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

Dit werk werd gesteund door een subsidie uit de Tabriz Universiteit van medische wetenschappen (verlenen nr. 61019) met S.S.-E. en een subsidie van de publicatie van LiteCure LLC, Newark, DE, Verenigde Staten L.D.T. De auteurs bedank de afdeling van de immunologie en onderwijs ontwikkeling centrum (EDC) van Tabriz Universiteit van medische wetenschappen voor hun vriendelijke hulp.

Alle procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren van het National Institutes of Health (NIH; Publicatie nr. 85-23, herziene versie van 1985) en goedgekeurd door de regionale ethische commissie van Tabriz Universiteit van medische wetenschappen.
Let op: Dit protocol omvat de toepassing van klasse 3B laser instrumenten en vergt goede opleiding en aanhankelijkheid aan veiligheidsrichtlijnen. Klasse 3B Laser kunnen ernstige schade aan de ...

<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>

Beschrijven we een protocol voor het uitvoeren van een transcraniale PBMT procedure in muizen. Dit protocol is specifiek gericht op neurowetenschap laboratoria die onderzoek van photobiomodulation gericht op knaagdieren. Dit protocol kan echter worden aangepast aan andere proefdieren die vaak op het gebied van de neurowetenschappen, zoals konijn, kat, hond of aap gebruikt worden.
Momenteel is er een toegenomen belangstelling voor onderzoek naar transcraniale PBMT met rood/NIR lasers en LED's. ...

PBMT of laag niveau laser licht therapie (LLLT), is een algemene term die naar therapeutische methoden gebaseerd op het stimuleren van biologische weefsels van lichtenergie van lasers of lichtgevende dioden (LEDs verwijst). Bijna alle PBMT behandelingen worden toegepast met rood (NIR) nabij-infrarood licht bij golflengten van 600 tot 1100 nm, een vermogen variërend van 1 tot 500 mW en een fluentie variërend van < 1 tot > 20 J/cm2 (Zie Chung et al.1).
Transcranial PBMT is een noninvasive lichte leveringsmethode die is uitgevoerd door bestraling van het hoofd met behulp van een externe lichtbron (laser of LED's)2. Voor dierlijke toepassingen omvat deze methode contact of noncontact plaatsing van de LED of laser sonde op kop van het dier. Afhankelijk van de therapeutische regio van belang, kan een lichte sonde worden geplaatst over het hele hoofd (voor de dekking van alle hersengebieden) of over een specifiek gedeelte van het hoofd, zoals de prefrontale, pariëtale of frontale regio. De gedeeltelijke overdracht van rood/NIR licht via de hoofdhuid, de schedel, en de dura mater kunt bereiken de corticale oppervlakteniveau en een hoeveelheid energie volstaat om therapeutische voordelen bieden. De geleverde lichte fluentie corticale niveau zou vervolgens worden doorgegeven in de hersenen van de grijze en witte materie, totdat zij de diepere structuren van de hersenen-3 tot.
Licht in de spectrale banden in het rood tot far-red (600-680 nm) en vroege NIR regio (800-870 nm) komt overeen met het absorptiespectrum van cytochroom c oxidase, het terminal enzym van de mitochondriale respiratoire ketting4. Het is dat er PBMT in het rood/NIR-spectrum fotolyse van stikstofmonoxide (NO) van cytochroom c oxidase veroorzaakt, resulterend in een verhoging mitochondriaal elektronentransport en, uiteindelijk, verhoogd ATP generatie5hypothetische. Met betrekking tot de neuronale toepassingen, de potentiële voordelen van de neurostimulatory van brain PBMT met behulp van Transcraniële bestraling methoden zijn gemeld in een verscheidenheid van preklinische studies, met inbegrip van knaagdier modellen van traumatische brain injury (TBI)6, acute beroerte7, de ziekte van Alzheimer (AD)8, Parkinson's disease (PD)9, depressie10en veroudering11.
Veroudering van de hersenen wordt beschouwd als een neuropsychologische aandoening die negatief sommige cognitieve functies, zoals leren en geheugen12 beïnvloedt. Mitochondriën zijn de primaire organellen die verantwoordelijk is voor de productie van ATP en neuronale Bioenergetica. Mitochondriale dysfunctie is bekend dat gepaard gaan met leeftijdsgebonden tekorten in de hersengebieden die zijn gekoppeld aan ruimtelijke navigatie geheugen, zoals de hippocampus13. Omdat craniale behandeling met rood/NIR licht vooral handelingen door de modulatie van de mitochondriale Bioenergetica, voldoende geleverde lichte dosering aan de hippocampus kan leiden tot de verbetering van de ruimtelijke geheugen resultaten14.
Het doel van het huidige protocol is om de procedure PBMT transcranial in muizen, met lage niveaus van rood licht te demonstreren. De vereiste laser lichttransmissie metingen via de hoofd weefsels van leeftijd muizen worden beschreven. Daarnaast Barnes doolhof, als een zeepaardje-afhankelijke ruimtelijke leren en geheugen taak, en de hippocampal ATP niveaus, als een Bioenergetica-index, worden gebruikt voor een evaluatie van het effect van de behandeling van dieren.

<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

Transcraniële photobiomodulation is een potentiële noninvasive innovatieve therapeutische benadering voor de verbetering van de hersenen Bioenergetica, hersenfunctie in een breed scala van neurologische en psychiatrische aandoeningen en geheugenuitbreiding in leeftijd gerelateerde cognitieve achteruitgang en neurodegeneratieve ziekten. We beschrijven een laboratorium protocol voor transcraniale photobiomodulation therapie (PBMT) in muizen. Leeftijd BALB/c muizen (18 maanden oud) worden behandeld met een 660 nm laser transcranially, eenmaal daags gedurende 2 weken. Laser doorlating gegevens blijkt dat ongeveer 1% van het invallende licht rood op de hoofdhuid een 1 mm diepte van de corticale oppervlak, dringen de dorsale hippocampus bereikt. Resultaten van de behandeling worden beoordeeld op twee manieren: een Barnes doolhof test, die is een zeepaardje-afhankelijke ruimtelijke leren en geheugen taak evaluatie, en meet hippocampal ATP-niveaus, die wordt gebruikt als een Bioenergetica-index. De resultaten van de Barnes taak blijkt een verbetering van het ruimtelijke geheugen in laser behandeld leeftijd muizen in vergelijking met leeftijd-matched controles. Biochemische analyse na laserbehandeling geeft aan verhoogde hippocampal ATP niveaus. We postuleren dat de verhoging van de prestaties van het geheugen mogelijk te wijten aan een verbetering van de hippocampal energiemetabolisme geïnduceerd door de rode laserbehandeling is. De opmerkingen in muizen kunnen worden uitgebreid tot andere diermodellen, aangezien dit protocol konden potentieel worden aangepast aan andere soorten die vaak worden gebruikt voor translationele neurowetenschappen, zoals konijn, kat, hond of aap. Transcraniële photobiomodulation is een veilig en kostenefficiënt modaliteit die een veelbelovende therapeutische benadering in leeftijd gerelateerde cognitieve stoornissen wellicht.

Statistische analyses
De statistische analyse van de gegevens die zijn verkregen uit de trainingen Barnes werd geanalyseerd door two-way ANOVA; de andere gedrags proeven en analyse van hippocampal ATP niveaus tussen groepen werden uitgevoerd door one-way ANOVA, gevolgd door de Tukey post hoc test. Alle gegevens zijn uitgedrukt betekent ± de standaardfout van het gemiddelde (SEM), met uitzondering van de laser-t...

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 therapie is een innovatieve noninvasive modaliteit voor de behandeling van een breed scala van neurologische en psychiatrische aandoeningen en ook gezonde hersenfunctie kan verbeteren. Dit protocol bevat een stapsgewijze handleiding voor het uitvoeren van hersenen photobiomodulation in muizen door transcraniale lichte levering, die aangepast voor gebruik in andere laboratorium-knaagdieren worden kan.

Een Protocol voor transcraniale Photobiomodulation therapie bij muizen

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

Het algemene doel van het volgende experimentele protocol, is het uitvoeren van een transcraniële fotobiomodulatietherapie met behulp van lage niveaus van rode laser bij muizen. Dit wordt bereikt door het directe contact van de lasersonde op het muishoofd. Als eerste stap, om de laserlichttransmissie te evalueren, ontleed je voorzichtig het hersenweefsel uit de schedel.En meet dan de overgedragen lichtkracht door de schedel plus de hoofdhuid en een millimeter schijfje van het hersenweefsel. In de therapiesectie u rechtstreeks contact opnemen met de punt van de lasersonde op de hoofdhuid in de bregma. Deze ruimtelijke leren en geheugen functies worden geëvalueerd door Barnes doolhof taak.Vervolgens worden hippocampale ATP-niveaus bepaald door de spectrofotometrische methode. Laser transmissie gegevens tonen aan dat ongeveer 1% van antecedent licht op het hoofdhuidoppervlak bereikte een millimeter diepte van het corticale oppervlak. De resultaten van de Barnes doolhof taak tonen een verbetering van het ruimtelijk geheugen in de oude muizen na twee weken van de transcraniële rode laser behandeling.Ook suggereren de resultaten een verhoogde hippocampale ATP-niveaus in de met laser behandelde oude muizen. Transcraniële fotobiomodulatie is een niet-invasieve therapeutische benadering voor de behandeling van een breed scala aan neurologische en psychiatrische aandoeningen en voor het verbeteren van een gezonde hersenfunctie. Er wordt zelfs aangenomen dat fotobiomodulatietherapie fotodissociatie van het stikstofmonoxide veroorzaakt uit de cytochrome c oxidase in de mitochondriën.Deze op hun beurt toenemende mitrochondrile elektronentransport, wat uiteindelijk leidt tot een toename van de ATP-productie. Deze methode is een veilige en kosteneffectieve licht-levering aanpak die wordt uitgevoerd door straling van het hoofd met behulp van externe lichtbronnen, waaronder lasers en lichtgevende diodes. Bijna alle transcraniële fotobiomodulatie procedures worden toegepast met rood op nabij-infrarood licht op golflengte van 600 tot 1100 nanometer, een vermogen variërend van een tot 500 milliwatt, en de fluence variërend van een tot 20 joule per centimeter vierkant.In een diep verdoofde muis, zorgvuldig ontleden het hersenweefsel uit de schedel. Ten eerste, fix het intacte hersenweefsel op een agarose gel en bereiden alle benodigde materialen, waaronder natriumchloride en lijm. Dan, verspreid een dunne laag lijm op het oppervlak van het vibratome montage blok.Bevestig voorzichtig het agaroseblok en pas de positie aan. Even overeenkomen met het vibratome blad aan de bovenste oppervlakte van het blok, en neem de teller waarde. Vul de vibratome tank met ijskoude normale zoutoplossing.Pas de snelheid en trillingsfrequentie van het vibratome aan en verander de teller op de juiste waarde voor het verkrijgen van een plakdikte van een millimeter. Zet de vibratome en de druk op de startknop en snijd de hersenen transversaal in een segment met een dikte van een millimeter. Voeg eerst een druppel water toe op het optische glasoppervlak.Leg vervolgens de hersenschijf op het glas. Voeg de druppel water op, en zorgvuldig plaats de tweede optische glas. Houd er rekening mee dat een druppel water moet worden toegevoegd aan het monster en de glazen grenzen om weefseldrogen en ook lichtverstrooiing van ruwe oppervlakken te voorkomen.Breng monsters naar het optische laboratorium. Stel de optische apparaten in en schakel de vermogensmeter in. Draag een bril voor de ogenbescherming voordat u met het laserapparaat gaat werken.Zet de laser aan en laat de straal op de spiegel richten om de straal naar het actieve gebied van de fotodiode te leiden. Plaats eerst twee lege optische glazen op het oppervlak van de vermogensmeter en lees de uitgezonden lichtkracht van het beeldscherm. Verwijder de lege glazen en plaats het hersenmonster voorzichtig op het oppervlak van de vermogensmeter, richt de bundel op het respectievelijke gebied van het weefsel en lees de overgedragen kracht.Plaats deze keer een leeg optisch glas op het oppervlak van de vermogensmeter en lees de uitgezonden lichtkracht. Verwijder vervolgens het lege glas en plaats een optisch glas met verse schedel en gescalpeerd weefsel op het oppervlak van de vermogensmeter. Richt de straal op de bregma en lees de overgebrachte kracht.Ten slotte schakelt u het laserapparaat en de vermogensmeter uit. Therapie sectie van het huidige protocol omvat de toepassing van de klasse 3B laser instrumenten en dit vereist een goede opleiding en veiligheid richtlijnen. Om de dieren aan te passen aan de nieuwe omgeving, breng muizen uit hun kooien naar de therapiekamer ongeveer 20 minuten voor aanvang van de behandeling.Plaats eerst de stekker van het laserapparaat in een elektrische beschermer. Bedek de punt van de lasersonde met een transparante nylon film om krassen op het sondeoppervlak te voorkomen. Sluit de lasersonde voorzichtig aan op het kanaal van het apparaat.Draag een bril voor de ogenbescherming voordat u met het laserapparaat gaat werken. Zet het laserapparaat aan en wacht een paar seconden op de opwarming. Pas na het observeren van het laserklare teken op het apparaatpaneel de behandelingsparameters aan, inclusief de bestralingstijd en de werkingsmodus.Bepaal voordat u met de behandeling begint het gemiddelde laservermogen door contact op te nemen met de punt van de sonde met het actieve gebied van de vermogensmeter op het apparaat. In het huidige protocol wordt de lasersonde op de bregmazone geplaatst, die ongeveer drie millimeter rostral is naar een lijn die tussen de voorste basis van de oren wordt getrokken. Om directe straling naar de ogen van het dier te voorkomen, plaats eerst het puntje van de lasersonde op het hoofd, zet vervolgens de laser aan en houd de sonde stabiel vast tot de voltooiing van de bestraling.Schakel vervolgens het laserapparaat uit en koppel de sonde los van het apparaat. Reinig de lasersonde aan het einde van de procedure met een geschikte optische reiniger. De ruimtelijke leer- en geheugentaak wordt uitgevoerd in een Barnes doolhof.Ten eerste, plaats de niet voer teken aan de buitenkant van de taak kamer deur. Bevestig visuele ruimtelijke signalen aan de omtrekmuren. Plaats een videocamera boven het doolhofplatform.Reinig het oppervlak van het doolhofplatform met 70% ethanol om ongewenste reuksignalen te verwijderen. Voeg een kleine hoeveelheid beddengoed uit de kooi van het dier in de escape box om te dienen als een reuk cue. Voordat u met de taak begint, plaatst u elke muis in de nieuwe kooi en breng u de kooi over naar de Barnes doolhofkamer.Om te wennen, laat het dier te blijven in de kamer voor 30 minuten voorafgaand aan de taak. Haal vervolgens de muis uit zijn kooi en plaats het dier voorzichtig in de ontsnappingsdoos en laat het daar een minuut blijven. Na een minuut, verwijder voorzichtig de muis uit de ontsnappingsdoos, plaats het dier in het midden van de arena, en zet de startkamer op.Na een periode van tien seconden, til de startkamer en laat het dier om de arena te verkennen voor drie minuten. Rustig naar de computer ruimte, draag oorbeschermers, en leiden tot een negatieve auditieve stimulus bestaande uit een luide witte ruis. Begin vervolgens met het filmen en observeer het gedrag van dieren op de computermonitor.Houd er rekening mee dat een zwart doolhof moet worden gebruikt voor het testen van witte muizen. Ook moet een zwarte mat worden geplaatst onder het doolhof in de zaak tracking systeem software moet worden gebruikt. Stel het videotrackingsoftwareprogramma in en haal de parameters van belang uit de opgenomen video's.Voor een biochemische beoordeling ontleden hippocampusweefsels, homogeniseren ze in een monsterbuffer, centrifugeren en vervolgens de ATP-niveaus beoordelen met behulp van de spectrofotometrische methode. De 660 nanometer laser licht transmissie door de schedel plus hoofdhuid van de oude muizen was ongeveer 16%Ook de waarde van ongeveer 10%werd gemeten als een laser overdracht door middel van een plakje van een millimeter van oude hersenweefsel. Er waren geen statistisch significante verschillen in het logboek van de motorische activiteit in de open veldtest tussen alle experimentele groepen.Gegevens van Barnes doolhof taak bleek dat de latentie tijden van de oude controle dieren zijn uiteraard langer dan die van de jonge controlegroep op de derde en vierde dag van de training. Echter, de rode laser behandeling aanzienlijk verminderd de latentie tijd op dag vier. In de prop proef sessie, oude controle dieren besteden aanzienlijk kortere tijden in het doel kwadrant in vergelijking met de jonge controledieren.Echter, de laser-behandelde oude muizen brachten aanzienlijk langere tijden in de doelkwadranten in vergelijking met oude controle muizen. De hippocampal bioenergetica gegevens blijkt een afname van atp niveaus in de oude controle dieren. Aan de andere kant verhoogt de rode laserbehandeling de gemiddelde ATP-inhoud in de hippocampus van de oude muizen aanzienlijk.We beschreven het protocol voor laboratorium het uitvoeren van een transcraniële fotobiomudulatie therapie procedure bij muizen. Ons protocol kan worden aangepast aan alle andere proefdieren die vaak worden gebruikt in de translationele neurowetenschappen gebied, zoals konijn, hond, aap, et cetera. Op basis van ons onderzoek kunnen lage niveaus van rood licht hippocampale disfunctie in de verouderde hersenen herstellen door de ATP-productie te stimuleren, wat wordt weerspiegeld in een verbeterde ruimtelijke geheugenfunctie.In deze methode, gebaseerd op welke hersengebieden worden uitgevoerd door pathologie, moeten verschillende fysieke en behandelingsparameters, waaronder bestralingstijd, behandelingsinterval, toegepaste uitstraling en fluence, optimaal worden aangepast om betere resultaten te bereiken. Transcraniële fotobiomodulatie therapie wordt voorgesteld als een veelbelovende aanpak voor het verbeteren van de hersenen metabolisme en cognitieve verbetering die een potentiële strategie voor de leeftijd-gerelateerde cognitieve achteruitgang en neurodegeneratieve ziekten zou kunnen zijn.

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

Beoordeling van de cerebrale lateralisatie bij kinderen met behulp van functionele Transcranial Doppler-echografie (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

De combinatie van Transcranial Magnetic Stimulation en fMRI om de standaard-modus Netwerk Onderzoek

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

Een eenvoudige en goedkope methode voor het bepalen Koude Gevoeligheid en aanpassing in Muizen

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

Limbale Aanpak-Subretinal injectie van virale vectoren voor gentherapie in Muizen retinaal pigment epitheel

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 Transcraniële magnetische stimulatie Protocol voor het meten van de corticale fysiologie gekoppeld respons inhibitie

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

Het gecombineerd gebruik van de huidige Stimulatie Transcranial Direct en robotachtige therapie voor de bovenste extremiteit

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

Transcraniële gelijkstroom stimulatie (TDC's) in muizen

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 beoordelingvan de Corticospinal trajecten van de spieren van de enkel met behulp van genavigeerd Transcraniële magnetische stimulatie

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 van cerebrale vasospasme in een murien model van subarachnoïdale bloeding met hoogfrequente transcraniële duplex echografie

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

Whole-Brain 3D-activering en functionele connectiviteit mapping bij muizen met behulp van transcraniële functionele echografie beeldvorming

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