Name: a protocol for transcranial photobiomodulation therapy in mice
Uploaded: 2018-11-18T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice at JoVE.com

يؤيد هذا العمل بمنحه من تبريز جامعة للعلوم الطبية (منح رقم 61019) إلى س. س.-هاء ومنحة منشور من ليتيكوري LLC، نيوآرك، دي، الولايات المتحدة الأمريكية إلى L.D.T. الكتاب يود أن يشكر إدارة علم المناعة ومركز تطوير التعليم (EDC) من تبريز جامعة للعلوم الطبية على مساعدتهم الطيبة.

جميع الإجراءات نفذت وفقا للدليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية "معاهد الصحة الوطنية" (المعاهد الوطنية للصحة؛ تنقيح المنشور رقم 85-23، 1985) وأقرته لجنة الأخلاقيات الإقليمية من تبريز جامعة للعلوم الطبية.
تنبيه: هذا البروتوكول يتضمن تطبيق فئة 3B الليزر الصكوك وسوف تتطلب الت?...

<ol>
	<li>Chung, H., 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=The+nuts+and+bolts+of+low-level+laser+(light)+therapy.">The nuts and bolts of low-level laser (light) therapy.</a> Annals of Biomedical Engineering. 40 (2), 516-533 (2012).</li><li>Salehpour, 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=Brain+Photobiomodulation+Therapy:+a+Narrative+Review.">Brain Photobiomodulation Therapy: a Narrative Review.</a> Molecular Neurobiology. , 1-36 (2018).</li><li>Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shining+light+on+the+head:+photobiomodulation+for+brain+disorders.">Shining light on the head: photobiomodulation for brain disorders.</a> BBA Clinical. 6, 113-124 (2016).</li><li>Karu, T. I., Pyatibrat, L. V., Kolyakov, S. F., Afanasyeva, N. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absorption+measurements+of+a+cell+monolayer+relevant+to+phototherapy:+reduction+of+cytochrome+c+oxidase+under+near+IR+radiation.">Absorption measurements of a cell monolayer relevant to phototherapy: reduction of cytochrome c oxidase under near IR radiation.</a> Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology. 81 (2), 98-106 (2005).</li><li>de Freitas, L. F., Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proposed+mechanisms+of+photobiomodulation+or+low-level+light+therapy.">Proposed mechanisms of photobiomodulation or low-level light therapy.</a> IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 22 (3), 348-364 (2016).</li><li>Xuan, W., Vatansever, F., Huang, L., Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+low-level+laser+therapy+enhances+learning,+memory,+and+neuroprogenitor+cells+after+traumatic+brain+injury+in+mice.">Transcranial low-level laser therapy enhances learning, memory, and neuroprogenitor cells after traumatic brain injury in mice.</a> Journal of Biomedical Optics. 19 (10), 108003 (2014).</li><li>DeTaboada, 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=Transcranial+application+of+low-energy+laser+irradiation+improves+neurological+deficits+in+rats+following+acute+stroke.">Transcranial application of low-energy laser irradiation improves neurological deficits in rats following acute stroke.</a> Lasers in Surgery and Medicine: The Official Journal of the American Society for Laser Medicine and Surgery. 38 (1), 70-73 (2006).</li><li>De Taboada, 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=Transcranial+laser+therapy+attenuates+amyloid-&#946;+peptide+neuropathology+in+amyloid-&#946;+protein+precursor+transgenic+mice.">Transcranial laser therapy attenuates amyloid-&#946; peptide neuropathology in amyloid-&#946; protein precursor transgenic mice.</a> Journal of Alzheimer&#8217;s Disease. 23 (3), 521-535 (2011).</li><li>Oueslati, A., 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=Photobiomodulation+suppresses+alpha-synuclein-induced+toxicity+in+an+AAV-based+rat+genetic+model+of+Parkinson&#8217;s+disease.">Photobiomodulation suppresses alpha-synuclein-induced toxicity in an AAV-based rat genetic model of Parkinson&#8217;s disease.</a> PloS One. 10 (10), e0140880 (2015).</li><li>Xu, Z., 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=Low-level+laser+irradiation+improves+depression-like+behaviors+in+mice.">Low-level laser irradiation improves depression-like behaviors in mice.</a> Molecular Neurobiology. 54 (6), 4551-4559 (2017).</li><li>Salehpour, 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=Transcranial+low-level+laser+therapy+improves+brain+mitochondrial+function+and+cognitive+impairment+in+D-galactose&#8211;induced+aging+mice.">Transcranial low-level laser therapy improves brain mitochondrial function and cognitive impairment in D-galactose&#8211;induced aging mice.</a> Neurobiology of Aging. 58, 140-150 (2017).</li><li>Grady, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+cognitive+neuroscience+of+ageing.">The cognitive neuroscience of ageing.</a> Nature Reviews Neuroscience. 13 (7), 491 (2012).</li><li>Beal, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondria+take+center+stage+in+aging+and+neurodegeneration.">Mitochondria take center stage in aging and neurodegeneration.</a> Annals of Neurology. Official Journal of the American Neurological Association and the Child Neurology Society. 58 (4), 495-505 (2005).</li><li>Lu, Y., 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=Low-level+laser+therapy+for+beta+amyloid+toxicity+in+rat+hippocampus.">Low-level laser therapy for beta amyloid toxicity in rat hippocampus.</a> Neurobiology of Aging. 49, 165-182 (2017).</li><li>Seibenhener, M. L., Wooten, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+the+open+field+maze+to+measure+locomotor+and+anxiety-like+behavior+in+mice.">Use of the open field maze to measure locomotor and anxiety-like behavior in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (96), e52434 (2015).</li><li>Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Barnes+maze+testing+strategies+with+small+and+large+rodent+models.">Barnes maze testing strategies with small and large rodent models.</a> Journal of Visualized Experiments. (84), e51194 (2014).</li><li>Huang, Y. Y., Chen, A. C. H., Carroll, J. D., Hamblin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biphasic+dose+response+in+low+level+light+therapy.">Biphasic dose response in low level light therapy.</a> Dose Response. 7 (4), 358-383 (2009).</li><li>Mohammed, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcranial+low-level+infrared+laser+irradiation+ameliorates+depression+induced+by+reserpine+in+rats.">Transcranial low-level infrared laser irradiation ameliorates depression induced by reserpine in rats.</a> Lasers in Medical Science. 31 (8), 1651-1656 (2016).</li><li>Zhang, Y., Zhang, C., Zhong, X., Zhu, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+evaluation+of+SOCS-induced+optical+clearing+efficiency+of+skull.">Quantitative evaluation of SOCS-induced optical clearing efficiency of skull.</a> Quantitative Imaging in Medicine and Surgery. 5 (1), 136 (2015).</li><li>Shaw, V. E., 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=Neuroprotection+of+midbrain+dopaminergic+cells+in+MPTP-treated+mice+after+near-infrared+light+treatment.">Neuroprotection of midbrain dopaminergic cells in MPTP-treated mice after near-infrared light treatment.</a> Journal of Comparative Neurology. 518 (1), 25-40 (2010).</li><li>Moro, C., 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=Photobiomodulation+inside+the+brain:+a+novel+method+of+applying+near-infrared+light+intracranially+and+its+impact+on+dopaminergic+cell+survival+in+MPTP-treated+mice.">Photobiomodulation inside the brain: a novel method of applying near-infrared light intracranially and its impact on dopaminergic cell survival in MPTP-treated mice.</a> Journal of Neurosurgery. 120 (3), 670-683 (2014).</li><li>Reinhart, 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=The+behavioural+and+neuroprotective+outcomes+when+670+nm+and+810+nm+near+infrared+light+are+applied+together+in+MPTP-treated+mice.">The behavioural and neuroprotective outcomes when 670 nm and 810 nm near infrared light are applied together in MPTP-treated mice.</a> Neuroscience Research. 117, 42-47 (2017).</li><li>Sadowski, 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=Amyloid-&#946;+deposition+is+associated+with+decreased+hippocampal+glucose+metabolism+and+spatial+memory+impairment+in+APP/PS1+mice.">Amyloid-&#946; deposition is associated with decreased hippocampal glucose metabolism and spatial memory impairment in APP/PS1 mice.</a> Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. 63 (5), 418-428 (2004).</li></ol>

يمكننا وصف بروتوكول للقيام بإجراء ببمت transcranial في الفئران. هذا البروتوكول هو موجهة خصيصا لمختبرات علم الأعصاب تؤدي البحوث فوتوبيومودوليشن التي ركزت على القوارض. ومع ذلك، يمكن تكييفها هذا البروتوكول للحيوانات المختبرية الأخرى التي تستخدم بشكل متكرر في مجال علم الأعصاب، مثل الأرنب أو القط...

ببمت، أو العلاج بالليزر منخفض المستوى الضوء (للت)، هو مصطلح عام يشير إلى الأساليب العلاجية استناداً إلى تحفيز الأنسجة البيولوجية بالطاقة الضوئية من أشعة الليزر أو الضوء – ينبعث الثنائيات (LEDs). يتم تطبيق تقريبا جميع ببمت العلاج مع الأحمر بالقرب من الأشعة تحت الحمراء (الجرد) الضوء عند أطوال موجية من 600 إلى 1100 نانومتر، إنتاج طاقة تتراوح من 1 إلى 500 ميغاواط، وفلوينس تتراوح < 1 إلى > 20 ي/سم2 (انظر تشونغ et al.1).
ببمت Transcranial هو أسلوب تسليم خفيفة موسع يجري تشعيع الرأس باستخدام مصدر ضوء خارجي (الليزر أو المصابيح)2. للتطبيقات الحيوانية، ويتضمن هذا الأسلوب الاتصال أو التنسيب noncontact المسبار الصمام أو ليزر على رأس الحيوان. تبعاً لمنطقة الفائدة العلاجية، يمكن وضع مجس ضوء أما على الرأس كله (لتغطي جميع مجالات الدماغ) أو على جزء محدد من الرأس، مثل منطقة بريفرونتال أو أمامي أو الجدارية. نقل جزئي للضوء الأحمر/الجرد عن طريق فروة الرأس، الجمجمة، والأم الجافية يمكن أن تصل إلى مستوى السطح القشرية وتوفير كمية من الطاقة فوتون كافية لإنتاج الفوائد العلاجية. في وقت لاحق، أن نشر فلوينس الخفيفة تم تسليمها على مستوى القشرية في المسألة الدماغ الأبيض والرمادي حتى تصل إلى أعمق هياكل الدماغ3.
الضوء في النطاقات الطيفية في الأحمر لمنطقة استعملنا (600-680 nm) ونير المبكر (800 870 nm) يناظر طيف امتصاص الفسفرة التأكسدية، الإنزيم الطرفي من سلسلة التنفس المتقدرية4. هو الافتراض بأن ببمت في الطيف الأحمر/الجرد يسبب فوتوديسوسييشن أكسيد النيتريك (لا) من الفسفرة التأكسدية، أدى إلى زيادات في الميتوكوندريا الإلكترون النقل، وفي نهاية المطاف، زيادة توليد ATP5. فيما يتعلق بتطبيقات الخلايا العصبية، نيوروستيمولاتوري الفوائد المحتملة للدماغ ببمت استخدام التشعيع transcranial أبلغ الأساليب في مجموعة متنوعة من الدراسات السريرية، بما في ذلك نماذج القوارض من الدماغ إصابة (تبي)6، السكتة الدماغية الحادة7ومرض الزهايمر (AD)8، ومرض باركنسون (PD)9، والاكتئاب10، والشيخوخة11.
وتعتبر الشيخوخة الدماغ شرط العصبية التي تؤثر تأثيراً سلبيا على بعض الوظائف المعرفية، مثل التعلم والذاكرة12. الميتوكوندريا هي العضيات الرئيسية المسؤولة عن إنتاج ATP والاستقلاب العصبية. ومن المعروف خلل mitochondrial مرتبطة بالعجز المرتبطة بالسن في مناطق الدماغ التي ترتبط بالذاكرة التنقل المكاني، مثل الحصين13. لأن العلاج الجمجمة مع الأحمر/الجرد الضوء أساسا من الأفعال بتحوير الاستقلاب المتقدرية، يمكن أن يؤدي كافية الجرعة الخفيفة تم تسليمها إلى الحصين في تحسين الذاكرة المكانية نتائج14.
وهدف البروتوكول الحالي إظهار الإجراء ببمت transcranial في الفئران، باستخدام مستويات منخفضة من الضوء الأحمر. ويرد وصف القياسات نقل الضوء الليزر المطلوبة من خلال أنسجة الرأس من الفئران الذين تتراوح أعمارهم بين. بالإضافة إلى ذلك، المتاهة بارنز، كتعلم تعتمد على الحصين مكانية والذاكرة المهمة، ومستويات ATP هيبوكامبال، كمؤشر الاستقلاب، وتستخدم لتقييم تأثير العلاج في الحيوانات.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Alfasan</td>
			<td>#1608234-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Alfasan</td>
			<td>#1608238-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#A4679</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superglue</td>
			<td>Quickstar</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibratome</td>
			<td>Campden Instruments</td>
			<td>#MA752-707</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical glass</td>
			<td>Sail Brand</td>
			<td>#7102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power meter</td>
			<td>Thor labs</td>
			<td>#PM100D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiode detector</td>
			<td>Thor labs</td>
			<td>#S121C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Caliper</td>
			<td>Pittsburgh</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GaAlAs laser</td>
			<td>Thor Photomedicine</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Etho Vision</td>
			<td>Noldus</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Froilabo</td>
			<td>#SW14R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Earmuffs</td>
			<td>Blue Eagle</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital camera</td>
			<td>Visionlite</td>
			<td>#VCS2-E742H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterio amplifier</td>
			<td>Sony</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Hamonteb</td>
			<td>#665.128321</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barnes maze</td>
			<td>Costom-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATP assay kit</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>#MAK190</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elisa reader</td>
			<td>Awareness</td>
			<td>#Stat Fax 2100</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a protocol for transcranial photobiomodulation therapy in mice

Transcranial photobiomodulation نهج علاجي موسع مبتكرة محتملة لتحسين الاستقلاب الدماغ، وظيفة المخ في طائفة واسعة من الاضطرابات العصبية والنفسية، وتعزيز الذاكرة في انخفاض المعرفية المتعلقة بالسن وأمراض الأعصاب. يمكننا وصف بروتوكول مختبر للعلاج photobiomodulation transcranial (ببمت) في الفئران. العمر بالب/ج الفئران (18 شهرا) تعامل مع 660 نانومتر ليزر ترانسكرانيالي، مرة واحدة يوميا لمدة أسبوعين. وتبين البيانات منافذه الليزر أن حوالي 1% الضوء الأحمر الحادث في فروة الرأس تصل إلى عمق 1 مم من سطح القشرية، اختراق الحصين الظهرية. يتم تقييم نتائج العلاج بطريقتين: بارنز المتاهة الاختبار الذي تقييم مهمة الحصين-تعتمد على التعلم والذاكرة مكانية، وقياس مستويات ATP هيبوكامبال، الذي يستخدم كمؤشر الاستقلاب. إظهار النتائج من مهمة بارنز تعزيزا للذاكرة المكانية في الفئران الذين تتراوح أعمارهم بين المعالجة بالليزر بالمقارنة مع العمر مطابقة عناصر التحكم. تحليل الكيمياء الحيوية بعد العلاج بالليزر يشير إلى زيادة هيبوكامبال ATP. نحن مسلمة أن تحسين أداء الذاكرة يحتمل أن تكون نتيجة لحدوث تحسن في التمثيل الغذائي هيبوكامبال الطاقة الناجمة عن العلاج بالليزر الأحمر. ويمكن تمديد الملاحظات في الفئران إلى نماذج حيوانية أخرى منذ هذا البروتوكول يمكن أن يحتمل أن يمكن تكييفه مع الأنواع الأخرى المستخدمة بكثرة في علم الأعصاب متعدية الجنسيات، مثل الأرنب أو القط أو الكلب أو القرد. فوتوبيومودوليشن Transcranial هو طريقة آمنة وفعالة من حيث التكلفة التي قد يكون نهج علاجية واعدة في الإعاقة المعرفية المتعلقة بالسن.

التحليلات الإحصائية
وقد تم تحليل التحليل الإحصائي للبيانات التي تم الحصول عليها من الدورات التدريبية بارنز باتجاهين ANOVA؛ أجريت الاختبارات السلوكية وتحليل مستويات ATP هيبوكامبال بين المجموعات الأخرى من قبل ANOVA أحادي الاتجاه، تل?...

Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice at JoVE.com

A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice

العلاج فوتوبيومودوليشن هو طريقة noninvasive مبتكرة لمعالجة طائفة واسعة من الاضطرابات العصبية والنفسية، ويمكن أيضا تحسين وظيفة المخ السليمة. ويشمل هذا البروتوكول دليل خطوة بخطوة لأداء فوتوبيومودوليشن الدماغ في الفئران بتسليم transcranial الخفيفة، التي يمكن تكييفها للاستخدام في قوارض المختبرات الأخرى.

بروتوكول للعلاج Photobiomodulation Transcranial في الفئران

Transcranial photobiomodulation is a potential innovative noninvasive therapeutic approach for improving brain bioenergetics, brain function in a wide ...

الهدف العام للبروتوكول التجريبي التالي، هو إجراء علاج التحوّل الضوئي عبر الكروكري باستخدام مستويات منخفضة من الليزر الأحمر في الفئران. ويتم ذلك عن طريق الاتصال المباشر من مسبار الليزر على رأس الماوس. كخطوة أولى، من أجل تقييم انتقال ضوء الليزر، تشريح بعناية أنسجة الدماغ من الجمجمة.ثم قياس قوة الضوء المنقولة من خلال الجمجمة بالإضافة إلى فروة الرأس وشريحة ملليمتر واحد من أنسجة الدماغ. في قسم العلاج، اتصل بطرف مسبار الليزر مباشرة على فروة الرأس في البرغمة. يتم تقييم هذه الوظائف التعلم المكاني والذاكرة من قبل مهمة متاهة بارنز.في وقت لاحق، يتم تحديد مستويات ATP الحصين من خلال طريقة الطيفي. تظهر بيانات نقل الليزر أن ما يقرب من 1٪ من الضوء الذي تم اضاءته على سطح فروة الرأس وصل إلى عمق ملليمتر واحد من السطح القشري. تظهر نتائج مهمة متاهة بارنز تحسنًا في الذاكرة المكانية في الفئران القديمة بعد أسبوعين من العلاج بالليزر الأحمر عبر الوكرات.أيضا، تشير النتائج إلى زيادة مستويات ATP فرس النهر في الفئران التي تعالج بالليزر الذين تتراوح أعمارهم بين. إن التعديل الضوئي عبر الكروكروني هو نهج علاجي غير جراحي لعلاج مجموعة واسعة من الاضطرابات العصبية والنفسية ولتحسين وظيفة الدماغ الصحية. في الواقع ، يعتقد أن العلاج بالزي الضوئي يسبب الحساسية الضوئية لأكسيد النيتريك من السيتوكروم سي أوكسيديز في الميتوكوندريا.هذه بدورها زيادة نقل الإلكترون ميتروشونديريال، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى زيادة في إنتاج ATP. هذه الطريقة هي آمنة وفعالة من حيث التكلفة نهج تسليم الضوء التي يتم تنفيذها عن طريق إشعاع الرأس باستخدام مصادر الضوء الخارجي بما في ذلك الليزر والصمامات الثنائية الباعثة للضوء. يتم تطبيق جميع إجراءات التعديل الضوئي عبر الكروكروني تقريباً مع الضوء الأحمر إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة في الطول الموجي من 600 إلى 1100 نانومتر، وهي قوة تتراوح بين 1 إلى 500 مللي واط، وموجة تتراوح بين 1 إلى 20 جول لكل سنتيمتر مربع.في فأر مُجَدَّد التخدير، يُشرّخُ بعناية أنسجة الدماغ من الجمجمة. أولاً، قم بإصلاح أنسجة المخ السليمة على جل agarose وإعداد جميع المواد المطلوبة بما في ذلك كلوريد الصوديوم والغراء. ثم، انتشار طبقة رقيقة من الغراء على سطح كتلة تصاعد هزاز.إرفاق بعناية كتلة agarose وضبط موقفها. مطابقة قليلا شفرة هزاز إلى السطح العلوي من الكتلة، وتسجيل قيمة العداد. املأ خزان الاهتزازات بمحلول ملحي طبيعي بارد من الجليد.ضبط سرعة وذبذبة اهتزاز من الاهتزاز، وتغيير العداد إلى القيمة المناسبة للحصول على سمك شريحة من ملليمتر واحد. بدوره على هزاز وعلى زر بداية الضغط وقطع الدماغ عرضية إلى شريحة بسمك واحد ملليمتر. أولاً، إضافة قطرة ماء على سطح الزجاج البصري.ثم ضع شريحة الدماغ على الزجاج. إضافة قطرة الماء على ذلك، ووضع بعناية الزجاج البصري الثاني. لاحظ أنه يجب إضافة قطرة ماء إلى حدود العينة والزجاج من أجل منع تجفيف الأنسجة وكذلك تشتت الضوء من الأسطح الخشنة.نقل العينات إلى المختبر البصري. قم بإعداد الأجهزة البصرية وتشغيل عداد الطاقة. ارتدي نظارات حماية العين قبل البدء في العمل مع جهاز الليزر.بدوره على الليزر ويكون شعاع تركز على المرآة لتوجيه شعاع إلى المنطقة النشطة في الصمام الضوئي. أولا، ضع نظارتين بصريتين فارغتين على سطح عداد الطاقة، وقراءة الطاقة الخفيفة المنقولة من شاشة العرض. إزالة النظارات الفارغة ووضع بلطف عينة الدماغ على سطح متر الطاقة، والتركيز على شعاع على منطقة الأنسجة المعنية، وقراءة السلطة المنقولة.هذه المرة، ضع زجاجًا بصريًا فارغًا على سطح عداد الطاقة وقراءة طاقة الضوء المنقولة. ثم، إزالة الزجاج فارغة ووضع قليلا الزجاج البصري مع الجمجمة الطازجة والأنسجة فروة الرأس على سطح متر الطاقة. تركيز شعاع على bregma وقراءة السلطة المنقولة.وأخيرا، إيقاف جهاز الليزر ومتر الطاقة. ويشمل قسم العلاج في البروتوكول الحالي تطبيق أجهزة الليزر من الفئة 3B، وهذا يتطلب التدريب السليم ومبادئ توجيهية للسلامة. من أجل تكييف الحيوانات مع البيئة الجديدة ، وجلب الفئران من أقفاص منازلهم إلى غرفة العلاج قبل 20 دقيقة تقريبا من بدء العلاج.أولاً، أدخل توصيل جهاز الليزر في حامي كهربائي. تغطية غيض من مسبار الليزر مع فيلم النايلون شفافة من أجل منع أي خدش على سطح التحقيق. قم بتوصيل مسبار الليزر بعناية إلى قناة الجهاز.ارتدي نظارات حماية العين قبل البدء في العمل مع جهاز الليزر. قم بتشغيل جهاز الليزر وانتظر لبضع ثوانٍ من أجل الاحماء. بعد مراقبة علامة الليزر الجاهزة على لوحة الجهاز، اضبط معلمات المعالجة بما في ذلك وقت التشعيع ووضع التشغيل.قبل البدء في العلاج، حدد متوسط طاقة الليزر عن طريق الاتصال بطرف المسبار إلى المنطقة النشطة لمتر الطاقة على الجهاز. في البروتوكول الحالي، يتم وضع مسبار الليزر على منطقة البرغمة، التي تبلغ حوالي ثلاثة ملليمترات من الأرسترالية إلى خط مرسوم بين القاعدة الأمامية للأذنين. من أجل تجنب الإشعاع المباشر لعيون الحيوان ، أولا ، ضع طرف مسبار الليزر على الرأس ، ثم ، قم بتشغيل الليزر وعقد المسبار بشكل ثابت حتى الانتهاء من التشعيع.ثم، قم بإيقاف تشغيل جهاز الليزر وفصل المسبار عن الجهاز. في نهاية الإجراء، قم بتنظيف مسبار الليزر مع منظف بصري مناسب. يتم تنفيذ مهمة التعلم المكاني والذاكرة في متاهة بارنز.أولاً، ضع علامة عدم إدخال على خارج باب غرفة المهام. إرفاق الإشارات المكانية البصرية إلى الجدران المحيطة. ضع كاميرا فيديو فوق منصة المتاهة.تنظيف سطح منصة المتاهة مع 70٪ الإيثانول من أجل إزالة العظة الشم غير المرغوب فيها. إضافة كمية صغيرة من الفراش من قفص الحيوان في المنزل في مربع الهروب لتكون بمثابة جديلة الشم. قبل البدء في المهمة، ضع كل فأر في القفص الجديد، ونقل القفص إلى غرفة المتاهة بارنز.للتعود، والسماح للحيوان بالبقاء في الغرفة لمدة 30 دقيقة قبل المهمة. ثم، إزالة الماوس من قفصه ووضع بلطف الحيوان في مربع الهروب، والسماح لها بالبقاء هناك لمدة دقيقة واحدة. بعد دقيقة واحدة، بلطف إزالة الماوس من مربع الهروب، ووضع الحيوان في وسط الساحة، ووضع غرفة البداية على ذلك.بعد فترة عشر ثوان، ورفع غرفة البداية والسماح للحيوان لاستكشاف الساحة لمدة ثلاث دقائق. الانتقال بهدوء إلى منطقة الكمبيوتر، وارتداء earmuffs، ويؤدي إلى التحفيز السمعية السلبية التي تتكون من ضوضاء بيضاء عالية. ثم، بدء تصوير الفيديو ومراقبة سلوك الحيوان على شاشة الكمبيوتر.لاحظ أنه يجب استخدام متاهة سوداء لاختبار الفئران البيضاء. أيضا، ينبغي وضع حصيرة سوداء تحت المتاهة في برنامج نظام تتبع الحالة هو أن تستخدم. إعداد برنامج تتبع الفيديو واستخراج المعلمات من الفائدة من أشرطة الفيديو المسجلة.لإجراء تقييم كيميائي حيوي، قم بتشريح أنسجة قرن آمون، وانسانسها في مخزن مؤقت للعينة، وطارد مركزي، ثم قم بتقييم مستويات ATP الخاصة به باستخدام طريقة القياس الطيفي. وكان 660 نانومتر انتقال الضوء الليزر من خلال الجمجمة بالإضافة إلى فروة الرأس من الفئران المسنين ما يقرب من 16٪ أيضا، تم قياس قيمة حوالي 10٪كبث الليزر من خلال شريحة ملليمتر واحد من أنسجة الدماغ الذين تتراوح أعمارهم بين. لم تكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في سجل النشاط الحركي في الاختبار الميداني المفتوح بين جميع المجموعات التجريبية.وأظهرت البيانات من مهمة بارنز المتاهة أن أوقات الكمون من الحيوانات السيطرة المسنين هي بوضوح أطول من تلك التي من مجموعة التحكم الشباب في اليومين الثالث والرابع من الدورة التدريبية. ومع ذلك، فإن العلاج بالليزر الأحمر يقلل بشكل كبير من وقت الكمون في اليوم الرابع. في جلسة محاكمة الدعامة، تنفق الحيوانات السيطرة على المسنين أوقات أقصر بكثير في الربع المستهدف مقارنة مع الحيوانات تحكم الشباب.ومع ذلك ، قضى الفئران القديمة المعالجة بالليزر أوقاتًا أطول بكثير في الأرباع المستهدفة مقارنة بفئران التحكم القديمة. بيانات الطاقة الحيوية في معسكر آمون يكشف عن انخفاض في مستويات ATP في الحيوانات السيطرة على المسنين. من ناحية أخرى، فإن العلاج بالليزر الأحمر يزيد بشكل كبير من متوسط محتويات ATP في قرن آمون الفئران القديمة.وصفنا بروتوكولاً للمختبر لإجراء إجراء علاج ضوئي عبر الكروميري في الفئران. يمكن تكييف بروتوكولنا مع أي مختبرية أخرى تستخدم بشكل متكرر في مجال علم الأعصاب، مثل الأرنب، الكلب، القرد، إلخ. بناء على تحقيقنا، يمكن أن تسترد مستويات منخفضة من الضوء الأحمر هدم قرن آمون في الدماغ من العمر عن طريق زيادة إنتاج ATP، والذي ينعكس في وظيفة الذاكرة المكانية المحسنة.في هذه الطريقة ، على أساس المناطق التي يتم بها الدماغ تتأثر بالأمراض ، هناك حاجة إلى عدة معلمات جسدية وعلاجية ، بما في ذلك وقت التشعيع ، وفاصل العلاج ، والإشراق المطبق ، والوبل ، ليتم تعديلها على النحو الأمثل لتحقيق نتائج أفضل. ويقترح العلاج عبر الكرواتبية الضوئية كنهج واعدة لتحسين التمثيل الغذائي في الدماغ وتعزيز المعرفي التي يمكن أن تكون استراتيجية محتملة للتدهور المعرفي المرتبط بالعمر والأمراض العصبية.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound (fTCD)

Assessment of Cerebral Lateralization in Children using Functional Transcranial Doppler Ultrasound fTCD

تقييم Lateralization الدماغي عند الأطفال باستخدام الموجات فوق الصوتية وظيفية عبر الجمجمة دوبلر (fTCD)

There are many unanswered questions about cerebral lateralization.  In particular, it remains unclear which aspects of language and nonverbal ability are ...

Combining Transcranial Magnetic Stimulation and fMRI to Examine the Default Mode Network

الجمع بين التنشيط المغناطيسي عبر الجمجمة والرنين المغناطيسي الوظيفي لدراسة وضع الشبكة الافتراضية

The default mode network is a group of brain regions that are active when an individual is not focused on the outside world and the brain is at "wakeful ...

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

طريقة بسيطة وغير مكلفة لتحديد الباردة الحساسية والتكيف في الفئران

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

Limbal Approach-Subretinal Injection of Viral Vectors for Gene Therapy in Mice Retinal Pigment Epithelium

الحوفي-النهج تحت الشبكية حقن الفيروسية المتجهات للعلاج الجيني في الفئران الشبكية الظهارة الصبغية

The eye is a small and enclosed organ which makes it an ideal target for gene therapy. Recently various strategies have been applied to gene therapy in ...

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

بروتوكول التحفيز المغناطيسي Transcranial على الإنترنت لقياس القشرية علم وظائف الأعضاء المرتبطة بتثبيط استجابة

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb

الجمع بين استخدام المباشر Transcranial التحفيز الحالية والعلاج الروبوتية للطرف العلوي

Neurologic disorders such as stroke and cerebral palsy are leading causes of long-term disability and can lead to severe incapacity and restriction of ...

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Mice

Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Mice

Transcranial التحفيز التيار المباشر (تدكس) في الفئران

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive neuromodulation technique proposed as an alternative or complementary treatment for ...

Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation

تقييم الثنائية للممرات كورتيكوسبينال في عضلات الكاحل باستخدام أبحر Transcranial التحفيز المغناطيسي

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans ...

Analysis of Cerebral Vasospasm in a Murine Model of Subarachnoid Hemorrhage with High Frequency Transcranial Duplex Ultrasound

تحليل فاسوسباسم الدماغي في نموذج مورين من نزيف تحت العنكبوتية مع الموجات فوق الصوتية المزدوجة عبر الجمجمة عالية التردد

Cerebral vasospasm that occurs in the weeks after subarachnoid hemorrhage, a type of hemorrhagic stroke, contributes to delayed cerebral ischemia. A ...

Whole-Brain 3D Activation and Functional Connectivity Mapping in Mice using Transcranial Functional Ultrasound Imaging

كامل الدماغ تنشيط 3D ورسم خرائط الاتصال الوظيفي في الفئران باستخدام التصوير بالموجات فوق الصوتية وظيفية عبر الجمجمة

Functional ultrasound (fUS) imaging is a novel brain imaging modality that relies on the high-sensitivity measure of the cerebral blood volume achieved by ...