Name: thinned-skull cortical window technique for in vivo optical coherence tomography imaging
Uploaded: 2012-11-19T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי הוכחת UC גילוי הענקת קונספט ועל ידי NIH (R00 EB007241). המחברים רוצים גם להודות לז&#39;קלין האברד על סיועה בניסוי זה.

1. הכנת כירורגים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 1 CD עכברים ממין נקבה בגילים שבין 6-8 שבועות שמשו בניסויים שלנו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדם עכבר עם זריקת intraperitoneal של שילוב קטמין וxylazine (80 מ&quot;ג / קילו ketamine/10 מ&quot;ג / קילו xylazine). הנח את העכבר על משטח homeothe...

<ol>
	<li>Bizheva, K., Unterhuber, A., Hermann, B., Povazay, B., Sattmann, H., Drexler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+ex+vivo+and+in+vitro+brain+morphology+in+animal+models+with+ultrahigh+resolution+optical+coherence+tomography.">Imaging ex vivo and in vitro brain morphology in animal models with ultrahigh resolution optical coherence tomography.</a> Journal of Biomedical Optics. 9, 719-724 (2004).</li><li>Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+for+ultrahigh+resolution+in+vivo+imaging.">Optical coherence tomography for ultrahigh resolution in vivo imaging.</a> Nature Biotechnology. 21, 1361-1367 (2003).</li><li>Wantanabe, H., Rajagopalan, U. M., Nakamichi, Y., Igarashi, K. M., Kadono, H., Tanifuji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swept+source+optical+coherence+tomography+as+a+tool+for+real+time+visualization+and+localization+of+electrodes+used+in+electrophysiological+studies+of+brain+in+vivo.">Swept source optical coherence tomography as a tool for real time visualization and localization of electrodes used in electrophysiological studies of brain in vivo.</a> Biomedical Optics Express. 2, 3129-3134 (2011).</li><li>Huang, D., Swanson, E. A., Lin, C. P., Schuman, J. S., Stinson, W. G., Chang, W., Hee, M. R., Flottee, T., Gregory, K., Puliafito, C. A., Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography.">Optical coherence tomography.</a> Science. 254, 1178-1181 (1991).</li><li>Mitsui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+range+of+optical+reflectometry+with+spectral+interferometry.">Dynamic range of optical reflectometry with spectral interferometry.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 38, 6133-6137 (1999).</li><li>de Boer, J. F., Cense, B., Park, B. H., Pierce, M. C., Tearney, G. J., Bouma, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+signal-to-noise+ratio+in+spectral-domain+compared+with+time-domain+optical+coherence+tomograhy.">Improved signal-to-noise ratio in spectral-domain compared with time-domain optical coherence tomograhy.</a> Optics Letters. 28, 2067-2069 (2003).</li><li>de Boer, 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=Ch.+5.">Ch. 5.</a> Optical Coherence Tomography: Technology and Applications. , (2008).</li><li>Choma, M. A., Sarunic, M. V., Yang, C., Izatt, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+advantage+of+swept+source+and+fourier+domain+optical+coherence+tomography.">Sensitivity advantage of swept source and fourier domain optical coherence tomography.</a> Optics Express. 11, 2183-2189 (2003).</li><li>Leitgeb, R. A., Drexler, W., Unterhuber, A., Hermann, B., Bajraszewski, T., Le, T., Stingl, A., Fercher, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh+resolution+fourier+domain+optical+coherence+tomography.">Ultrahigh resolution fourier domain optical coherence tomography.</a> Optics Express. 12, 2156-2165 (2004).</li><li>Drew, P. J., Shih, A. Y., Driscoll, J. D., Knutsen, P. M., Blinder, P., Davalos, D., Akassoglou, K., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+optical+access+through+a+polished+and+reinforced+thinned+skull.">Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull.</a> Nature Methods. 7, 981-984 (2010).</li><li>Shih, A. Y., Mateo, C., Drew, P. J., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Polished+and+Reinforced+Thinned-skull+Window+for+Long-term+Imaging+of+the+Mouse.">A Polished and Reinforced Thinned-skull Window for Long-term Imaging of the Mouse.</a> J. Vis. Exp. 61, e3742 (2012).</li><li>Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thinned-skull+cranial+window+technique+for+long-term+imaging+of+the+cortex+in+live+mice.">Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice.</a> Nature Protocols. 5, (2010).</li><li>Lu, M., Majewska, S., K, A., Gelbard, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Thin-skull+Window+Technique+for+Chronic+Two-photon+In+vivo+Imaging+of+Murine+Microglia+in+Models+of+Neuroinflammation.">A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation.</a> J. Vis. Exp. (43), e2059 (2010).</li><li>Wang, Y., Oh, C. M., Oliveira, M. C., Islam, M. S., Ortega, A., Park, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GPU+accelerated+real-time+multi-functional+spectral-domain+optical+coherence+tomography+system+at+1300nm.">GPU accelerated real-time multi-functional spectral-domain optical coherence tomography system at 1300nm.</a> Optics Express. 20, 14797-14813 (2012).</li><li>Aguirre, A. D., Chen, Y., Fujimoto, 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=Depth-resolved+imaging+of+functional+activation+in+the+rat+cerebral+cortex+using+optical+coherence+tomography.">Depth-resolved imaging of functional activation in the rat cerebral cortex using optical coherence tomography.</a> Opt. Lett. 31, 3459-3461 (2006).</li><li>Chen, Y., Aguirre, A. D., Ruvinskaya, L., Devor, A., Boas, D. A., Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+(OCT)+reveals+depth-resolved+dynamics+during+functional+brain+activation.">Optical coherence tomography (OCT) reveals depth-resolved dynamics during functional brain activation.</a> Journal of Neuroscience Methods. 178, 162-173 (2009).</li><li>Liang, C., Wierwille, J., Moreira, T., Schwartzbauer, G., Jafri, M. S., Tang, C., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+forward-imaging+needle-type+OCT+probe+for+image+guided+stereotactic+procedures.">A forward-imaging needle-type OCT probe for image guided stereotactic procedures.</a> Opt Express. 19, 26283-26294 (2011).</li><li>Srinivasan, V. J., Sakadzic, S., Gorczynska, I., Ruvinskaya, S., Wu, W., Fugimoto, J. G., 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=Quantitative+cerebral+blood+flow+with+optical+coherence+tomography.">Quantitative cerebral blood flow with optical coherence tomography.</a> Optics Express. 18, 2477-2494 (2010).</li><li>Galetta, K. M., Calabresi, P. A., Frohman, E. M., Balcer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Coherence+Tomography+(OCT):+imaging+the+visual+pathway+as+a+model+for+neurodegeneration.">Optical Coherence Tomography (OCT): imaging the visual pathway as a model for neurodegeneration.</a> The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 8, 117-132 (2011).</li><li>Seigo, M. A., Sotirchos, E. S., Newsome, S., Babiarz, A., Eckstein, C., Ford, E., Oakley, J. D., Syc, S. B., Frohman, T. C., Ratchford, J. N., Balcer, L. J., Frohman, E. M., Calabresi, P. A., Saidha, S. <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+assessment+of+retinal+neuronal+layers+in+multiple+sclerosis+with+maual+and+automated+optical+coherence+tomography+segementation+techniques.">In vivo assessment of retinal neuronal layers in multiple sclerosis with maual and automated optical coherence tomography segementation techniques.</a> J. Neurol. , (2012).</li><li>Frohman, E. M., Fujimoto, J. G., Frohman, T. C., Calabresi, P. A., Cutter, G., Balcer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography:+a+window+into+the+mechanisms+of+multiple+sclerosis.">Optical coherence tomography: a window into the mechanisms of multiple sclerosis.</a> Nature Clinical Practice. 4, 664-675 (2008).</li><li>Gill, A. S., Rajneesh, K. F., Owen, C. M., Yeh, J., Hsu, M., Binder, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+optical+detection+of+cerebral+edema+in+vivo.">Early optical detection of cerebral edema in vivo.</a> J. Neurosurg. 114, 470-477 (2011).</li></ol>

הדמיה עם אוקטובר ו- גולגולת דלילה היא טכניקת נוירו הדמיה חדשנית שרק נחקרה 15, 16 לאחרונה. בניסויים שלנו, אנחנו הוכחנו את הכדאיות של SD-אוקטובר הדמיה באמצעות TSCW במודל של עכברים בגוף חי. מהתוצאות שלנו, הגולגולת דקה יותר בכ 55 מיקרומטר ועומק החדירה מתקבל בכ 1 מ&quot;מ ?...

מאז השקתו בשנת 1990 מוקדמים, אוקטובר כבר נעשה שימוש נרחב להדמיה ביולוגית של מבנה רקמות ותפקוד 2. אוקטובר מייצר תמונות חתך על ידי מדידת עיכוב זמן הד של אור 4 backscattered ידי יישום מקור אור קוהרנטיות נמוך עם interferometer סיבים אופטיים מייקלסון 2,4. SD-אוקטובר, הידוע גם בתחום הפורה אוקטובר (FD-OCT), הוצג לראשונה בשנת 1995 5, ומציע שיטת הדמיה טובה יותר בהשוואה עם הזמן מסורתי תחום אוקטובר (TD-אוקטובר). ב SD-אוקטובר, זרוע ההתייחסות נשמרה נייחת וכתוצאה מכך במהירות גבוהה ורכישה גבוהה במיוחד רזולוציית תמונת 6-9. כיום, מודלי TSCW היו בשימוש בעיקר ליישומים בהדמיה מוחית vivo של מיקרוסקופיה שני פוטונים במקום craniotomy מסורתי. TSCW אלה שמש במקביל ללוחית גולגולת מותאמת אישית או תלוש כיסוי זכוכית 10-13 לספק ima נוסףגינג יציבות. במחקרים שלנו, יש לנו ציינו כי אבזרים כגון אלה אינם הכרחיים לאוקטובר הדמיה כאשר TSCW משמש. לכן, חוסר צלחת גולגולת או תלושי כיסוי זכוכית מאפשר למגוון רחב יותר של גודל חלון הדמיה כפי שהם עלולים להפריע לקרן האופטית ולשנות תמונות אוקטובר הכנה-גולגולת דללה הוכיחה להיות יתרון בבדיקות הדמיה של המוח באמצעות מיקרוסקופ שני פוטונים 10-13. בניסויים שלנו, אנו מנצלים מערכת SD-אוקטובר לתמונת קליפת in vivo דרך TSCW. התקנת SD-אוקטובר ההדמיה המותאמת אישית שלנו מכילה פס רחב מקור, נמוך קוהרנטיות אור המורכב משתי דיודות superluminescent (SLD) המרוכזים ב1295 ננומטר ברוחב פס של 97 ננומטר וכתוצאה מכך רזולוציה צירית ורוחבית של 8 מיקרומטר ו 20 מיקרומטר, בהתאמה 14 . עם מכשיר ההדמיה האופטית שלנו, אנו צופים כי באמצעות הדמיה TSCW יש פוטנציאל גדול בזיהוי והדמיית מבנים ופונקציות בoרקמת המוח ptically צפופה.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> חומרים </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> קטמין </td><td> תרופות פניקס </td><td> 57319-542-02 </td><td></td></tr><tr><td> Xylazine </td><td> Akorn, Inc </td><td> 139-236 </td><td></td></tr><tr><td> משחת דמעות מלאכותית </td><td> רוגבי </td><td> 0536-6550-91 </td><td></td></tr><tr><td> תאיר </td><td> הכנסייה &amp; דווייט ושות, Inc </td><td> 4010130 </td><td></td></tr><tr><td> האלכוהול סטרילי Prep Pad </td><td> קנדל בריאות </td><td> 6818 </td><td></td></tr><tr><td> כותנת כטיפ Applicators </td><td> Fisherbrand </td><td> 23-400-115 </td><td></td></tr><tr><td> Swabstick התמיסה פולידין </td><td> מוצרי פרדו &lt;/ Td&gt; <td> 67618-153-01 </td><td></td></tr><tr><td> תמיסת מלח, .9% </td><td> תרופות פניקס </td><td> 57319-555-08 </td><td></td></tr><tr><td> מסגרת Stereotactic </td><td> Stoelting </td><td></td><td></td></tr><tr><td> מקדחת יד כירורגים במהירות גבוהה </td><td> Foredom </td><td></td><td> 38000 סל&quot;ד </td></tr><tr><td> קרביד הסיבוב Bur </td><td> Stoelting </td><td></td><td> 0.75 מ&quot;מ </td></tr><tr><td> אבני דורא ירוק </td><td> Shofu </td><td></td><td> שאנק: HP צורה: BA1 </td></tr><tr><td> CompoMaster גס וCompoMaster לטש </td><td> Shofu </td><td></td><td> צורה: מיני Pt. </td></tr><tr><td> SpaceDrapes </td><td> Braintree Scientific, Inc </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

thinned-skull cortical window technique for in vivo optical coherence tomography imaging

טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית (אוקטובר) היא טכניקת הדמיה ביו עם רזולוציה גבוהה של מרחב וזמן. עם גישתה פולשנית אוקטובר כבר נעשה שימוש נרחב ברפואת עיניים, רפואת עור, וגסטרואנטרולוגיה 1-3. שימוש בחלון גולגולת דללה קליפת מוח (TSCW), אנו מעסיקים אפנות אוקטובר רפאים-תחום (SD-אוקטובר) ככלי לדימוי לקליפת המוח בגוף חי. בדרך כלל, פתחה את גולגולת שמשה במשך נוירו הדמיה כפי שהוא מספק יותר צדדי, לעומת זאת, גישת TSCW היא פחות פולשנית והוא אומר יעיל להדמיה לטווח ארוכה במחקרי נוירופתולוגיה. כאן, אנו מציגים שיטה ליצירת TSCW במודל עכבר לin vivo אוקטובר הדמיה של קליפת המוח.

לאחר יצירת חלון דליל מעל קליפת מוח vasculature עכשיו צריך להיות יותר חזותי בולט (איור 1) ויאפשר לעומק הדמיה עמוקה יותר (עד 1 מ&quot;מ). קליפת מוח הימין התמעטה כ 55 מיקרומטר לעומת גולגולת רגילה נמדדה ב 140 מיקרומטר (איור 1) ומספקת בהירות אופטית גדולה יותר. בהמשך לדי...

Watch this Scientific Journal Video about Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging at JoVE.com

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

אנו מציגים שיטה ליצירת חלון גולגולת דללה קליפת מוח (TSCW) במודל של עכברים ל<em&gt; In vivo</em&gt; אוקטובר הדמיה של קליפת המוח.

טכניקת חלון קליפת מוח, גולגולת דקה יותר עבור<em&gt; In Vivo</em&gt; טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית הדמיה

Optical coherence tomography (OCT) is a biomedical imaging technique  with high spatial-temporal resolution. With its minimally invasive approach OCT  has ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

הגולגולת דק חלון טכניקה כרונית דו פוטון ב-vivo הדמיה של microglia Murine של מודלים של Neuroinflammation

Traditionally in neuroscience, in vivo two photon imaging of the murine central nervous system has either involved the use of open-skull1,2 or ...

Chronic Imaging of Mouse Visual Cortex Using a Thinned-skull Preparation

הדמיה כרונית של עכבר-Visual Cortex שימוש ההכנה סחוט הגולגולת

In vivo imaging using two-photon laser scanning microscopy (2PLSM) allows the study of living cells and neuronal processes in the intact brain. The ...

A Polished and Reinforced Thinned-skull Window for Long-term Imaging of the Mouse Brain

מלוטשת מחוזק דליל, הגולגולת חלון הדמיה לטווח ארוך של מוח עכבר

In vivo imaging of cortical function requires optical access to the brain without disruption of the intracranial environment. We present a method to form ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

In vivo שני פוטוני הדמיה של שינויים מולקולריים ניסיון תלוי בנוירונים בקליפת מוח

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

שני פוטונים<em&gt; In vivo</em&gt; הדמיה של קוצים הדנדריטים בCortex העכבר באמצעות דלילה, גולגולת הכנה

In the mammalian cortex, neurons form extremely complicated networks and exchange information at synapses. Changes in synaptic strength, as well as ...

Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo

Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo

טומוגרפיה אופטית קוהרנטית: הדמיה העכבר גנגליון תאים In Vivo

Structural changes in the retina are common manifestations of ophthalmic diseases. Optical coherence tomography (OCT) enables their identification in ...

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

אין ויוו שני הפוטונים הדמיה של נוירונים בקליפת המוח בעכברים Neonatal

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging ...

Using Optical Coherence Tomography and Optokinetic Response As Structural and Functional Visual System Readouts in Mice and Rats

באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית ותגובה Optokinetic כמו המפרט מבנית ופונקציונליים מערכת הראייה של עכברים וחולדות

Optical coherence tomography (OCT) is a fast, non-invasive, interferometric technique allowing high-resolution retinal imaging. It is an ideal tool for ...

Retinal Vascular Reactivity as Assessed by Optical Coherence Tomography Angiography

תגובתיות כלי דם רשתית המשוער על ידי קוהרנטיות אופטיות של טומוגרפיה ממוחשבת

The vascular supply to the retina has been shown to dynamically adapt through vasoconstriction and vasodilation to accommodate the metabolic demands of ...

Implantation of a Cranial Window for Repeated In Vivo Imaging in Awake Mice

Implantation of a Cranial Window for Repeated In Vivo Imaging in Awake Mice

השתלת חלון גולגולת להדמיה חוזרת ונשנית In Vivo בעכברים ערים

To fully understand the cellular physiology of neurons and glia in behaving animals, it is necessary to visualize their morphology and record their ...