Name: utilizing 3d printing technology to merge mri with histology: a protocol for brain sectioning
Uploaded: 2016-12-06T13:00:00
Duration: 15 min 53 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Utilizing 3D Printing Technology to Merge MRI with Histology: A Protocol for Brain Sectioning at JoVE.com

The Intramural Research Program of NINDS supported this study. We thank the NIH Functional Magnetic Resonance Imaging Facility. We thank Jennifer Lefeuvre and Cecil Chern-Chyi Yen for assistance with postmortem MRI acquisition. We thank John Ostuni and the Section on Instrumentation Core Facility for assistance with 3D printing. Figure 1 of this work used snapshots from MeshLab, a tool developed with the support of the 3D-CoForm project.

<ol>
	<li>Evans, A. C., Frank, J. A., Antel, J., Miller, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+MRI+in+clinical+trials+of+multiple+sclerosis:+comparison+of+image+processing+techniques.">The role of MRI in clinical trials of multiple sclerosis: comparison of image processing techniques.</a> Ann Neurol. 41 (1), 125-132 (1997).</li><li>'t Hart, B. A., van Kooyk, Y., Geurts, J. J. G., Gran, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+primate+autoimmune+encephalomyelitis+model;+a+bridge+between+mouse+and+man.">The primate autoimmune encephalomyelitis model; a bridge between mouse and man.</a> Ann Clin Transl Neurol. 2 (5), 581-593 (2015).</li><li>Ontaneda, D., Hyland, M., Cohen, 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=Multiple+sclerosis:+new+insights+in+pathogenesis+and+novel+therapeutics.">Multiple sclerosis: new insights in pathogenesis and novel therapeutics.</a> Annu Rev Med. 63, 389-404 (2012).</li><li>Guy, J. R., Sati, P., Leibovitch, E., Jacobson, S., Silva, A. C., Reich, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Custom+fit+3D-printed+brain+holders+for+comparison+of+histology+with+MRI+in+marmosets.">Custom fit 3D-printed brain holders for comparison of histology with MRI in marmosets.</a> J Neurosci Methods. 257, 55-63 (2016).</li><li>Breen, M. S., Lazebnik, R. S., Wilson, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+registration+of+magnetic+resonance+image+data+to+histological+sections+with+model-based+evaluation.">Three-dimensional registration of magnetic resonance image data to histological sections with model-based evaluation.</a> Ann Biomed Eng. 33 (8), 1100-1112 (2005).</li><li>Dauguet, J., 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=Three-dimensional+reconstruction+of+stained+histological+slices+and+3D+non-linear+registration+with+in-vivo+MRI+for+whole+baboon+brain.">Three-dimensional reconstruction of stained histological slices and 3D non-linear registration with in-vivo MRI for whole baboon brain.</a> J Neurosci Methods. 164 (1), 191-204 (2007).</li><li>McGrath, D. M., Vlad, R. M., Foltz, W. D., Brock, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technical+note:+fiducial+markers+for+correlation+of+whole-specimen+histopathology+with+MR+imaging+at+7+tesla.">Technical note: fiducial markers for correlation of whole-specimen histopathology with MR imaging at 7 tesla.</a> Med Phys. 37, 2321-2328 (2010).</li><li>Schormann, T., Zilles, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-Dimensional+linear+and+nonlinear+transformations:+An+integration+of+light+microscopical+and+MRI+data.">Three-Dimensional linear and nonlinear transformations: An integration of light microscopical and MRI data.</a> Hum Brain Mapp. 6, 339-347 (1998).</li><li>Jiang, L., 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=Combined+MR,+fluorescence+and+histology+imaging+strategy+in+a+human+breast+tumor+xenograft+model.">Combined MR, fluorescence and histology imaging strategy in a human breast tumor xenograft model.</a> NMR Biomed. 26 (3), 285-298 (2013).</li><li>Absinta, M., 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=Postmortem+magnetic+resonance+imaging+to+guide+the+pathologic+cut:+individualized,+3-dimensionally+printed+cutting+boxes+for+fixed+brains.">Postmortem magnetic resonance imaging to guide the pathologic cut: individualized, 3-dimensionally printed cutting boxes for fixed brains.</a> J Neuropathol Exp Neurol. 73 (8), 780-788 (2014).</li><li>Gait&#225;n, M. 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=Perivenular+brain+lesions+in+a+primate+multiple+sclerosis+model+at+7-tesla+magnetic+resonance+imaging.">Perivenular brain lesions in a primate multiple sclerosis model at 7-tesla magnetic resonance imaging.</a> Mult Scler. 20 (1), 64-71 (2014).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Protokollen skissert her gjør en nøyaktig sammenligning mellom MR og histologi seksjoner. Protokollen er presentert i et enhetlig format som kan brukes til hjernen hos mennesker eller små dyr, slik som silkeaper eller gnagere. Forskjeller er spesifikke for stor (human) og små (nonhuman primat og gnager) hjerner er uthevet, og i den medfølgende video og tallene vi viser programmet i marmoset. Selv om metoden er enkel, krever fremgangsmåten i mange trinn, så vel som bruk av flere typer av programvare. Dessuten flere saker potensielt påvirker nøyaktigheten av denne metoden er viktig å nevne. Bildekvaliteten på in vivo MR er en viktig faktor. For å minimere forskjell i bildeoppløsningen mellom MR og digitalisert histologiske bilder, bør den minst mulige MR voxel størrelse benyttes. Dette konseptet gjelder også bildekvaliteten på den postmortem MR. Mens den økteOppkjøpet tid i postmortem MRI tillater mye høyere bildeoppløsning, forberedelse kan innføre bilderester som knutepunkter signaldropouts knyttet til luftbobler. Disse gjenstander kan skjule deler av vev, så vel som påvirker dens kontur. Videre er dimensjonene av vev på postmortem MR sannsynligvis vil bli påvirket av fikseringsprosessen og varighet. Mens in vivo til ex vivo MRI kamp kan tilnærmes ved å benytte anatomiske landemerker i skive geometri ble satt opp under anskaffelse, ville en ikke-lineær registrering likevel være nødvendig for å oppnå en høyere grad av nøyaktighet i samsvarer med de to MRI-bilder. Utformingen av hjernen holderen og høvelen er også et viktig skritt. For å lage den digitale modellen av hjernen, er en mykningsalgoritme anvendt som litt forstørrer modellen i forhold til den faste hjernen. Dette muliggjør lett innføring av hjernen i holderen og kutte- og reduserer skarpe kanter i holderen &amp;# 39; s kontur. Imidlertid, hvis modellen er for stor (for eksempel ved mer enn 5%), i hjernen kan bevege seg under den postmortem MR og / eller snitting. Et annet viktig poeng er å tilpasse utformingen av hjernen modellen slik at lillehjernen er riktig plassert inne i 3D-trykt objekt. Dette kan være spesielt utfordrende når lillehjernen har blitt skadet under hjernen utvinning ved obduksjon. Når du skriver ut hjernen slicer og holder, må den type 3D-printeren også velges med omhu. Noen multi-jet skrivere krever etterbehandlet med en ovn for å fjerne støttemateriale. Selv om disse skriverne kan produsere objekter som er vanntett og relativt mer holdbart enn stasjonære smeltet deponering modellering (FDM) skrivere, til oppvarmingsprosessen fjerne Støttene kan lett fordreie boksen, lage blad hull som ikke er helt vinkelrett på hjernen kontur. Hjernen seksjonering prosessen er et annet viktig skritt. Før du skjærer the hele hjernen til plater, er det viktig å sørge for at hjernen sitter tett inne i hjernen høvelen: det bør ikke være noen bevegelse når svakt trykk blir påført på hjernen. Dette vil gjøre det mulig for bladene for å skjære gjennom hjernen på den nøyaktige plasseringen satt av etterforskere. En kontinuerlig, balansert press bør brukes på begge bladholdere når du skjærer. Avhengig av skarpheten av bladene og stivheten av vev, kan en liten tverrgående skjærebevegelse være fordelaktig for å opprettholde plane snittflater. Parafin-embedding prosessen kan også være en kilde til forskyvning mellom MR og histologi. Hvis vevet skive ikke sitter flatt mot kassetten under innleiringen prosessen, vil det være en vippe mellom skjæringsplanet på mikrotomen og overflaten sted av platen. Dette vil kreve kutte ubrukelige deler for å finne en flat plan der alle vev utsettes. En måte å korrigere for tilter ved å endre vinkelen av visningsplanet på høy-isotrope-oppløsning post mortem MRI. Dette er imidlertid nesten umulig å utføre på in vivo MRI som vanligvis er anskaffet med anisotropisk oppløsning (typisk tykke koronale stykker). Endelig kan vevet oppleve noen deformasjon i løpet av formalin fikseringsperioden og parafin innebygging (krymping), så vel som under fremstilling av objektglass (folding, sprekkdannelse, rynker). Noen av disse deformasjoner kan korrigeres ved å sette 4-5 mikrometer seksjoner i et vannbad før de overføres til lysbilder. Andre deformasjoner kan delvis løses ved å utføre deformerbar bilde coregistration av de histologiske digitaliserte bildene til post mortem MR-bilder. Likevel, minimere deformasjoner med forsiktig og dyktige praksis er den mest effektive tilnærmingen til matchende MR volumer til histologi seksjoner. I konklusjonen, metodikken introdusert her gjør investigators å vurdere nøyaktig den underliggende patologi MR-funn. Mer generelt er det en lovende metode for å identifisere og / eller validere nye MR biomarkører for forskningsstudier som er rettet mot spesifikke patologiske prosesser, for eksempel betennelse eller remyelinisering.

In vivo MRI provides a noninvasive and sensitive measure of tissue integrity at the macroscopic level. Changes in MRI signal intensity seen in vivo are outcome measures in many ongoing clinical trials.1 While the intensity changes seen via MRI can identify areas of abnormality in the context of the whole brain, they are often not sufficiently specific to differentiate pathological processes. This is especially true of dynamic processes involving multiple pathologies. For example, in multiple sclerosis (MS) or its animal model, experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), inflammation, edema, myelin degradation, axonal destruction, gliosis, and neuronal death overlap. 2, 3 To obtain the necessary specificity regarding the underlying pathology, context must be taken into account, together with knowledge of the histology of the MRI-identified abnormal tissues.
However, even in well-controlled animal experiments, matching histology with in vivo MRI is fundamentally challenging for various reasons. First, the difference in dimensional scales between histology sections and MRI is of several orders of magnitude.4 Second, for proper comparison, the orientation of MRI slice plane must match the sectioning plane of the brain tissue when cut. Due to the shape of the brain, it is very difficult to make consistently straight and accurate cuts when the brain is sitting on a flat surface. Third, the large size of the brain relative to a potentially small area of interest (lesion, tumor, etc.) creates a "needle-in-a-haystack" scenario for the pathologist processing the tissue. Fourth, even when the target tissue is found, it is commonly processed in such a way as to render virtually impossible an association with the original MRI data. Finally, traditional pathological sectioning of brain tissue is often imprecise and inconsistent, further complicating the comparison between histology sections and MRI images. 
 Previous attempts to overcome these challenges relied on the use of deformational algorithms to coregister the data and/or placement of fiducial markers within or around the tissue as a reference.5, 6, 7, 8 The former approach requires complex computational models that are particularly susceptible to complications due to data formatting, imaging artifacts, and changes caused by tissue processing.4 On the other hand, the latter approach introduces the possibility of contaminating or otherwise harming the tissue itself.9
The approach described here improves the transition between modalities through the use of postmortem MRI to bridge the gap between in vivo MRI and histology. Postmortem MRI provides three-dimensional (3D) images of the brain at higher resolution than can be achieved in vivo and furthermore provides the data needed for producing a morphologically accurate model of the brain surface. This digital model can then be used to create a 3D-printed custom holder for the brain. With careful positioning, the brain holder allows for precise, MRI-oriented brain sectioning, reducing the need for complex mathematical algorithms, and enables a focus on specific regions for targeted sampling. 
Our laboratory recently introduced new methods for creating custom brain holders and slicers using postmortem MRI and 3D-printing technology for human10 and marmoset brains.4 The two methods allow for a more accurate correlation between MRI and histology in a research setting, and ultimately allow a deeper understanding of the specific pathology underlying MRI abnormalities. Carefully designed experiments, in which the brain is sampled repeatedly over time in vivo, can provide context for interpretation of the pathology, which in turn can add specificity to interpretation of the MRI. Here, we present a modified protocol in a unified framework that can be applied to any brain tissue, whether it derive from nonhuman primates, rodents, or humans. We provide detailed instructions, and a corresponding video, for the marmoset sectioning. Although the overall protocol applies to any type of brain, due to differences in MRI acquisition and tissue size, as well as the challenges encountered when dealing with specific brain types, there are some differences in the approach depending on the type of brain being processed. In this presentation, sections with "human" will denote differences in protocol specific to the human brain.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="352">
	<colgroup>
		<col span="4" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:88px;">7T/30cm USR AVIII Bruker MRI</td>
			<td style="width:88px;">Bruker Biospin</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:88px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">38 mm Bruker Biospin volume coil</td>
			<td style="width:88px;">Bruker Biospin</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:88px;">Fomblin</td>
			<td style="width:88px;">Solvay Solexis</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="126">
			<td height="126" style="height:126px;width:88px;">50 ml Falcon Centrifuge Tubes, Polypropylene, Sterile</td>
			<td style="width:88px;">Corning</td>
			<td style="width:88px;">21008-951</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:88px;">Fisherbrand Gauze Sponges</td>
			<td style="width:88px;">Fisher Scientrific</td>
			<td style="width:88px;">13-761-52</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Parafilm M All-Purpose Laboratory Film</td>
			<td style="width:88px;">Bemis</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Leica RM2235 rotary microtome&#160;</td>
			<td style="width:88px;">Leica</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Leica Disposable Blades, low profile (819)</td>
			<td style="width:88px;">Leica</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:88px;">Cresyl Violet Acetate, 0.1% Aqueous</td>
			<td style="width:88px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:88px;">26089-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Luxol Fast Blue, 0.1% in 95% Alcohol</td>
			<td style="width:88px;">Electron Microscopy Sciences</td>
			<td style="width:88px;">26056-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:88px;">ETOH</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:88px;">Ultimaker 2 Extended&#160;</td>
			<td style="width:88px;">Ultimaker</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="189">
			<td height="189" style="height:189px;width:88px;">.75 kg Official Ultimaker Branded PLA&#160; Filament, 2.85 mm, Silver Metallic</td>
			<td style="width:88px;">Ultimaker</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:88px;">Axio Observer.Z1</td>
			<td style="width:88px;">Zeiss</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:88px;">Zen 2 (Blue Edition)</td>
			<td style="width:88px;">Zeiss</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Netfabb Professional 5.0.1</td>
			<td style="width:88px;">Netfabb</td>
			<td style="width:88px;">http://www.netfabb.com/professional.php</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:88px;">Meshmixer 10.9.332</td>
			<td style="width:88px;">Autodesk</td>
			<td style="width:88px;">http://www.meshmixer.com/download.html</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:88px;">Mipav 7.2</td>
			<td style="width:88px;">NIH CIT</td>
			<td colspan="2">http://mipav.cit.nih.edu</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:88px;">Cura</td>
			<td style="width:88px;">Ultimaker</td>
			<td style="width:88px;">https://ultimaker.com/en/products/cura-software</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

utilizing 3d printing technology to merge mri with histology: a protocol for brain sectioning

Magnetic resonance imaging (MRI) allows for the delineation between normal and abnormal tissue on a macroscopic scale, sampling an entire tissue volume three-dimensionally. While MRI is an extremely sensitive tool for detecting tissue abnormalities, association of signal changes with an underlying pathological process is usually not straightforward. In the central nervous system, for example, inflammation, demyelination, axonal damage, gliosis, and neuronal death may all induce similar findings on MRI. As such, interpretation of MRI scans depends on the context, and radiological-histopathological correlation is therefore of the utmost importance. Unfortunately, traditional pathological sectioning of brain tissue is often imprecise and inconsistent, thus complicating the comparison between histology sections and MRI. This article presents novel methodology for accurately sectioning primate brain tissues and thus allowing precise matching between histology and MRI. The detailed protocol described in this article will assist investigators in applying this method, which relies on the creation of 3D printed brain slicers. Slightly modified, it can be easily implemented for brains of other species, including humans.

Arbeidsflyten for denne metoden er oppsummert i figur 1. Når hjernen er oppskåret, viser en visuell sammenligning mellom MR-bilder og bilder av den overfladiske overflatene av de plater en god orientering kamp på tvers av flere plater (figur 2). Etter at platene er innebygd i parafin, blir de delt på en mikrotom og farget. En mer grundig sammenligning mellom høy oppløsning postmortem MR og farget histologi seksjonene viser en nøyaktig og konsekvent kamp på tvers av alle strukturene i marmoset hjernen (figur 3). I denne dyremodell av MS, dyrene utvikle hvit substans lesjoner spredt over hele cerebral hvit substans. Disse lesjonene kan oppdages invasivt ved å utføre MR. Figur 4 viser evnen av denne teknikken for å belyse den patologiske substrat av MRI. Små lesjoner oppdaget på in vivo MR kanspores i både post mortem MR og histologi. Som vist i innfellinger, demyelinering innenfor lesjoner er en av de viktigste komponentene som driver MR signalendring (hyperintensity i forhold til omgivende vev). Den histologi og post mortem MR kan også vise lesjoner savnet på in vivo MR (figur 4). <img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/54780/54780fig1.jpg" /> Figur 1. Arbeidsflyt for å opprette en silkeape hjernen slicer boks. Hjernen er festet med formalin (A1) og en T2-vektet MRI er anskaffet med isotrope voxels av 150 mikrometer per kant (A2). Bilder blir behandlet og terskelverdier for å skape en binær maske (A3). Overflaten blir deretter gjengitt i 3D modellering programvare (A4). Et boolsk subtraksjon mellom en kutte- mal og hjernen modellen danner en digital modell av hjernen høvelen (B1). Hjernen slicer boksen er trykt på en 3D-printer (B2). Hjernen anbringes deretter fast i skjæreren boks forskjæring (B3). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/54780/54780fig2.jpg" /> Figur 2. Fra venstre til høyre: In vivo MR, post mortem MRI, og vev skive fotografi. Slicing flyene ble etablert basert på postmortem MRI (B) og visuelt sammenlignet med tilsvarende in vivo MR skive (A). Hjernen ble deretter kuttet, og de resulterende plater ble funnet å være konsistent (C). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/54780/54780fig3.jpg" /> Figur 3. Høy oppløsning postmortem MR og histologi§ matching. Platene ble innstøpt i parafin, kuttet med en mikrotom til 4 um seksjoner, og farget med rask blå og kresylfiolett (B). Seksjonene ble deretter visuelt matchet med 100 um T2 *-vektet MRI basert på strukturer i hjernen (A). Detaljer for å anskaffe dette bildet er i supplerende delen av protokollen og Tabell 1. Hjerne strukturer: (1) rød pil = interne kapsel, blå pil = anterior commissure; (2) rød pil = putamen, blå pil = optisk kanalen; (3) rød pil = caudatus, blå pil = hippocampus; (4) rød pil = corpus callosum, blå pil = hjernens akvedukt; (5) rød pil = dårligere colliculus, blå pil = pyramidesystemet. Stiplet ramme B1 indikerer en skive der, enten under hjernen skjæring eller parafin embedding, forårsaket en feil en svak rotasjon om Y-aksen, som fører til mismatch av fremre commissure til venstre. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig3large.jpg" target="_blank">Klikk her for å vise en</a>større versjon av dette tallet. <img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/54780/54780fig4.jpg" /> Figur 4. Sporing lesjoner fra in vivo MR for å histologi delen. In vivo MR viste ingen overbevisende tegn på unormal hyperintensity signal som tyder på lesjoner i enten optisk veiene (A1). Imidlertid viser den høye oppløsningen postmortem MR klare hyper intense linjer i både optikk traktater (A2). Den raske blå / cresylfiolett flekken av en 4 mikrometer histologi delen viser at hyper områder sett på ex vivo MR er demyelinerte (A3). I cerebral hvit substans, viser in vivo MR subtile hyperintensity bilateralt (B1, forstørret i innfellinger). De hyper områder er mer opplagt på høy oppløsning postmortem MRI (B2). Den LFB flekken av en 4 mikrometer histologi delen viser at disse områdene er demyelinerte (B3). Etter sammenligning med referanse jegn vivo MR og en hemotoxylin-og-eosin flekken, ble høyre side fast bestemt på å være en anatomisk abnormitet, ikke en demyelinerte lesjon. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54780/54780fig4large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a> <img alt="kode supplerende filer" src="/files/ftp_upload/54780/54780supplementalfiles.jpg" /> Kode supplerende filer. Brain_Slicer_Parts_Marmoset.stl: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Brain_Slicer_Parts_Marmoset.stl" target="_blank">Klikk her for å laste ned denne filen.</a> Brain_Slicer_Parts_Human.stl: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Brain_Slicer_Parts_Human.stl" target="_blank">Klikk her for å laste ned denne filen.</a> Cap_Insert.stl: <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54780/Cap_Insert.stl" target="_blank">Klikk her for å laste ned denne filen.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Utilizing 3D Printing Technology to Merge MRI with Histology: A Protocol for Brain Sectioning at JoVE.com

Utilizing 3D Printing Technology to Merge MRI with Histology: A Protocol for Brain Sectioning

Det overordnede målet med denne protokollen er å nøyaktig justere magnetic resonance imaging (MRI) bildevolumer med histologi seksjoner via etablering av tilpassede 3D-trykt hjerne holdere og slicer bokser.

Utnytte 3D utskriftsteknologi til Merge MR med histologi: En protokoll for Brain Seksjonering

Magnetic resonance imaging (MRI) allows for the delineation between normal and abnormal tissue on a macroscopic scale, sampling an entire tissue volume ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

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

Funksjonell Bildediagnostiske Bruke Ultrasonic blod-hjerne barrieren avbrudd og mangan forbedret MR

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

A Dual Tracer PET-MRI Protocol for the Quantitative Measure of Regional Brain Energy Substrates Uptake in the Rat

We present a method for comparing the uptake of the brain&#39;s two key energy substrates: glucose and ketones (acetoacetate [AcAc] in this case) in the ...

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

High-resolution In Vivo Manual Segmentation Protocol for Human Hippocampal Subfields Using 3T Magnetic Resonance Imaging

Høy oppløsning<em&gt; I Vivo</em&gt; Manuell Segmentering Protokoll for menneskelig hippocampus subfields Bruke 3T Magnetic Resonance Imaging

The human hippocampus has been broadly studied in the context of memory and normal brain function and its role in different neuropsychiatric disorders has ...

Modification of a Colliculo-thalamocortical Mouse Brain Slice, Incorporating 3-D printing of Chamber Components and Multi-scale Optical Imaging

Modifisering av en Colliculo-thalamocortical Mouse Brain Slice, Innlemming 3-D utskrift av Chamber Komponenter og Multi-skala Optical Imaging

The ability of the brain to process sensory information relies on both ascending and descending sets of projections. Until recently, the only way to study ...

Combining Optogenetics with Artificial microRNAs to Characterize the Effects of Gene Knockdown on Presynaptic Function within Intact Neuronal Circuits

Kombinere Optogenetics med kunstig microRNAs å karakterisere effekter av Gene Knockdown Presynaptic funksjonen i intakt nevrale kretser

The purpose of this protocol is to characterize the effect of gene knockdown on presynaptic function within intact neuronal circuits. We describe a ...

Adaptation of Microelectrode Array Technology for the Study of Anesthesia-induced Neurotoxicity in the Intact Piglet Brain

Tilpasning av Microelectrode Array teknologi for studier av anestesi-indusert nevrotoksisitet i intakt Piglet hjernen

Every year, millions of children undergo anesthesia for a multitude of procedures. However, studies in both animals and humans have called into question ...

3D Scanning Technology Bridging Microcircuits and Macroscale Brain Images in 3D Novel Embedding Overlapping Protocol

3D skanning teknologien bygge bro microcircuits og Macroscale hjerne profilen inne 3D romanen embedding overlappende protokollen

The human brain, being a multiscale system, has both macroscopic electrical signals, globally flowing along thick white-matter fiber bundles, and ...

Functional MRI in Conjunction with a Novel MRI-compatible Hand-induced Robotic Device to Evaluate Rehabilitation of Individuals Recovering from Hand Grip Deficits

Funksjonell MRI i forbindelse med en Novel Mr-kompatibel hånd-indusert Robotic enhet for å evaluere rehabilitering av individer utvinne fra håndgrep underskudd

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is a non-invasive magnetic resonance imaging technique that images brain activation in vivo, using endogenous ...