Name: the use of pharmacological-challenge fmri in pre-clinical research: application to the 5-ht system
Uploaded: 2012-04-25T13:00:00
Duration: 11 min 27 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System at JoVE.com

Detta arbete finansieras av Nederländerna organisationen för vetenskaplig forskning (NWO) (Veni nr. 916.86.125), tilldelas L. Reneman. Den finansiär hade ingen roll i studiedesign, datainsamling och analys, beslut att publicera, eller beredning av manuskriptet. Det finns inga intressekonflikter.

<ol>
	<li>Abramoff, M. D., Magelhaes, P. J., Ram, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+Processing+with+ImageJ.">Image Processing with ImageJ.</a> Biophotonics International. 11, 36-42 (2004).</li><li>Anderson, I. M., McKie, S., Elliott, R., Williams, S. R., Deakin, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+human+5-HT+function+in+vivo+with+pharmacoMRI.">Assessing human 5-HT function in vivo with pharmacoMRI.</a> Neuropharmacology. 55, 1029-1037 (2008).</li><li>Choi, J. K., Chen, Y. I., Hamel, E., Jenkins, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brain+hemodynamic+changes+mediated+by+dopamine+receptors:+Role+of+the+cerebral+microvasculature+in+dopamine-mediated+neurovascular+coupling.">Brain hemodynamic changes mediated by dopamine receptors: Role of the cerebral microvasculature in dopamine-mediated neurovascular coupling.</a> Neuroimage. 30, 700-712 (2006).</li><li>Cohen, Z., Bonvento, G., Lacombe, P., Hamel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serotonin+in+the+regulation+of+brain+microcirculation.">Serotonin in the regulation of brain microcirculation.</a> Prog. Neurobiol. 50, 335-362 (1996).</li><li>Ferrari, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+robust+experimental+protocol+for+pharmacological+fMRI+in+rats+and+mice.">A robust experimental protocol for pharmacological fMRI in rats and mice.</a> J. Neurosci. Methods. 204, 9-18 (2011).</li><li>Gozzi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+antipsychotic+and+glutamatergic+agents+on+the+phMRI+response+to+phencyclidine.">Differential effects of antipsychotic and glutamatergic agents on the phMRI response to phencyclidine.</a> Neuropsychopharmacology. 33, 1690-1703 (2008).</li><li>Houston, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+of+brain+activation+in+response+to+pharmacological+agents+using+fMRI+in+the+rat.">Mapping of brain activation in response to pharmacological agents using fMRI in the rat.</a> Magn Reson. Imaging. 19, 905-919 (2001).</li><li>Jenkins, B. G., Sanchez-Pernaute, R., Brownell, A. L., Chen, Y. C., Isacson, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+dopamine+function+in+primates+using+pharmacologic+magnetic+resonance+imaging.">Mapping dopamine function in primates using pharmacologic magnetic resonance imaging.</a> J. Neurosci. 24, 9553-9560 (2004).</li><li>Klomp, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lasting+effects+of+chronic+fluoxetine+treatment+on+the+late+developing+rat+brain:+age-dependent+changes+in+the+serotonergic+neurotransmitter+system+assessed+by+pharmacological+MRI.">Lasting effects of chronic fluoxetine treatment on the late developing rat brain: age-dependent changes in the serotonergic neurotransmitter system assessed by pharmacological MRI.</a> Neuroimage. 59, 218-226 (2012).</li><li>Logothetis, N. K., Pauls, J., Augath, M., Trinath, T., Oeltermann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurophysiological+investigation+of+the+basis+of+the+fMRI+signal.">Neurophysiological investigation of the basis of the fMRI signal.</a> Nature. 412, 150-157 (2001).</li><li>Martin, C., Sibson, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacological+MRI+in+animal+models:+A+useful+tool+for+5-HT+research.">Pharmacological MRI in animal models: A useful tool for 5-HT research.</a> Neuropharmacology. 55, 1038-1047 (2008).</li><li>McKie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+effects+of+acute+citalopram+detected+by+pharmacoMRI.">Neuronal effects of acute citalopram detected by pharmacoMRI.</a> Psychopharmacology (Berl. 180, 680-686 (2005).</li><li>Preece, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+that+increased+5-HT+release+evokes+region-specific+effects+on+blood-oxygenation+level-dependent+functional+magnetic+resonance+imaging+responses+in+the+rat+brain.">Evidence that increased 5-HT release evokes region-specific effects on blood-oxygenation level-dependent functional magnetic resonance imaging responses in the rat brain.</a> Neuroscience. 159, 751-759 (2009).</li><li>Schwarz, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+stereotaxic+MRI+template+set+for+the+rat+brain+with+tissue+class+distribution+maps+and+co-registered+anatomical+atlas:+application+to+pharmacological+MRI.">A stereotaxic MRI template set for the rat brain with tissue class distribution maps and co-registered anatomical atlas: application to pharmacological MRI.</a> Neuroimage. 32, 538-550 (2006).</li><li>Schwarz, A. J., Gozzi, A., Reese, T., Bifone, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+mapping+of+functional+connectivity+in+neurotransmitter+systems+using+pharmacological+MRI.">In vivo mapping of functional connectivity in neurotransmitter systems using pharmacological MRI.</a> NeuroImage. 34, 1627-1636 (2007).</li><li>Sekar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroadaptive+responses+to+citalopram+in+rats+using+pharmacological+magnetic+resonance+imaging.">Neuroadaptive responses to citalopram in rats using pharmacological magnetic resonance imaging.</a> Psychopharmacology (Berl). 213, 521-531 (2011).</li><li>Smith, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+functional+and+structural+MR+image+analysis+and+implementation+as+FSL.">Advances in functional and structural MR image analysis and implementation as FSL.</a> NeuroImage. 23, S208-S219 (2004).</li><li>Stark, J. A., McKie, S., Davies, K. E., Williams, S. R., Luckman, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=5-HT(2C)+antagonism+blocks+blood+oxygen+level-dependent+pharmacological-challenge+magnetic+resonance+imaging+signal+in+rat+brain+areas+related+to+feeding.">5-HT(2C) antagonism blocks blood oxygen level-dependent pharmacological-challenge magnetic resonance imaging signal in rat brain areas related to feeding.</a> Eur. J. Neurosci. 27, 457-465 (2008).</li><li>Stark, J. A., Davies, K. E., Williams, S. R., Luckman, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+magnetic+resonance+imaging+and+c-Fos+mapping+in+rats+following+an+anorectic+dose+of+m-chlorophenylpiperazine.">Functional magnetic resonance imaging and c-Fos mapping in rats following an anorectic dose of m-chlorophenylpiperazine.</a> NeuroImage. 31, 1228-1237 (2006).</li><li>Steward, C. A., Marsden, C. A., Prior, M. J., Morris, P. G., Shah, Y. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodological+considerations+in+rat+brain+BOLD+contrast+pharmacological+MRI.">Methodological considerations in rat brain BOLD contrast pharmacological MRI.</a> Psychopharmacology (Berl). 180, 687-704 (2005).</li><li>Strupp, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulate:+A+GUI+based+fMRI+Analysis+Software+Package.">Stimulate: A GUI based fMRI Analysis Software Package.</a> NeuroImage. 3, S607 (1996).</li><li>Tomasi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methylphenidate+enhances+brain+activation+and+deactivation+responses+to+visual+attention+and+working+memory+tasks+in+healthy+controls.">Methylphenidate enhances brain activation and deactivation responses to visual attention and working memory tasks in healthy controls.</a> Neuroimage. 54, 3101-3110 (2011).</li><li>Woolrich, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bayesian+analysis+of+neuroimaging+data+in+FSL.">Bayesian analysis of neuroimaging data in FSL.</a> NeuroImage. 45, S173-S186 (2009).</li><li>Worsley, K. J., Jezzard, P., Matthews, P. M., Smith, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistical+analysis+of+activation+images.">Statistical analysis of activation images.</a> Functional MRI: An Introduction to Methods. , (2001).</li></ol>

Vi har inget att lämna ut.

5-HT phMRI är en lovande verktyg för att utvärdera neurotransmittorfunktion i djur in vivo. Det visualiserar hjärnan svar på en 5-HT utmaning med funktionell MR. MRT har den stora fördelen att ha en hög spatial upplösning och att inte behöva injektionen av kontrast-medel eller radio-märkta molekyler på så sätt undvika den upprepad exponering för joniserande strålning. Denna teknik är tillämpbar i både människa och djur ämnen och därför mycket lämplig för translationell forskning av neurotransmittor system och psykiska störningar. Dess tillämpning är naturligtvis inte begränsad till 5-HT vägen och har redan använts i stor utsträckning för att bedöma effekterna av dopaminerga läkemedel i både djur 5,15 och människor 22. Icke desto mindre är phMRI i små djur utmanande, som redan påpekats i översiktsartiklar av Martin och Sibson 11 och Steward 20. En av dessa utmaningar är att upprätthålla of stabila fysiologiska parametrar under bilden förvärvet. De flesta anestetika kan förändra kardiovaskulär funktion och eftersom phMRI är kritiskt beroende av kardiovaskulära / hemodynamiska parametrar är det viktigt att se till att alla hemodynamiska förändringar enbart tillskrivas den givna läkemedlet utmaningen. Det är därför oerhört viktigt att PCO2 nivåer vara konstant under baslinjen förvärvet. Mekanisk ventilation kan bidra till att säkerställa fysiologiska stabilitet och används ofta i denna typ av experiment. Vi valde dock att använda gratis-andning djuren att lämna möjligheten öppen att genomföra longitudinella studier i framtiden. Istället kontrolleras vi omfattande (och förändrad) andningsfrekvens och blodvärden gas för att säkerställa fysiologisk stabilitet inom de normala intervallen före start av den funktionella skanna och på så sätt att bevara en stabil vaskulär reaktivitet och därmed T2 * / T2 signal. Litteratur om effekterna av narkosmedel på cerebrala hemodynamiken och metabolism är riklig 20 och utanför ramen för detta manuskript. Vi valde att använda gas-anestesi med ± 2% isofluran i detta specifika protokoll, eftersom med inhalationsanestetika, kan djupet av anestesi vara snabbt och enkelt styras. Detta är viktigt i vår inställning att säkerställa normala stabila PCO2 nivåer före start av bilden förvärvet. Isofluran är den vanligaste inhalationsmedel narkos idag och möjliggör snabb induktion och återhämtning, vilket är viktigt för longitudinella studier. Det ger också minimal kardiovaskulär och respiratorisk depression och inducerar en god avslappning av muskler. För det andra är den intravenösa administrationen av den utmanande läkemedlet mer komplicerad i små djur än hos människor. Operationen som behövs för kanylering av den femorala artär och ven kräver välutbildad och erfaren personal. På grund av dessa ingrepp är det just nu främst i terminal förfaranden. Emellertid kan icke-invasiv övervakning av blod homeostas och svansveninjektion användas för longitudinella studier 23. Dessutom finns det några mer generella begränsningar tekniken, som inte är specifika för djur phMRI. Dessutom, såsom påpekats av Martin och Sibson 11 är en potentiell förväxla av alla fMRI studier att det antas att de förändringar i hjärnans aktivitet som framkallas av utmaningen återspegla förändringar i neuronal aktivitet snarare än perifera systemiska effekter. Särskilt i djupare hjärnstrukturer fortfarande en relativt dålig förståelse för neurovaskulära koppling (förhållandet mellan neuronala aktivitet förändringar och hemodynamiska förändringar). Studier av den typ som utförs av Logothetis 10 för att bestämma neurovaskulära koppling i cortex har ännu inte utförts på andra delar av hjärnan. Det är därför okänt vad en ökning med fet stil signalen i viktiga strukturer, striatum eller amygdala är telling oss om neuronal aktivitet. Det bästa vi kan säga just nu är att hjärnan regionen reagerar på den givna utmaningen och att beroende på behandling och / eller villkor, kan vi övervaka stora förändringar i hjärnan reaktivitet. Detta kan till stor del kontrolleras genom att titta på både MR data och fysiologiska reaktioner. Det allmänna mönstret för hjärnans aktivering bör vara region specifik och begränsad till områden med, i detta fall, en hög 5-HT innervation, och inte så mycket en allmän vaskulär svar. Dessutom är en annan tidsprofil mellan vaskulära och hemodynamiska förändringar förväntas. De blodtrycksförändringarna återgår till det ursprungliga värden inom några minuter, är effekten av läkemedlet på BOLD aktivering i fallet med fluoxetin synlig fram till slutet av bilden förvärvet och svarar mot de känner farmakokinetiska egenskaperna hos detta läkemedel. Slutligen bör de fysiologiska svaren från samtliga djur vara lika för att göra inter-individuell jämförelser. Nonetheless är det känt att en neurogen reglering av den lokala blodflödet av 5-HT finns 4. Därför kan det inte uteslutas att de lokala ändringarna i FET-signalen kan hänföra till vaskulära förändringar på grund av frisättning av 5-HT vid den närhet av kärl. Även om dessa effekter inte är associerade med lokal neuronal aktivering och kan således betraktas som falska positiva resultat, är det också ett index på den totala specifika funktionen hos 5-HT-systemet (se även 3). Kritiska steg i denna teknik är därför att övervaka fysiologiska reaktioner omfattande och att se till att de fysiologiska villkoren för djuret är stabila före och under bilden förvärvet. Också scanner betingelser bör vara så stabil som möjligt och exakt desamma för varje djur. Signal stabiliteten i din sekvens ska kontrolleras och bekräftas innan start experimentet. Dessutom, se till att alltid ha tillräckligt stor statistisk styrka, även med små föremål Groups. För en trevlig recension om experimentella överväganden av animaliskt phMRI i allmänhet, se Steward 20 och för ett ytterligare exempel på en experimentell protokoll för farmakologisk fMRI hos råttor och möss, se Ferrari 5. Eventuella ändringar av teknik som beskrivs här är många. Man skulle: <ol><li> använda en annan läkemedel för 5-HT utmaning, t.ex. en annan SSRI eller 5-HT-receptor (ANT) agonister 16,13,18,7 eller ens en dubbel utmaning för att avslöja underliggande mekanismer läkemedelsverkan 6,19; </li><li> använda en annan experimentuppställning, såsom en annan anestesi regim, mekanisk ventilation, blod-pool kontrastmedel i stället av djärva 15, longitudinella studier (djur måste hållas vid liv, så ingen invasivt blodtryck / blodgas mätning och / eller mekanisk ventilation är möjligt), eller till och med kombinationer med andra (invasiv) metoder såsom inspelning av nervaktivitet med MR-kompatibel electrodes 10 eller PET / SPECT-studier 4; </li><li> använder olika MRI metoder för dataanalys, såsom &#39;p-block &quot;-metoden för McKie 12 eller funktionell anslutning analys 15. </li></ol> Vilka val du gör i den experimentella uppställningen är starkt beroende av möjligheterna av och / eller erfarenhet inom din lab och vilken typ av frågeställning du skulle vilja svara.

<table border="1"><tbody><tr><td> Namn på reagens / utrustning </td><td> Företaget </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> Isofluran </td><td> ABBOTT <a href="http://www.abbott.co.uk/" target="_blank">Abbott Laboratories Ltd, Maidenhead, Storbritannien</a> </td><td> Ingen B506 </td><td> Blanda med medicinsk luft </td></tr><tr><td> Medicinsk luft </td><td> <a href="http://www.bochealthcare.co.uk/" target="_blank">BOC Healthcare</a> </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Värmedyna </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.co.uk/" target="_blank">Harvard Apparatus</a> </td><td> 507223F <a href="http://www.harvardapparatus.co.uk/webapp/wcs/stores/servlet/haisku3_10001_11555_39108_-1_HAUK_ProductDetail_N_37610_37611_37613" target="_blank">Komplett varmblodiga Filt System med flexibel sond, Medium, 230 VAC, 50 Hz</a> </td><td></td></tr><tr><td> Silke l<html> igature </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.com/" target="_blank">http://www.harvardapparatus.com/</a> </td><td> <a href="http://www.harvardapparatus.com/webapp/wcs/stores/servlet/product_11051_10001_43051_-1_HAI_ProductDetail" target="_blank">2-0 svart flätat silke icke-absorberbara</a> Cat Num 51-7631 </td><td></td></tr><tr><td> PE-50 Kanylen </td><td> <a href="http://www.scientificlabs.co.uk/" target="_blank">http://www.scientificlabs.co.uk/~~V</a> </td><td> <a href="http://www.scientificlabs.co.uk/product/TUB3662" target="_blank">Portex Tubing PE 0.58x0.96mm</a> </td><td> 0,58 ID 0,96 mm OD </td></tr><tr><td> Heparinnatrium </td><td> <a href="http://www.leo-pharma.com/Home/Products/List-of-LEO-Pharma-products.aspx" target="_blank">Leo Laboratories Ltd Bucks., Storbritannien</a> </td><td> Heparinnatrium 1000IU/ml </td><td> 15 U / ml </td></tr><tr><td> Vetbond vävnadsadhesiv </td><td> <a href="http://solutions.3m.co.uk" target="_blank">3M</a> </td><td>TTP :/ / solutions.3m.co.uk/wps/portal/3M/en_GB/HealthCare/Home/ProdInfo/VetProducts / &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; M Vetbond vävnadsadhesiv </td><td></td></tr><tr><td> Övervakningssystem </td><td> <a href="http://www.i4sa.com/" target="_blank">SA Instrument</a> </td><td> <a href="http://www.i4sa.com" target="_blank">http://www.i4sa.com</a> <a href="http://69.20.42.253/web_app/main/defaultProduct.aspx?ID=16&amp;PT=3" target="_blank">Modellen 1025L övervakningssystem</a> </td><td> Bildskärmar andning och temperatur </td></tr><tr><td> Tryckomvandlare </td><td> <a href="http://www.biopac.com/" target="_blank">BIOPAC System Corp</a> </td><td> <a href="http://www.biopac.com/blood-pressure-transducer" target="_blank">Blodtrycksomvandlaren - TSD104A</a> <a href="http://www.biopac.com/data-acquisition-analysis-system-mp150-system-windows" target="_blank">MP150 datainsamlingssystem - Win - MP150WSW</a> </td><td> Blodtrycksmätare </td></tr><tr><td> RapidLab blod gasanalysator </td><td> <a href="http://www.medical.siemens.com/" target="_blank">Siemens Diagnostics</a> </td><td> <a href="http://www.medical.siemens.com/webapp/wcs/stores/servlet/ProductDisplay~q_catalogId~e_-111~a_catTree~e_100001,1023069,1016115~a_langId~e_-111~a_productId~e_172940~a_storeId~e_10001.htm" target="_blank">RAPIDLab 248/348 System</a> </td><td></td></tr><tr><td> 4,7 T djur skanner </td><td> Agilent Technologies (tidigare Magnex) 4,7 T frekvens 199,845 MHz </td><td></td><td></td></tr><tr><td> MR-kompatibel stereotaktisk bädd </td><td> <a href="http://www.m2mimaging.com/products/preclinical.html" target="_blank">M2M Imaging Corp</a> </td><td> Rat sängen: PA Multi del AHS 50-72-1003/100 </td><td></td></tr><tr><td> Spole </td><td> <a href="http://www.m2mimaging.com/products/preclinical.html" target="_blank">M2M Imaging Corp</a> </td><td> Volym TH / Rx RQD1 72/112 200 </td><td></td></tr><tr><td> Fluoxetinhydroklorid </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> F-132 </td><td> 5mg/kg i koksaltlösning </td></tr></tbody></table>

the use of pharmacological-challenge fmri in pre-clinical research: application to the 5-ht system

Farmakologisk MRI (phMRI) är en ny och lovande metod för att studera effekterna av ämnena på hjärnans funktion som i slutändan kan användas för att reda ut bakomliggande neurobiologiska mekanismer bakom narkotika åtgärder och neurotransmittor-relaterade störningar, såsom depression och ADHD. Liksom de flesta av de avbildningsmetoder (PET, SPECT, CT) den representerar ett framsteg i utredningen av sjukdomar i hjärnan och den därmed sammanhängande funktion neurotransmittor vägar på ett icke-invasivt sätt med avseende på den totala nervkopplingar. Dessutom är det ger också det perfekta verktyget för översättning till kliniska undersökningar. MRI, medan den fortfarande kvar i molekylära diagnostisk radiologi för jämfört med PET och SPECT, har den stora fördelen att ha en hög spatial upplösning och inget behov för insprutning av en kontrast-medel eller radio-märkta molekyler, och därigenom förhindra att upprepad exponering för joniserande strålning . Funktionell MRI (fMRI) används i stor utsträckning i forskning och klinisk miljö, där det är generally kombinerat med en psyko-motor uppgift. phMRI är en anpassning av fMRI möjliggöra granskning av ett enskilt signalsubstans, såsom serotonin (5-HT), under fysiologiska eller patologiska tillstånd efter aktivering via administrering av en specifik utmanande läkemedel. Syftet med den här beskrivna metoden är att utvärdera hjärnan 5-HT-funktionen, i fri-andning djur. Genom att utmana det 5-HT-systemet samtidigt förvärva funktionell MR bilder över tiden, kan svaret i hjärnan på denna utmaning visualiseras. Flera studier på djur har redan visat att läkemedelsinducerade ökningar i extracellulära nivåer av t ex 5-HT (släppmedel, selektiva SSRI-blockerare, etc.) frammanar region-specifika förändringar i blodets syresättning nivåberoende (BOLD) MRI signaler (signal på grund av till en förändring av de oxygenerade / syrefattigt hemoglobin som inträffar under hjärnan aktivering genom en ökning av blodtillförseln att tillföra syre och glucose de krävande neuroner) tillhandahålla ett index av neurotransmittorfunktion. Det har också visat sig att dessa effekter kan reverseras genom behandlingar som minskar 5-HT tillgänglighet 16,13,18,7. Hos vuxna råttor, har FET signalförändringar efter akut administrering SSRI har beskrivits i flera 5-HT-relaterade hjärnregioner, dvs kortikala områden, hippocampus, hypotalamus och thalamus 9,16,15. Stimulering av 5-HT och dess svar på denna utmaning kan därmed användas som ett mått på dess funktion i både djur och människor 2,11.

Watch this Scientific Journal Video about The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System at JoVE.com

The Use of Pharmacological-challenge fMRI in Pre-clinical Research: Application to the 5-HT System

Målet med denna teknik är att utvärdera serotonin (5-HT) neurotransmittorfunktion i levande och fri-andning djur med farmakologisk magnetisk resonanstomografi (phMRI) och en intravenös utmaning med en selektiv serotoninåterupptagshämmare (SSRI), fluoxetin.

Användning av farmakologisk-utmaning fMRI i Pre-klinisk forskning: Ansökan till 5-HT-systemet

Pharmacological MRI (phMRI) is a new and promising method to study the effects of substances on brain function that can ultimately be used to unravel ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Användning av djurmodell för sepsis till utvärdera nya växtbaserade behandlingar

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

Handling of the Cotton Rat in Studies for the Pre-clinical Evaluation of Oncolytic Viruses

Hantering av Cotton Rat i studier för Preklinisk utvärdering av onkolytisk virus

Oncolytic viruses are a novel anticancer therapy with the ability to target tumor cells, while leaving healthy cells intact.  For this strategy to be ...

Pre-clinical Orthotopic Murine Model of Human Prostate Cancer

Preklinisk Orthotopic musmodell av human prostatacancer

To study the multifaceted biology of prostate cancer, pre-clinical in vivo models offer a range of options to uncover critical biological information ...

Use of a Low-flow Digital Anesthesia System for Mice and Rats

Användning av en låg flödes Digital anestesisystemet för möss och råttor

A traditional vaporizer depends on flowing gas and atmospheric pressure for passive anesthetic vaporization. Newly developed direct injection vaporizers ...

Drug Repurposing Hypothesis Generation Using the "RE:fine Drugs" System

Drug återanvända Hypotesen Generation Använda &quot;RE: fina Drugs&quot; System

The promise of drug repurposing is that existing drugs may be used for new disease indications in order to curb the high costs and time for approval. The ...

Ultrahigh Resolution Mouse Optical Coherence Tomography to Aid Intraocular Injection in Retinal Gene Therapy Research

Ultrahög upplösning mus optisk koherenstomografi till stöd intraokulär injektion i näthinnans genterapi forskning

HR-SD-OCT is utilized to monitor the progression of photoreceptor degeneration in live mouse models, assess the delivery of therapeutic agents into the ...

A Pre-Clinical Porcine Model of Orthotopic Heart Transplantation

En preklinisk porcin modell av ortotopisk hjärt transplantation

Fifty-years following the first successful report, cardiac transplantation remains the gold-standard treatment for eligible patients with advanced heart ...

Pre-clinical Model of Cardiac Donation after Circulatory Death

Preklinisk modell av hjärt donation efter cirkulatorisk död

Cardiac transplantation demand is on the rise; nevertheless, organ availability is limited due to a paucity of suitable donors. Organ donation after ...

Invasive Hemodynamic Assessment for the Right Ventricular System and Hypoxia-Induced Pulmonary Arterial Hypertension in Mice

Invasiv hemodynamisk bedömning för det högra ventrikulär systemet och Hypoxiinducerad pulmonell arteriell hypertension hos möss

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a chronic and severe cardiopulmonary disorder. Mice are a popular animal model used to mimic this disease. ...

A Pre-clinical Rat Model for the Study of Ischemia-reperfusion Injury in Reconstructive Microsurgery

En preklinisk råtta modell för studiet av ischemia-reperfusion skada i rekonstruktiv microsurgery

Ischemia-reperfusion injury is the main cause of flap failure in reconstructive microsurgery. The rat is the preferred preclinical animal model in many ...