Ex vivo</emİki retina&gt; Fonksiyonel Test tarafından<em&gt; In vivo</em&gt; Elektroretinogram Sistemi

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise ...

Simultaneous Two-photon In Vivo Imaging of Synaptic Inputs and Postsynaptic Targets in the Mouse Retrosplenial Cortex

This video shows the craniotomy procedure that allows chronic imaging of neurons in the mouse retrosplenial cortex (RSC) using in vivo two-photon microscopy in Thy1-GFP transgenic mouse line. This approach creates a possibility to investigate the correlation of behavioural manipulations with changes in neuronal morphology in vivo.
The cranial window implantation procedure was considered to be limited only to the easily accessible cortex regions such as the barrel field. Our approach allows visualization of neurons in the highly vascularized RSC. RSC is an important element of the brain circuit responsible for spatial memory, previously deemed to be problematic for in vivo two-photon imaging.
The cranial window implantation over the RSC is combined with an injection of mCherry-expressing recombinant adeno-associated virus (rAAVmCherry) into the dorsal hippocampus. The expressed mCherry spreads out to axonal projections from the hippocampus to RSC, enabling the visualization of changes in both presynaptic axonal boutons and postsynaptic dendritic spines in the cortex. 
This technique allows long-term monitoring of experience-dependent structural plasticity in RSC.

Simultaneous Two-photon In Vivo Imaging of Synaptic Inputs and Postsynaptic Targets in the Mouse Retrosplenial Cortex

This video shows the craniotomy procedure that allows chronic imaging of neurons in mouse retrosplenial cortex using in vivo two photon microscopy in Thy1-GFP transgenic line. This approach is combined with injection of mCherry-expressing adeno-associated virus into dorsal hippocampus. These techniques allow long-term monitoring of experience-dependent structural plasticity in RSC.

Eşzamanlı İki foton<em&gt; İn Vivo</em&gt; Fare Retrosplenial kortekste sinaptik Girişlerin Görüntüleme ve postsinaptik Hedefler

This video shows the craniotomy procedure that allows chronic imaging of neurons in the mouse retrosplenial cortex (RSC) using in vivo two-photon ...

Evaluation of Bioenergetic Function in Cerebral Vascular Endothelial Cells

The integrity of the blood-brain-barrier (BBB) is critical to prevent brain injury. Cerebral vascular endothelial (CVE) cells are one of the cell types that comprise the BBB; these cells have a very high-energy demand, which requires optimal mitochondrial function. In the case of disease or injury, the mitochondrial function in these cells can be altered, resulting in disease or&#160;the opening of the BBB. In this manuscript, we introduce a method to measure mitochondrial function in CVE cells by using whole, intact cells and a bioanalyzer. A mito-stress assay is used to challenge the cells that have been perturbed, either physically or chemically, and evaluate their bioenergetic function. Additionally, this method also provides a useful way to screen new therapeutics that have direct effects on mitochondrial function. We have optimized the cell density necessary to yield oxygen consumption rates that allow for the calculation of a variety of mitochondrial parameters, including ATP production, maximal respiration, and spare capacity. We also show the sensitivity of the assay by demonstrating that the introduction of the&#160;microRNA, miR-34a, leads to a pronounced and detectable decrease in mitochondrial activity. While the data shown in this paper is optimized for the bEnd.3 cell line, we have also optimized the protocol for primary CVE cells, further suggesting the utility in preclinical and clinical models.

Endothelial cell mitochondria are critical to maintain blood-brain-barrier integrity. We introduce a protocol to measure bioenergetic function in cerebral vascular endothelial cells.

Serebral Vasküler Endotelyal Hücrelerinde Bioenerjetik Fonksiyonun Değerlendirilmesi

The integrity of the blood-brain-barrier (BBB) is critical to prevent brain injury. Cerebral vascular endothelial (CVE) cells are one of the cell types ...

Live Imaging of Primary Cerebral Cortex Cells Using a 2D Culture System

During cerebral cortex development, progenitor cells undergo several rounds of symmetric and asymmetric cell divisions to generate new progenitors or postmitotic neurons. Later, some progenitors switch to a gliogenic fate, adding to the astrocyte and oligodendrocyte populations. Using time-lapse video-microscopy of primary cerebral cortex cell cultures, it is possible to study the cellular and molecular mechanisms controlling the mode of cell division and cell cycle parameters of progenitor cells. Similarly, the fate of postmitotic cells can be examined using cell-specific fluorescent reporter proteins or post-imaging immunocytochemistry. More importantly, all these features can be analyzed at the single-cell level, allowing the identification of progenitors committed to the generation of specific cell types. Manipulation of gene expression can also be performed using viral-mediated transfection, allowing the study of cell-autonomous and non-cell-autonomous phenomena. Finally, the use of fusion fluorescent proteins allows the study of symmetric and asymmetric distribution of selected proteins during division and the correlation with daughter cells fate. Here, we describe the time-lapse video-microscopy method to image primary cerebral cortex murine cells for up to several days and analyze the mode of cell division, cell cycle length and fate of newly generated cells. We also describe a simple method to transfect progenitor cells, which can be applied to manipulate genes of interest or simply label cells with reporter proteins.

Live imaging is a powerful tool to study cellular behaviors in real time. Here, we describe a protocol for time-lapse video-microscopy of primary cerebral cortex cells that allows a detailed examination of the phases enacted during the lineage progression from primary neural stem cells to differentiated neurons and glia.

Primer serebral korteks hücre bir 2D kültür sistemi kullanarak görüntüleme yaşamak

During cerebral cortex development, progenitor cells undergo several rounds of symmetric and asymmetric cell divisions to generate new progenitors or ...

Diffuse Reflectance Spectroscopy: Getting the Capillary Refill Test Under One's Thumb

The capillary refill test was introduced in 1947 to help estimate circulatory status in critically ill patients. Guidelines commonly state that refill should occur within 2 s after releasing 5 s of firm pressure (e.g., by the physician&#39;s finger) in the normal healthy supine patient. A slower refill time indicates poor skin perfusion, which can be caused by conditions including sepsis, blood loss, hypoperfusion, and hypothermia. Since its introduction, the clinical usefulness of the test has been debated. Advocates point out its feasibility and simplicity and claim that it can indicate changes in vascular status earlier than changes in vital signs such as heart rate. Critics, on the other hand, stress that the lack of standardization in how the test is performed and the highly subjective nature of the naked eye assessment, as well as the test&#39;s susceptibility to ambient factors, markedly lowers the clinical value. The aim of the present work is to describe in detail the course of the refill event and to suggest potentially more objective and exact endpoint values for the capillary refill test using diffuse polarization spectroscopy.

This protocol describes how the use of diffuse polarization spectroscopy can improve the clinical usefulness of the capillary refill test. We suggest a more detailed analysis of the course of the capillary refill in healthy volunteers using diffuse reflectance spectroscopy videos and new informatic endpoints.

Diffüz yansıma spektroskopisi: bir parmağının altında kılcal damar yeniden doldurmak Test alma

The capillary refill test was introduced in 1947 to help estimate circulatory status in critically ill patients. Guidelines commonly state that refill ...

Induction of Diffuse Axonal Brain Injury in Rats Based on Rotational Acceleration

Traumatic brain injury (TBI) is a major cause of death and disability. Diffuse axonal injury (DAI) is the predominant mechanism of injury in a large percentage of TBI patients requiring hospitalization. DAI involves widespread axonal damage from shaking, rotation or blast injury, leading to rapid axonal stretch injury and secondary axonal changes that are associated with a long-lasting impact on functional recovery. Historically, experimental models of DAI without focal injury have been difficult to design. Here we validate a simple, reproducible and reliable rodent model of DAI that causes widespread white matter damage without skull fractures or contusions.

This protocol validates a reliable, easy-to-perform and reproducible rodent model of brain diffuse axonal injury (DAI) that induces widespread white matter damage without skull fractures or contusions.

Rotasyonel İvmeye Dayalı Sıçanlarda Diffüz Aksonal Beyin Hasarıİn İndüksiyonu

Traumatic brain injury (TBI) is a major cause of death and disability. Diffuse axonal injury (DAI) is the predominant mechanism of injury in a large ...

Serebral Hemodinamiğin ve Işık Saçılımının Eşzamanlı Değerlendirilmesi

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler