Laboratuvarımız, beyin fonksiyonlarını incelemek ve beyin bozukluklarını ele almak için ultrason tabanlı teknolojilerin nokta uygulamalarına ayrılmıştır. Mevcut araştırmamız temel olarak iki temel hata etrafında dönmektedir: fonksiyonel ultrason görüntüleme ve odaklanmış ultrason nöromodülasyonu. Ultrason üzerine odaklanan nöromodülasyon, insanlarda beyin müdahalesi için potansiyel bir yaklaşım olarak kabul edilir, ancak mekanizmaları belirsizdir.
Son zamanlarda, fiber optometrinin entegrasyonu ve ultrason nöromodülasyonuna odaklanmanın, çeşitli geliştirilebilir bölgelerde spesifik nöro tiplerini modüle etmek için ekran etkili parametreleri için yararlı olduğu onaylanmıştır. Bu protokol, her iki araştırmacının da, implantın altındaki nöroaktivitenin bir ölçüsü olarak kalsiyum dinamiğini yakalamak için minimal invaziv fiber optometri teknolojisini kullanarak, anestezi veya stereotaktik çerçeve fiksasyonu olmadan serbestçe hareket eden farelerde ultrason modülasyonlu nöroaktiviteyi tespit etmesini amaçlamaktadır. Probun kendisinin kültür sesi, titreşiminin potansiyel kafa karıştırıcı etkilerini azaltır.
Bu protokol algı, koordinasyon ve davranışı incelemek için uygundur. Ultrasonik nöromodülasyonun ilgili eşleşen enzimlerinin araştırılmasını ve beyin bozukluklarının tedavisi için yeni parametre bölgelerinin geliştirilmesini sağlar. Başlamak için bir piezoelektrik plaka hazırlayın.
Epoksi gümüş macun kullanarak, teli piezoelektrik plakanın her iki tarafına da takın. Epoksi macun katılaştıktan sonra, yaklaşık olarak sıfır olduğundan emin olmak için telin her iki ucundaki direnci ölçmek için bir multimetre kullanın. Ardından temiz bir cam levha yüzeyine bir kat çift taraflı bant uygulayın.
Piezoelektrik plakayı ve bakır halkayı cam levhaya sıkıca yapıştırın. Dış çapı üç milimetre olan polipropilen boruyu piezoelektrik plakanın ortasına güvenli bir şekilde yerleştirin ve cam levhaya sıkıca yapıştırın. Şimdi hazırlanan epoksi reçine yapıştırıcısını vakumlayın.
Tek kullanımlık bir şırınga kullanarak epoksiyi çıkarın ve yavaşça bakır halkaya enjekte edin. Elektronik bir havya kullanarak, iki telin gevşek uçlarını süngü somun konektörüne lehimleyin. Cam levhayı çıkardıktan sonra, dönüştürücünün yüzeyini alkolle temizleyin.
Başlamak için, hidrofonu ve dönüştürücüyü deiyonize suyla dolu bir su tankına yerleştirin. 2D tarama ile odak düzleminde maksimum bir alanı keşfedin. Ardından, net bir maksimuma sahip başka bir düzlemde bir alan maksimumu belirleyin.
İki maksimumun X ve Y koordinatlarını karşılaştırdıktan sonra, gerekirse dönüştürücünün konumunu ve yönünü ayarlayın. Hidrofon ucunu, dönüştürücü yüzeyinden bir milimetre uzakta olacak şekilde ayarlayın ve sağ kenarın ortasına yerleştirin. Ardından, XC düzlemindeki serbest akustik alanı yakalamak için tarama programını başlatın.
Uzamsal tepe basıncıyla ilişkili derinlikleri belirlemek için hidrofonu Z ekseni boyunca hareket ettirin. Daha sonra, hidrofonu XY düzleminde dönüştürücünün sağ alt köşesine getirin. XY düzlemindeki serbest akustik alanı yakalamak için tarama programını açın ve başlatın.
Dönüştürücüyü hazırlanan farenin kafatasına yerleştirdikten sonra, hidrofon taraması yoluyla XY düzleminin transkraniyal akustik alanındaki XC'yi elde edin. Basınç genliklerini okuyun. 3 desibelde odak boyutlarını ve transkraniyal akustik alan içindeki XY ve XC düzlemlerindeki konumu okuyun, Amax, darbe süresi, darbe tekrarlama aralığı, darbe dizisi süresi ve zarf dahil olmak üzere darbe zamanlama parametrelerini bildirin.
Başlamak için, anestezi uygulanmış hayvanın kafasındaki tüyleri kesmek için bir fader kullanın ve alanı% 70 etanol ve povidon iyot ile dezenfekte edin. Fareyi stereotaksik çerçeve üzerinde yüzüstü konuma getirin. Oksipital kemikten başlayarak burun kemiğinin başlangıcına kadar sagital sütür boyunca bir kesi yapın.
Yarım küreleri kaplayan deri çıkarıldıktan sonra, kafatasını temizlemek ve kalan periosteuumu ortadan kaldırmak için steril salin kullanın. Pamuklu çubuk kullanarak, mikro gözenekler oluşturmak için açıkta kalan kafatasına yaklaşık iki ila üç saniye boyunca% 3 hidrojen peroksit uygulayın. Daha sonra steril tuzlu su ile iyice durulayın ve alanın tamamen kuru olduğundan emin olun.
Ardından, 0,6 milimetre çapında bir frez deliği kraniyotomi oluşturun. Kalıntıları steril tuzlu su ile yıkayın. Fiber optik yüksüğü prob tutucuya yerleştirin ve stereotaksik kola bağlayın.
İmplantı doğrudan ilgilenilen bölgenin üzerine hizalamak için stereotaksik kolu kullanın ve ilgilenilen bölgeye yerleştirin. Şimdi steril bir kürdan kullanarak ince bir hazırlanmış diş çimentosu tabakasını kafatasının üzerine ve implantın alt kısmına yayın. Prob tutucuyu dikkatlice çıkarın.
Bir polipropilen boru hazırlayın ve uzunluğu boyunca kesin. Cımbız kullanarak boruyu implantın altına takın. Diş çimentosu tozunu boruya döktükten sonra gerekli sıvıyı ekleyin ve diş çimentosunun katılaşması için birkaç dakika bekleyin.
Boru açıklığını bulun ve cımbız kullanarak çıkarmak için dikkatlice kelepçeleyin. Diş çimentosu karışımını uygulamaya hazırladıktan sonra, kafatası boyunca eşit ve ince bir tabaka yayıldığından emin olun. Ardından 3D baskılı halkaya üç delik açın.
Vidaları ilgili deliklerine sabitleyin. İmplantın üst kısmını önceden üretilmiş dönüştürücünün deliğine yerleştirin. 3D baskılı halkanın iç duvarının pürüzsüz olduğundan emin olun.
Ardından, fare kafatası üzerine yerleştirilmiş dönüştürücünün etrafına yerleştirin. Halka ile kafatası arasındaki bağlantıya diş çimentosu uygulayın. Ardından diş çimentosunun katılaşması için birkaç dakika bekleyin.
Dönüştürücüyü dikkatlice çıkarın ve vidaları iyice sıkın. Anestezi uygulanmış fareyi stereotaksik çerçeveye yerleştirdikten sonra, implantın üst yüzeyini alkolle temizleyin. İmplant ile 3D baskılı halka arasındaki boşluğa su ve bir birleştirme maddesi enjekte edin.
Fiber optik yama kablosunu hazırlanan dönüştürücünün ortasına yerleştirin. Ardından implantı fiber optik yama kablosuna bağlayın. Dönüştürücüyü dikkatlice alana yerleştirin.
Ardından, fareyi açık bir alana yerleştirin ve uyanmasına izin verin. Dönüştürücüyü ultrasonik uyarma sistemine takın ve fiber optik yama kablosunu fiber optik kayıt sistemine bağlayın. Hem ultrasonik uyarma cihazını hem de fiber optik kayıt sistemini etkinleştirin.
Fiber optik sinyaller, zarflar sırasıyla kare ve sinüzoidal olacak şekilde odaklanmış ultrason nöromodülasyonu altında kaydedildi. Kare sinyal 300 milisaniye sürerken, sürekli sinüzoidal sinyal 471 milisaniye sürdü.
