Name: functional magnetic resonance spectroscopy at 7 t in the rat barrel cortex during whisker activation
Uploaded: 2019-02-08T14:00:00
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Diese Arbeit wurde durch den Zuschuss LabEx TRAIL unterstützt Referenz ANR-10-LABX-57 und eine Französisch-Schweizerische ANR-FNS gewähren Referenz ANR-15-CE37-0012. Die Autoren danken Aurélien Trotier für seine technische Unterstützung.

Alle tierische Verfahren wurden nach den Tier Experimente Vorgaben der Richtlinie der Europäischen Gemeinschaften der 24. November 1986 (86/609/EWG) durchgeführt. Das Protokoll erfüllt die ethischen Richtlinien des französischen Landwirtschaftsministeriums und Wäldern und von den lokalen Ethikkommissionen genehmigt wurde (Comité d 'Éthique pour L' Expérimentation Animale Bordeaux n ° 50112090-A).
Hinweis: Während der Herr Messungen, ein angemessenes Schutzniveau Anästhesie und physi...

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	<li>Pellerin, 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=Activity-dependent+regulation+of+energy+metabolism+by+astrocytes:+an+update.">Activity-dependent regulation of energy metabolism by astrocytes: an update.</a> Glia. 55, 1251-1262 (2007).</li><li>Pellerin, L., Magistretti, P. 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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=[18F]FDG+PET+signal+is+driven+by+astroglial+glutamate+transport.">[18F]FDG PET signal is driven by astroglial glutamate transport.</a> Nature Neuroscience. 20 (3), 393-395 (2017).</li><li>Haiss, F., 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=Improved+in+vivo+two-photon+imaging+after+blood+replacement+by+perfluorocarbon.">Improved in vivo two-photon imaging after blood replacement by perfluorocarbon.</a> The Journal of Physiology. , (2009).</li><li>Mullins, P. 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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+review+of+the+physiological+effects+of+alpha2-agonists+related+to+the+clinical+use+of+medetomidine+in+small+animal+practice.">A review of the physiological effects of alpha2-agonists related to the clinical use of medetomidine in small animal practice.</a> Canadian Veterinary Journal. 44, 885-897 (2003).</li><li>Weber, 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=A+fully+noninvasive+and+robust+experimental+protocol+for+longitudinal+fMRI+studies+in+the+rat.">A fully noninvasive and robust experimental protocol for longitudinal fMRI studies in the rat.</a> Neuroimage. 29, 1303-1310 (2006).</li><li>Hartmann, M. J., Johnson, N. J., Towal, R. B., Assad, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+characteristics+of+rat+vibrissae:+resonant+frequencies+and+damping+in+isolated+whiskers+and+in+the+awake+behaving+animal.">Mechanical characteristics of rat vibrissae: resonant frequencies and damping in isolated whiskers and in the awake behaving animal.</a> The Journal of Neuroscience. 23, 6510-6519 (2003).</li><li>Prichard, 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=Lactate+rise+detected+by+1H+NMR+in+human+visual+cortex+during+physiologic+stimulation.">Lactate rise detected by 1H NMR in human visual cortex during physiologic stimulation.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 88, 5829-5831 (1991).</li><li>Sappey-Marinier, 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=Effect+of+photic+stimulation+on+human+visual+cortex+lactate+and+phosphates+using+1H+and+31P+magnetic+resonance+spectroscopy.">Effect of photic stimulation on human visual cortex lactate and phosphates using 1H and 31P magnetic resonance spectroscopy.</a> Journal of Cerebral Blood Flow &amp; Metabolism. 12, 584-592 (1992).</li><li>Mazuel, 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=A+neuronal+MCT2+knockdown+in+the+rat+somatosensory+cortex+reduces+both+the+NMR+lactate+signal+and+the+BOLD+response+during+whisker+stimulation.">A neuronal MCT2 knockdown in the rat somatosensory cortex reduces both the NMR lactate signal and the BOLD response during whisker stimulation.</a> PLoS One. 12, e0174990 (2017).</li><li>Castellano, G., 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=NAA+and+NAAG+variation+in+neuronal+activation+during+visual+stimulation.">NAA and NAAG variation in neuronal activation during visual stimulation.</a> Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 45, 1031-1036 (2012).</li><li>Sarchielli, P., 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=Functional+1H-MRS+findings+in+migraine+patients+with+and+without+aura+assessed+interictally.">Functional 1H-MRS findings in migraine patients with and without aura assessed interictally.</a> Neuroimage. 24, 1025-1031 (2005).</li><li>Baslow, M. H., Hrabe, J., Guilfoyle, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+relationship+between+neurostimulation+and+N-acetylaspartate+metabolism+in+the+human+visual+cortex:+evidence+that+NAA+functions+as+a+molecular+water+pump+during+visual+stimulation.">Dynamic relationship between neurostimulation and N-acetylaspartate metabolism in the human visual cortex: evidence that NAA functions as a molecular water pump during visual stimulation.</a> Journal of Molecular Neuroscience. 32, 235-245 (2007).</li><li>Mangia, S., Tkac, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+relationship+between+neurostimulation+and+N-acetylaspartate+metabolism+in+the+human+visual+cortex:+evidence+that+NAA+functions+as+a+molecular+water+pump+during+visual+stimulation.">Dynamic relationship between neurostimulation and N-acetylaspartate metabolism in the human visual cortex: evidence that NAA functions as a molecular water pump during visual stimulation.</a> Journal of Molecular Neuroscience. 35, 245-248 (2008).</li><li>Baslow, M. H., Hrabal, R., Guilfoyle, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+of+the+authors+to+the+Letter+by+Silvia+Mangia+and+Ivan+Tkac.">Response of the authors to the Letter by Silvia Mangia and Ivan Tkac.</a> Journal of Molecular Neuroscience. 35, 247-248 (2008).</li><li>Barros, L. F., Weber, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CrossTalk+proposal:+an+important+astrocyte-to-neuron+lactate+shuttle+couples+neuronal+activity+to+glucose+utilisation+in+the+brain.">CrossTalk proposal: an important astrocyte-to-neuron lactate shuttle couples neuronal activity to glucose utilisation in the brain.</a> The Journal of Physiology. 596, 347-350 (2018).</li><li>Bak, L. K., Walls, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CrossTalk+opposing+view:+lack+of+evidence+supporting+an+astrocyte-to-neuron+lactate+shuttle+coupling+neuronal+activity+to+glucose+utilisation+in+the+brain.">CrossTalk opposing view: lack of evidence supporting an astrocyte-to-neuron lactate shuttle coupling neuronal activity to glucose utilisation in the brain.</a> The Journal of Physiology. 596, 351-353 (2018).</li></ol>

Der Lauf Kortex, auch als S1BF für die somatosensorischen Cortex oder Fass Feld ist eine Region innerhalb der kortikalen Schicht IV, die Cytochrom C Oxidase9Färbung beobachtet werden kann, und seiner Organisation ist bekannt, seit es weitgehend beschrieben 10,11. Ein Vibrissa ist mit einem Fass, verbunden in dem rund 19.000 Neuronen in einer Spalte12organisiert sind. Die Whisker-Fass Kortex Weg hat mehrere Vorteil...

Das Gehirn besitzt innere Mechanismen, mit denen die Regulierung von seinem großen Substrat (d.h., Glukose), sowohl für ihren Beitrag und dessen Nutzung, je nach Variationen in lokalen zerebralen Aktivität. Obwohl Glukose die wichtigsten Energie-Substrat für das Gehirn ist, haben in den letzten Jahren durchgeführten Experimente gezeigt, dass Laktat, die von den Astrozyten produziert wird, könnte eine effiziente Energie-Substrat für die Neuronen. Dies wirft die Hypothese eines Laktat-Shuttle zwischen Astrozyten und Neuronen1. Bekannt als ANLS, für Astrozyten-Neuron Laktat Shuttle2, die Theorie ist immer noch sehr umstritten, aber hat dazu geführt, den Vorschlag, dass Glukose, anstatt gehen direkt in Neuronen, gestattet die Astrocyten, wo es in verstoffwechselt wird Laktat, ein Stoffwechselprodukt, das ist , dann übertragen auf die Neuronen, die es als effiziente Energie-Substrat verwenden. Wenn solch ein Shuttle in Vivovorhanden ist, müsste es mehrere wichtige Konsequenzen für das Verständnis der grundlegenden Techniken in funktionelle zerebrale Bildgebung (Positronen-Emissions-Tomographie [PET]) und für die Entschlüsselung der Stoffwechselveränderungen beobachtet im Gehirn Pathologien.
Stoffwechsel im Gehirn zu studieren, und besonders, metabolische Interaktionen zwischen Neuronen und Astrozyten, vier Haupttechniken zur Verfügung (nicht einschließlich Mikro-/ Nanosensoren): Autoradiographie, PET, zwei-Photon fluoreszierende konfokalen Mikroskopie und Frau. Autoradiographie war eines der ersten Verfahren vorgeschlagen und liefert Bilder der regionalen Anhäufung von radioaktiven 14C-2-Deoxyglucose in Hirnschnitten, während PET Erträge in Vivo Bilder der regionalen Aufnahme von radioaktiven 18 F-Deoxyglucose. Beide haben den Nachteil der Verwendung von irradiative Molekülen beim produzieren niedrige räumliche Auflösung. Zwei-Photonen-Mikroskopie bietet zellulären Auflösung von fluoreszierenden Sonden, aber Lichtstreuung durch Gewebe begrenzt die bildgebende Tiefe. Diese drei Techniken haben früher, während Whisker Stimulation3,4,5,6Neuroenergetics bei Nagetieren zu studieren. In vivo MRS hat den doppelten Vorteil, nicht-invasive und nicht radioaktiven und jede Gehirnstruktur erkundet werden. Darüber hinaus kann MRS durchgeführt werden, während der neuronalen Aktivierung, eine Technik namens funktionale MRS (fMRS), die vor kurzem in Nagetieren7entwickelt wurde. Daher wird vorgeschlagen, ein Protokoll zum Stoffwechsel im Gehirn während der zerebralen Aktivität von 1H-Frau in Vivo und nicht-invasiv zu überwachen. Das Verfahren kann wird bei Erwachsenen gesunden Ratten mit Gehirn-Aktivierung erhalten durch einen Luftstoß Whisker Stimulation durchgeführt direkt in einen 7 T Magnetresonanz (MR) Imager beschrieben jedoch bei genetisch veränderten Tieren, sowie in einem pathologischen Zustand angepasst .

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.5 mL syringe with needle</td>
			<td>Becton, Dickinson and Company, USA</td>
			<td>2020-10</td>
			<td>0.33 mm (29 G) x 12.7 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1H spectroscopy surface coil</td>
			<td>Bruker, Ettlingen, Germany</td>
			<td>T116344</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7T Bruker Biospec system</td>
			<td>Bruker, Ettlingen, Germany</td>
			<td>70/20 USR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arduino Uno based pulsing device</td>
			<td>custom made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atipamezole</td>
			<td>V&#233;toquinol, S.A., France</td>
			<td>V8335602</td>
			<td>Antisedan, 4.28 mg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Breathing mask</td>
			<td>custom made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye ointment</td>
			<td>TVM laboratoire, France</td>
			<td>40365</td>
			<td>Ocry gel 10 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Induction chamber</td>
			<td>custom made</td>
			<td></td>
			<td>30x17x15 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inlet flexible pipe</td>
			<td>Gardena, Germany</td>
			<td>1348-20</td>
			<td>4.6-mm diameter, 3m long</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane pump, Model 100 series vaporizer, classic T3</td>
			<td>Surgivet, Harvard Apparatus</td>
			<td>WWV90TT</td>
			<td>from OH 43017, U.S.A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane, liquid for inhalation</td>
			<td>Vertflurane, Virbac, France</td>
			<td>QN01AB06</td>
			<td>1000 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KD Scientific syringe pump</td>
			<td>KD sientific, Holliston, USA</td>
			<td>Legato 110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LCModel software</td>
			<td>LCModel Inc., Ontario, Canada</td>
			<td>6.2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medetomidine hydrochloride</td>
			<td>V&#233;toquinol, S.A., France</td>
			<td>QN05CM91</td>
			<td>Domitor, 1 mg/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropore roll of adhesive plaster</td>
			<td>3M micropore, Minnesota, United States</td>
			<td>MI912</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropore roll of adhesive plaster</td>
			<td>3M micropore, Minnesota, United States</td>
			<td>MI925</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monitoring system of physiologic parameter</td>
			<td>SA Instruments, Inc, Stony Brook, NY, USA</td>
			<td>Model 1025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Fresenius Kabi, Germany</td>
			<td>B05XA03</td>
			<td>0.9 % 250 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Outlet flexible pipe</td>
			<td>Gardena, Germany</td>
			<td>1348-20</td>
			<td>4.6-mm diameter, 4m long</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paravision software</td>
			<td>Bruker, Ettlingen, Germany</td>
			<td>6.0.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peripheral intravenous catheter</td>
			<td>Terumo, Shibuya, Tokyo, Japon</td>
			<td>SP500930S</td>
			<td>22 G x 1&#34;, 0.85x25 mm, 35 mL/min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rat head coil</td>
			<td>Bruker, Ettlingen, Germany</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodic heparin, injectable solution</td>
			<td>Choai, Sanofi, Paris, France</td>
			<td>B01AB01</td>
			<td>5000 IU/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solenoid control valves, plunger valve 2/2 way direct-acting</td>
			<td>Burkert, Germany</td>
			<td>3099939</td>
			<td>Model type 6013</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terumo 2 ml syringe</td>
			<td>Terumo, Shibuya, Tokyo, Japon</td>
			<td>SY243</td>
			<td>with 21 g x 5/8&#34; needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terumo 5 mL syringe</td>
			<td>Terumo, Shibuya, Tokyo, Japon</td>
			<td>05SE1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wistar RJ-Han rats</td>
			<td>Janvier Laboratories, France</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional magnetic resonance spectroscopy at 7 t in the rat barrel cortex during whisker activation

Kernresonanzspektroskopie (NMR) bietet die Möglichkeit, zerebrale Metabolit Inhalt in Vivo zu messen und nicht-invasiv. Dank der technologischen Entwicklungen des letzten Jahrzehnts und die Erhöhung der Magnetfeldstärke ist es jetzt möglich, gute Auflösung Spektren in Vivo in der Rattengehirn zu erhalten. Neuroenergetics (d.h. das Studium der Stoffwechsel im Gehirn) und vor allem, metabolische Interaktionen zwischen den verschiedenen Zelltypen haben immer mehr Interesse in den letzten Jahren angezogen. Unter dieser metabolischen Wechselwirkungen ist die Existenz eines Laktat-Shuttle zwischen Neuronen und Astrozyten noch umstritten. Es ist daher von großem Interesse für funktionale Proton Magnetische Resonanzspektroskopie (1H-Frau) in einem Rattenmodell des Gehirns Aktivierung und Monitor Laktat durchführen. Jedoch die Methyl-Laktat-Spitze überlappt Lipid Resonanz Gipfeln und ist schwer zu quantifizieren. Die nachfolgend beschriebene Protokoll ermöglicht metabolische und Laktat-Schwankungen in einem aktivierten Hirnareal überwacht werden. Zerebrale Aktivierung erhält man durch Whisker Stimulation und 1H-MRS erfolgt in der entsprechenden aktivierten Fass Kortex, deren Gebiet mit Blut-Sauerstoff-Niveau-abhängigen funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT Fett) nachgewiesen ist. Alle Schritte sind ausführlich beschrieben: die Wahl von Anästhetika, Spulen und Sequenzen, effiziente Whisker Stimulation direkt in den Magneten und Datenverarbeitung zu erreichen.

Dieses Protokoll ermöglicht die Quantifizierung der Metabolit Schwankungen während der zerebrale Aktivierung, die durch richtige Whisker Stimulation direkt im Magneten erzielt wird.
In dieser Studie wurde das Gesamtziel der BOLD fMRT zu prüfen, ob die Whisker Stimulation effizient war, aktivierte S1BF Bereich zu visualisieren und die Voxel für 1H-fMRS richtig lokalisieren. Das Gerät gebaut für Whisker Aktivierun...

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Functional Magnetic Resonance Spectroscopy at 7 T in the Rat Barrel Cortex During Whisker Activation

Funktionelle Magnet-Resonanz-Spektroskopie bei 7 T in der Ratte Barrel Cortex während der Whisker-Aktivierung

Nach der Überprüfung durch Blut-Sauerstoff-Niveau-abhängigen funktionelle Magnetresonanztomographie (BOLD fMRT), die der entsprechenden somatosensorischen Fass Feld Kortex Bereich (genannt S1BF) korrekt aktiviert, die wichtigsten Ziel dieser Studie ist es, Laktat Inhalt zu quantifizieren Schwankungen in den aktivierten Ratte Gehirnen von lokalisierten Proton Magnetische Resonanzspektroskopie (1H-MRS) bei 7 T.

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy offers the opportunity to measure cerebral metabolite contents in vivo and noninvasively. Thanks to ...

Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen auf dem Gebiet der Neurogenetik zu beantworten und die metabolischen Veränderungen zu entschlüsseln, die zwischen Ruhe und aktivierten Zuständen auftreten. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, diese Variation in vivo in Echtzeit in nicht-invasiver Weise zu verfolgen. Insbesondere kann diese Technik auf pathologische oder genetisch veränderte Tiere angewendet werden, um beispielsweise die Rolle eines bestimmten Proteins in der metabolischen Interaktion zwischen Neuronen und Lyozellen zu bestimmen. Beginnen Sie, indem Sie einen Atemsensor auf dem Magnetbett platzieren und die Ratte in der anfälligen Position mit ihrer Nase in der Isofluranmaske und mit dem Atemsensor zwischen dem Rippenkäfig und dem Magnetbett auf das Magnetbett übertragen. Stellen Sie sicher, dass die richtigen Schnurrhaare frei sind und sichern Sie die Ratte mit Klebeband. Verwenden Sie Klebeband, um einen Verkauf zu machen, der alle richtigen Schnurrhaare einfängt und das flexible Auslassrohr des Luftpuffsystems entlang des Ratten-MRT-Bettes ausrichtet, so dass das Teil, das das Rohr verlässt, senkrecht und etwa anderthalb Zentimeter vom Verkauf entfernt ist. Dann fixieren Sie das Rohr in Position mit mehr Klebeband. Als nächstes verbinden Sie das flexible Einlassrohr von einer Druckluftquelle an einen Magnetregelventileingang und das Auslassrohr an den Ausgang des Magnetregelventils, wobei darauf zu achten ist, dass das Magnetregelventil außerhalb des Magnetraums bleibt. Verwenden Sie den Transistor-Transistor-Logik-Anschluss, um das Pulsiergerät an das Magnetventil und den Magneten azustecken und das Gerät so zu konfigurieren, dass die Pulsfrequenz acht Hertz beträgt, die Pulsierzeit 20 Sekunden und die Ruhezeit 10 Sekunden beträgt. Zur Whiskerstimulation die Ratte mit dem Gehirn in eine aufrechte Position bringen und das Tier mit Ohrbügeln sichern. Platzieren Sie die Volume-Array-Spule über dem Kopf und fixieren Sie das Array mit Band. Schalten Sie das Luft-Puff-System ein, um zu überprüfen, ob sich der Verkauf in anteroposterior Richtung ohne Drehung und ohne Reibung bewegt. Schalten Sie dann das Luft-Puff-System aus und legen Sie die Bettendspule in die Mitte des Magneten. Für die blutsauerstoffabhängige funktionelle Resonanztomographie, überprüfen Sie die Verkaufsbewegung erneut und verwenden Sie eine Lokalisationssequenz, um zu bestätigen, dass die Ratte gut positioniert ist. Ziehen Sie die Registerkarte Der Lokalisierersequenz in den Anweisungsnamen, und klicken Sie auf Fortfahren. Wenn die Position in Ordnung ist, ziehen Sie die Registerkarte T2 Star FID EPI-Sequenz in den Anweisungsnamen, zentrieren Sie das Ansichtsfeld in der Mitte des Gehirns, und klicken Sie auf die Anpassungsplattform, um die bearbeitete Scananweisung zu öffnen. Nehmen Sie dann eine B0-Karte auf und starten Sie die T2 Star FID EPI-Sequenz. Erfassen Sie eine weitere Lokalisierungssequenz, wie gerade gezeigt, um mit der ersten zu vergleichen und zu überprüfen, ob sich die Ratte während der T2 Star FID EPI-Sequenz bewegt hat. Kehren Sie dann in seine Ausgangsposition zurück und entfernen Sie die Volumen-Array-Spule. Um die Bilder zu verarbeiten, öffnen Sie die T2 Star FID EPI-Datei und lesen Sie das T2 Star FID EPI-Bild in der Bildanzeige. Öffnen Sie das Startfenster des Funktionscontrollers und wählen Sie auf der Registerkarte Verarbeitung das funktionale Imaging-Fenster aus. Definieren Sie das Stimulationsprotokoll und wählen Sie das Protokollfenster aus, indem Sie den Ein-Zeitraum auf 40 und den Ausschaltzeitraum auf 20 festlegen. Klicken Sie auf die Invert-Attribution und ziehen Sie den Schieberegler für den Stimulationszustand nach links, um einen Wert von einem auszuwählen. Stellen Sie im Vorverarbeitungsfenster den Medianfilter für die Vorverarbeitung und den Medianfilter 2D 3D für die Nachbearbeitung in klar. Klicken Sie dann auf Ausführen. Ziehen Sie die Cursor, um die Overlay-Suchtabelle anzupassen und den aktivierten Hirnbereich zu visualisieren. Um die Oberflächenspule für die Protonen-Magnetresonanzspektroskopie oder MRS korrekt zu positionieren, drehen Sie den Kopf um etwa 30 Grad im Uhrzeigersinn, so dass die Oberflächenspule direkt über dem linken Fasskortex in einer horizontalen Position platziert werden kann und sich im Inneren des Magneten am Magneten befindet. Stecken Sie die Oberflächenspule und fixieren Sie die Spule mit Klebeband. Überprüfen Sie, ob sich der Verkauf immer noch korrekt bewegen kann, wenn das Luft-Puff-System eingeschaltet ist. Legen Sie dann das Bett in den Magneten und überprüfen Sie die Verkaufsbewegung erneut.Bestätigen Sie die korrekte Position des Tieres mit der gezeigten Lokalisierungssequenz und ziehen Sie die Registerkarte T2-TurboRARE-Sequenz in das Anweisungsnamenfenster. Klicken Sie dann auf Weiter, um das Scanprogramm auszuführen und die korrekte Lokalisierung des Voxels innerhalb des somatosensorischen Lauffeldkortex zu ermöglichen. Ziehen Sie am Ende des Scans die Lasersequenz-Registerkarte in das Anweisungsnamenfenster und platzieren Sie den Voxel in der Mitte des somatosensorischen Lauffeld-Kortexbereichs. Klicken Sie auf die Einstellungsplattform, um die bearbeitete Scananweisung zu öffnen, und klicken Sie auf Wackeln, um die Impedanz der Empfängerspule für die Abstimmung leicht zu ändern. Wenn die Abstimmung abgeschlossen ist, klicken Sie auf Anwenden, um den Anweisungseditor zu schließen und die Änderungen in der bearbeiteten Anweisung anzuwenden. Zeichnen Sie eine B0-Karte auf und starten Sie die pro-diem MRS-Erfassung während einer Ruhezeit. Erfassen Sie eine weitere Lokalisierungssequenz, um sie mit der ersten zu vergleichen und zu bestätigen, dass sich die Ratte während der Laseraufnahme nicht bewegt hat. Schalten Sie dann das Luft-Puff-System ein und verwenden Sie die Lasersequenz, um eine zweite Proton MRS durchzuführen. Führen Sie eine abschließende Lokalisierungssequenz durch, um zu überprüfen, ob sich die Ratte bewegt hat, bevor Sie das Bett an seine Ausgangsposition zurückbringen. Entfernen Sie dann die Oberflächenspule und bringen Sie die Ratte mit Überwachung bis zur vollständigen Rückgewinnung auf die Bank zurück. Um die MRS-Bilder zu verarbeiten, öffnen Sie die lineare Kombination von Modellspektren oder LC-Modellsoftware und wählen Sie den entsprechenden Datentyp und die entsprechende Datei aus. Klicken Sie auf okay, und geben Sie im Titelabschnitt manuell einen Titel ein und definieren Sie einen angemessenen Teil pro Milliliterbereich. Klicken Sie dann auf LC-Modell ausführen, um die QUANTifizierung des LC-Modells zu starten. Wenn rechte Schnurrhaare mit dem hausgemachten Luft-Puff-System stimuliert werden, wie gezeigt, wird ein positives BOLD-Signal im linken Fass-Kortex, auch somatosensorisches Fassfeld genannt, erkannt. Mit Hilfe anatomischer Magnetresonanzbilder und eines Rattenhirnatlasschemas ermöglicht der durch bold-funktionelle MRT visualisierte aktivierte Hirnbereich die Platziertheit eines Voxels im somatosensorischen Lauffeldbereich, der während der Whiskerstimulation aktiviert wird. Wenn das Paradigma für die Schnurrhaarstimulation aktiviert ist, wird im linken somatosensorischen Fassfeld eine Erhöhung des Laktatgehalts beobachtet. Um die metabolischen Schwankungen zwischen Ruhezeiten und aktivierten Perioden besser zu visualisieren, kann eine spektrale Subtraktion durchgeführt werden. Von diesem subtrahierten Spektrum kann die Zunahme des Laktatgehalts mit Gehirnaktivierung viel einfacher visualisiert werden. Zum Beispiel wurde bei dieser Ratte das N-Acetylaspartat-Signal leicht verringert. Während die Laktatspitze auf diesem in vivo-Dekonvolution-Spektrum im Ruhezustand kaum nachgewiesen wird, konnte das LC-Modell den Peak mit einer guten Genauigkeit und Cram quantifizieren.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Magnetic Resonance Spectroscopy of live Drosophila melanogaster using Magic Angle Spinning

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Magnetic Resonance Spectroscopy von Live- Drosophila melanogaster Verwendung von Magic Angle Spinning

High-Resolution Magic Angle Spinning (HRMAS) proton magnetic resonance spectroscopy (1H-MRS) is a novel non-destructive technique that improves spectral ...

Forschung

Neurowissenschaften

Assessment of Ultrasonic Vocalizations During Drug Self-administration in Rats

Beurteilung der Ultraschall-Vocalizations Während Drug Selbstverwaltung in Ratten

Drug self-administration procedures are commonly used to study behavioral and neurochemical changes associated with human drug abuse, addiction and ...

High-resolution Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Midbrain

Hochauflösende Functional Magnetic Resonance Imaging Methods for Human Mittelhirn

Functional MRI (fMRI) is a widely used tool for non-invasively measuring correlates of human brain activity. However, its use has mostly been focused upon ...

The Use of Magnetic Resonance Spectroscopy as a Tool for the Measurement of Bi-hemispheric Transcranial Electric Stimulation Effects on Primary Motor Cortex Metabolism

Die Verwendung von magnetischen Resonanzspektroskopie als Werkzeug für die Messung der Bi-hemisphärische transkranielle elektrische Stimulation Auswirkungen auf primären motorischen Kortex Metabolism

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a neuromodulation technique that has been increasingly used over the past decade in the treatment of ...

Metabolomic Analysis of Rat Brain by High Resolution Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of Tissue Extracts

Metabolomische Analyse von Rattenhirn Hohe Auflösung Kernresonanzspektroskopie von Gewebeextrakte

Studies of gene expression on the RNA and protein levels have long been used to explore biological processes underlying disease. More recently, genomics ...

Utilizing Combined Methodologies to Define the Role of Plasma Membrane Delivery During Axon Branching and Neuronal Morphogenesis

Kombinierte Methodiken Verwendung der Rolle der Plasmamembran Lieferung Während Axon Branching und Neuronale Morphogenese zu definieren

During neural development, growing axons extend to multiple synaptic partners by elaborating axonal branches. Axon branching is promoted by extracellular ...

A Magnetic Resonance Imaging Protocol for Stroke Onset Time Estimation in Permanent Cerebral Ischemia

Ein Magnet-Resonanz-Tomographie-Protokoll für Schlaganfall auftreten Zeit Schätzung in ständigen zerebraler Ischämie

MRI provides a sensitive and specific imaging tool to detect acute ischemic stroke by means of a reduced diffusion coefficient of brain water. In a rat ...

Combined Transcranial Magnetic Stimulation and Electroencephalography of the Dorsolateral Prefrontal Cortex

Kombinierte Transcranial magnetische Anregung und Elektroenzephalographie des dorsolateralen präfrontalen Kortex

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive method that produces neural excitation in the cortex by means of brief, time-varying magnetic ...

Conducting Hyperscanning Experiments with Functional Near-Infrared Spectroscopy

Hyperscanning Experimente mit funktionalen Nah-Infrarot-Spektroskopie

Concurrent brain recordings of two or more interacting persons, an approach termed hyperscanning, are gaining increasing importance for our understanding ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in Chronic Spinal Cord Compression

Diffusion Tensor Magnetresonanztomographie bei chronischer WirbelsäulenkorrekUnterdrückung

Chronic spinal cord compression is the most common cause of spinal cord impairment in patients with nontraumatic spinal cord damage. Conventional magnetic ...