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

Dette arbejde blev støttet af en bevilling fra Tabriz University of Medical Sciences (Giv nr. 61019) til S.S.-E. og en publikation tilskud fra LiteCure LLC, Newark, DE, USA til L.D.T. Forfatterne vil gerne takke immunologi Institut og uddannelse udvikling Center (EDC) i Tabriz University of Medical Sciences for deres venlige assistance.

Alle procedurer blev gennemført i overensstemmelse med vejledningen til pleje og anvendelse af forsøgsdyr af National Institutes of Health (NIH; Publikation nr. 85-23, revideret i 1985) og godkendt af den regionale etiske komité i Tabriz University of Medical Sciences.
Advarsel: Denne protokol omfatter anvendelsen af klasse 3B laser instrumenter og vil kræve passende uddannelse og overholdelse af retningslinjer for sikkerhed. Klasse 3B lasere alvorligt kan skade øjne og kan varme huden. K...

<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>

Vi beskriver en protokol til at foretage en transkranial PBMT procedure i mus. Denne protokol er specifikt målrettet til neurovidenskab laboratorier, der udfører photobiomodulation forskning fokuseret på gnavere. Men denne protokol kan tilpasses andre forsøgsdyr, der ofte bruges i feltet neurovidenskab, som kanin, kat, hund eller abe.
I øjeblikket, er der stigende interesse for at undersøge transkranial PBMT med rød/NIR lasere og lysdioder. For at gennemføre hele behandlingen procedure...

PBMT eller lavt niveau laserlys terapi (LLLT), er en generel term, der henviser til terapeutiske metoder baseret på stimulering af biologisk væv af lysenergi fra lasere eller lysemitterende dioder (lysdioder). Næsten alle PBMT behandlinger anvendes med rød til nær-infrarødt (NIR) lys ved bølgelængder fra 600 til 1100 nm, en udgangseffekt, lige fra 1 til 500 mW, og en fluens spænder fra < 1 til > 20 Jørgensen/cm2 (Se Chung et al.1).
Transcranial PBMT er en noninvasiv lys leveringsmetode, der er udført af bestråling af hovedet ved hjælp af en ekstern lyskilde (laser eller lysdioder)2. For animalsk applikationer omfatter denne metode kontakt eller noncontact placering af LED eller laser sonden på dyrets hoved. Afhængigt af det terapeutiske område af interesse, kan en lys sonden placeres enten over hele hovedet (for at dække alle områderne i hjernen) eller en bestemt del af hovedet, som den præfrontale, frontal eller parietal region. Delvis overførsel af rød/NIR lys gennem hovedbunden, kraniet og dura mater kan nå det kortikale overflade niveau og giver en mængde af photon energi nok til at producere terapeutiske fordele. Efterfølgende, ville den leverede lys fluens på den kortikale plan blive formeret på grå og hvid hjerne sagen indtil det når de dybere strukturer i hjernen3.
Lys i de spektrale bands på røde far-red region (600-680 nm) og tidlig NIR regionen (800-870 nm) svarer til absorptionsspektrum af cytokrom c oxidase, terminal enzymet af mitokondrie respiratorisk kæde4. Det er en hypotese, at PBMT i rød/NIR spektrum forårsager photodissociation af nitrogenoxid (NO) fra cytokrom c oxidase, hvilket resulterer i en stigning i mitokondrie elektron transport, og i sidste ende, øget ATP generation5. Med hensyn til neuronal programmer, de potentielle neurostimulatory fordele ved brain PBMT ved hjælp af transkranial bestråling metoder er blevet rapporteret i en bred vifte af prækliniske undersøgelser, herunder gnavere modeller af traumatisk hjerne skade (TBI)6, akut slagtilfælde7, Alzheimers sygdom (AD)8, Parkinsons sygdom (PD)9, depression10og aldring11.
Hjernens ældning anses en Neuropsykologisk tilstand, der negativt påvirker nogle kognitive funktioner, såsom læring og hukommelse12. Mitokondrier er de primære ansvarlige for ATP produktion og neuronal bioenergetik organeller. Mitokondriel dysfunktion er kendt for at være forbundet med aldersrelaterede underskud i hjernen områder, der er knyttet til rumlige navigation hukommelse, såsom hippocampus13. Fordi kraniel behandling med rød/NIR lys primært handlinger ved graduering af mitokondrie bioenergetik, kan tilstrækkelig leverede lys dosering til hippocampus resultere i en forbedring af rumlig hukommelse resultater14.
Den nuværende protokol sigter mod at påvise transkranial PBMT procedure i mus, ved hjælp af lave niveauer af rødt lys. Kræves laser lys transmission målinger gennem hovedet væv i alderen mus er beskrevet. Derudover Barnes labyrint, som en hippocampus-afhængige rumlige læring og hukommelse opgave og hippocampus ATP niveauer, som en bioenergetik indeks, der bruges til en evaluering af behandling virkning på dyr.

<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

Transkranial photobiomodulation er en potentiel innovative noninvasive terapeutisk tilgang for at forbedre hjerne bioenergetik, hjernefunktion i en bred vifte af neurologiske og psykiatriske lidelser, og hukommelse ekstraudstyr i aldersrelaterede kognitive tilbagegang og neurodegenerative sygdomme. Vi beskriver et laboratorium protokol for transkranial photobiomodulation terapi (PBMT) i mus. Alderen BALB/c mus (18 måneder) er behandlet med en 660 nm laser transcranially, én gang dagligt i 2 uger. Laser transmittans data viser, at ca. 1% af det indfaldende rød lys på hovedbunden når en 1 mm dybde fra den kortikale overflade, gennemtrængende dorsale hippocampus. Behandlingsresultater er vurderet af to metoder: en Barnes labyrint-test, som er en hippocampus-afhængige rumlige indlæring og hukommelse opgaven vurderingen, og måle hippocampus ATP niveauer, der anvendes som en bioenergetik indeks. Resultaterne fra Barnes opgave viser en forbedring af den fysiske hukommelse i laser-behandlede alderen mus i forhold til alder-matchede kontrol. Biokemiske analyser efter Laserbehandling angiver øget hippocampus ATP niveauer. Vi postulere, at styrkelsen af hukommelse ydeevne er potentielt en forbedring i hippocampus energimetabolisme induceret af den røde laserbehandling. Observationer i mus kunne udvides til andre dyremodeller, da denne protokol ville potentielt kunne tilpasses til andre arter, der ofte anvendes i translationel neurovidenskab, som kanin, kat, hund eller abe. Transkranial photobiomodulation er en sikker og omkostningseffektiv modalitet, som kan være et lovende terapeutisk tilgang i aldersrelaterede kognitiv svækkelse.

Statistiske analyser
Den statistiske analyse af data indhentet fra Barnes træningssessioner blev analyseret af to-vejs ANOVA; andre adfærdsmæssige test og analyse af hippocampus ATP niveauer blandt grupper blev udført af en-vejs ANOVA, efterfulgt af Tukey's post hoc test. Alle data er udtrykt som middel ± standardafvigelsen på middelværdien (SEM), med undtagelse af laser transmission data, der er vist som...

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

Photobiomodulation terapi er en innovativ noninvasive modalitet til behandling af en lang række neurologiske og psykiatriske lidelser og kan også forbedre sund hjernefunktion. Denne protokol indeholder en trinvis vejledning til udførelse af hjernen photobiomodulation i mus af transkranial lys levering, der kan tilpasses til brug i andre laboratoriet gnavere.

En protokol til transkranial Photobiomodulation terapi i mus

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

Det overordnede mål med følgende eksperimentelle protokol, er at udføre en transkraniel fotobiomodulation terapi ved hjælp af lave niveauer af rød laser i mus. Dette opnås ved direkte kontakt af lasersonden på musehovedet. Som et første skridt, for at evaluere laserlys transmission, omhyggeligt dissekere hjernevæv ud fra kraniet.Og derefter måle den transmitterede lyskraft gennem kraniet plus hovedbunden og en millimeter skive af hjernevævet. I terapi sektion, skal du kontakte spidsen af laser sonden direkte på hovedbunden på bregma. Denne rumlige læring og hukommelse funktioner evalueres af Barnes labyrint opgave.Efterfølgende bestemmes hippocampal ATP-niveauerne af den spektrofotometriske metode. Laser transmission data viser, at ca 1% af forudgående lys på hovedbunden overflade nåede en millimeter dybde fra den kortikale overflade. Resultaterne fra Barnes labyrint opgave viser en forbedring af den rumlige hukommelse i de gamle mus efter to uger af den transkranielle røde laser behandling.Også, resultaterne tyder på en øget hippocampal ATP niveauer i laser-behandlede alderen mus. Transcranial fotobiomodulation er en ikke-invasiv terapeutisk tilgang til behandling af en bred vifte af neurologiske og psykiatriske lidelser og til forbedring af sund hjernefunktion. Faktisk menes det, at fotobiomodulering terapi forårsager fotodissociation af nitrogenoxid fra cytokrom c oxidase i mitokondrier.Disse til gengæld øge mitrochondrial elektron transport, hvilket i sidste ende fører til en stigning i ATP produktion. Denne metode er en sikker og omkostningseffektiv lys-levering tilgang, der udføres af stråling af hovedet ved hjælp af eksterne lyskilder, herunder lasere og lysemitterende dioder. Næsten alle transkranære fotobiomodulation procedurer anvendes med rødt til nær-infrarødt lys ved bølgelængde fra 600 til 1100 nanometer, en effekt fra en til 500 milliwatt, og fluence spænder fra en til 20 joule per centimeter kvadrat.I en dybt bedøvet mus, omhyggeligt dissekere hjernevæv ud fra kraniet. Først fastgør det intakte hjernevæv på en agarosegel og klargør alle de nødvendige materialer, herunder natriumchlorid og lim. Spred derefter et tyndt lag lim på overfladen af vibratommonteringsblokken.Fastgør forsigtigt agaroseblokken og juster dens position. Match vibratombladet en smule med blokkens overdel, og optag tællerværdien. Fyld vibratometanken med iskold normal saltvandsopløsning.Juster vibratomets hastighed og vibrationsfrekvens, og skift tælleren til passende værdi for at opnå en skivetykkelse på en millimeter. Tænd for vibratome og tryk på startknappen og skær hjernen på tværs i en skive med en tykkelse på en millimeter. Først tilsættes en dråbe vand på den optiske glasoverflade.Sæt derefter hjerneskivet på glasset. Tilsæt dråbe vand på det, og omhyggeligt placere den anden optiske glas. Bemærk, at der skal tilsættes en dråbe vand til prøven og glasgrænserne for at forhindre vævstørring og også lyssprøstning fra ru overflader.Overfør prøver til det optiske laboratorium. Konfigurer de optiske enheder, og tænd for effektmåleren. Bær øjenbeskyttelsesbriller, før du begynder at arbejde med laserenheden.Tænd for laseren og få strålen fokuseret på spejlet for at lede strålen til fotodiodens aktive område. Først skal du placere to tomme optiske briller på overfladen af effektmåleren, og aflæs den transmitterede lyseffekt fra skærmen. Fjern de tomme briller og forsigtigt placere hjernen prøven på overfladen af effektmåleren, og fokusere strålen på vævets respektive område, og læse den transmitterede magt.Denne gang skal du placere et tomt optisk glas på overfladen af effektmåleren og aflæse den transmitterede lyseffekt. Fjern derefter det tomme glas og læg et optisk glas med frisk kranie og skalperet væv på overfladen af effektmåleren. Fokuser strålen på bregma og læse den transmitterede magt.Sluk endelig for laserenheden og effektmåleren. Terapi del af den nuværende protokol omfatter anvendelse af klasse 3B laser instrumenter, og dette kræver ordentlig uddannelse og sikkerhed retningslinjer. For at tilpasse dyrene til det nye miljø, bringe mus fra deres hjem bure til terapi værelse cirka 20 minutter før behandlingen påbegyndes.Sæt først laserenhedens stik i en elektrisk beskytter. Dæk spidsen af lasersonden med en gennemsigtig nylonfilm for at undgå ridser på sondeoverfladen. Tilslut forsigtigt lasersonden til enhedens kanal.Bær øjenbeskyttelsesbriller, før du begynder at arbejde med laserenheden. Tænd for laserenheden, og vent et par sekunder på opvarmningen. Når du har observeret Laser Ready-skiltet på enhedspanelet, justeres behandlingsparametrene, herunder bestrålingstid og driftstilstand.Før behandlingen påbegyndes, skal du bestemme den gennemsnitlige lasereffekt ved at kontakte spidsen af sonden til det aktive område af effektmåleren på enheden. I den nuværende protokol placeres lasersonden på bregmazonen, som er ca. tre millimeter rostral til en streg trukket mellem ørernes forreste bund. For at undgå direkte stråling til dyrets øjne, først, placere spidsen af laser sonden på hovedet, derefter tænde laseren og stabilt holde sonden indtil afslutningen af bestråling.Sluk derefter for laserenheden, og afbryd sonden fra enheden. Ved afslutningen af proceduren rengøres lasersonden med en passende optisk rengøringsassistent. Den rumlige læring og hukommelse opgave udføres i en Barnes labyrint.Først skal du placere ikke indtaste tegn på ydersiden af opgaven værelse døren. Fastgør visuelle rumlige signaler til omkredsen vægge. Placer et videokamera over labyrintplatformen.Rengør overfladen af labyrintplatformen med 70% ethanol for at fjerne uønskede olfaktoriske signaler. Tilføj en lille mængde sengetøj fra dyrets hjem bur i i flugtboksen til at tjene som en olfaktoriske cue. Før du starter opgaven, sætte hver mus i det nye bur, og overføre buret til Barnes labyrint værelse.At vænne, lad dyret at forblive i rummet i 30 minutter før opgaven. Fjern derefter musen fra buret og læg forsigtigt dyret i flugtboksen, og lad den blive der i et minut. Efter et minut, forsigtigt fjerne musen fra flugtboksen, placere dyret i midten af arenaen, og sætte startkammeret på det.Efter en ti sekunders periode løftes startkammeret og lader dyret udforske arenaen i tre minutter. Flyt stille og roligt til computerområdet, bær høreværn og udløse en negativ auditiv stimulus bestående af en høj hvid støj. Derefter begynde at videooptagelse og observere dyrets adfærd på computerskærmen.Bemærk, at en sort labyrint skal bruges til test af hvide mus. Også, en sort måtte skal placeres under labyrinten i tilfælde tracking system software skal anvendes. Konfigurer videosporingssoftwareprogrammet, og udtræk de interesseparametre, der er taget ud af de optagede videoer.Til en biokemisk vurdering dissekere hippocampus væv, homogenisere dem i en prøvebuffer, centrifuge det, og derefter vurdere dens ATP-niveauer ved hjælp af spektrofotometrisk metode. Den 660 nanometer laserlys transmission gennem kraniet plus hovedbunden af de gamle mus var ca 16%Også værdien af omkring 10% blev målt som en laser transmission gennem en en millimeter skive alderen hjernevæv. Der var ingen statistisk signifikante forskelle i logbogen over motorisk aktivitet i open field-testen blandt alle forsøgsgrupper.Data fra Barnes labyrint opgave viste, at latenstiderne for de gamle kontrol dyr er naturligvis længere end den unge kontrolgruppe på den tredje og fjerde dag af uddannelsen. Men den røde laser behandling væsentligt reduceret latenstid tid på dag fire. I prop forsøg session, ældre kontrol dyr tilbringer betydeligt kortere gange i målet kvadrant sammenlignet med de unge kontrol dyr.Men de laserbehandlede alderen mus tilbragte betydeligt længere gange i mål kvadranter i forhold til alderen kontrol mus. Hippocampal bioenergetics data afslører et fald i ATP-niveauet hos de ældre kontroldyr. På den anden side øger den røde laserbehandling det gennemsnitlige ATP-indhold i hippocampus hos de gamle mus.Vi beskrev protokol for laboratorium gennemføre en transkraniel fotobiomudulation terapi procedure i mus. Vores protokol kan tilpasses alle andre laboratoriedyr, der ofte anvendes i det translationelle neurovidenskabsområde, såsom kanin, hund, abe osv. Baseret på vores undersøgelse, lave niveauer af rødt lys kan inddrive hippocampal disfunction i den gamle hjerne ved at øge ATP produktion, hvilket afspejles i en forbedret rumlig hukommelse funktion.I denne metode, baseret på hvilken hjerne regioner er foretaget af patologi, flere fysiske og behandling parametre, herunder bestråling tid, behandlingsinterval, anvendt udstråling, og fluence, er forpligtet til at være optimalt justeret for at opnå bedre resultater. Transcranial fotobiomodulation terapi foreslås som en lovende tilgang til at forbedre hjernens stofskifte og kognitive ekstraudstyr, der kunne være en potentiel strategi for de aldersrelaterede kognitive tilbagegang og neurodegenerative sygdomme.

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

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

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

En enkel og billig metode til bestemmelse Kolde Følsomhed og tilpasning i mus

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

Limbal Approach-subretinal Injektion af virale vektorer til genterapi i mus retinale pigmentepitel

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

Online transkranial magnetisk Stimulation protokol til måling af kortikal fysiologi tilknyttet svar hæmning

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

Den kombinerede brug af transkranial direkte nuværende Stimulation og robot terapi for overekstremiteterne

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

Transkranial jævnstrøm Stimulation (TDC'er) i mus

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

Bilaterale vurdering af den Corticospinal veje af ankel muskler ved hjælp af navigerede transkranial magnetisk Stimulation

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

Analyse af Cerebral Vasospasm i en Murine Model af Subarachnoid Blødning med højfrekvent transkranial dupleks Ultralyd

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

Hele hjernen 3D-aktivering og funktionel forbindelse kortlægning i mus ved hjælp af transkranial funktionel ultralydsscanning

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