Name: a protocol for transcranial photobiomodulation therapy in mice
Uploaded: 2018-11-18T15:00:00
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Ce travail a été soutenu par une subvention Tabriz University of Medical Sciences (subvention no 61019) au S.S.-E. et une subvention de la publication de LiteCure LLC, Newark, DE, USA à L.D.T. Les auteurs aimeraient remercier le département immunologie et Education Development Center (EDC) de Tabriz University of Medical Sciences pour leur aimable collaboration.

Toutes les procédures ont été effectuées selon le Guide pour le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire de la National Institutes of Health (NIH ; Publication no 85-23, révisée en 1985) et approuvé par le Comité d’éthique régional de Tabriz Université des Sciences médicales.
ATTENTION : Ce protocole inclut l’application des instruments de laser classe 3 b et exigera une formation adéquate et respect des consignes de sécurité. Les lasers de classe 3 b peuvent gra...

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	<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>

Les auteurs décrivent un protocole pour la conduite d’une procédure PBMT transcrânienne chez la souris. Ce protocole est expressément conçu pour les laboratoires de neurosciences qui effectuent photobiomodulation recherche axée sur les rongeurs. Toutefois, le présent protocole peut être adapté à d’autres animaux de laboratoire qui est fréquemment utilisés dans le domaine de la neuroscience, tels que lapin, chat, chien ou le singe.
Actuellement, il y a un intérêt accru dans le...

PBMT, ou thérapie par la lumière laser de bas niveau (LLLT), est un terme général qui fait référence aux méthodes thérapeutiques basées sur la stimulation des tissus biologiques par l’énergie lumineuse du laser ou des diodes électroluminescentes (LEDs). Presque tous les traitements de PBMT sont appliquées avec rouge à lumière infrarouge proche (NIR) aux longueurs d’onde de 600 à 1100 nm, une puissance de sortie allant de 1 à 500 mW et une fluence allant de < 1 à > 20 J/cm2 (voir Chung et al.1).
Transcranial PBMT est une méthode de transmission de lumière non invasif qui est menée par irradiation de la tête à l’aide d’une source de lumière externe (laser ou LED)2. Pour les applications animales, cette méthode inclut contact ou sans contact mise en place de la sonde LED ou laser sur la tête de l’animal. Selon la région thérapeutique d’intérêt, une sonde légère peut être placée soit au-dessus de la tête entière (pour couvrir toutes les zones du cerveau) ou une partie spécifique de la tête, telles que la région préfrontale, frontale ou pariétale. La transmission partielle de la lumière rouge/NIR par le cuir chevelu, le crâne et la dure-mère peut atteindre le niveau de la surface cortical et fournir une quantité d’énergie suffisante pour produire des bienfaits thérapeutiques des photons. Par la suite, la fluence léger livrée au niveau cortical serait être propagée dans la matière grise et blanche du cerveau jusqu'à ce qu’il atteigne les structures profondes du cerveau3.
Lumière dans les bandes spectrales dans le rouge à rouge sombre région (600-680 nm) et début NIR (800-870 nm) correspond au spectre d’absorption de la cytochrome c oxydase, l’enzyme terminale de la chaîne respiratoire mitochondriale4. Il est possible que PBMT dans le spectre rouge/NIR provoque la photodissociation de l’oxyde nitrique (NO) du cytochrome c oxydase, augmentation mitochondriale de transport d’électrons et, en fin de compte, augmenté ATP génération5. En ce qui concerne les applications neuronales, les avantages potentiels de la neurostimulatory du cerveau PBMT par irradiation transcrânienne méthodes ont été signalés dans une variété d’études précliniques, y compris les modèles de rongeurs du traumatisme cérébral lésion (TBI)6, accident vasculaire cérébral aigu,7,8de la maladie d’Alzheimer (ma), maladie de Parkinson (MP)9, dépression10et vieillissement11.
Vieillissement cérébral est considérée comme une maladie neuropsychologique qui affecte négativement certaines fonctions cognitives, comme l’apprentissage et la mémoire12. Les mitochondries sont les organites principales responsables de la production d’ATP et bioénergétique neuronale. Dysfonctionnement mitochondrial est connu pour être associée à des déficits liés à l’âge dans les zones du cerveau qui sont liés à la mémoire de navigation spatiale, comme l' hippocampe13. Car traitement crânien avec rouge/NIR éclairent principalement actes par modulation de bioénergétique mitochondriale, dose adéquate de lumière livrée à l’hippocampe peut entraîner l’amélioration de la mémoire spatiale résultats14.
Le protocole actuel vise à démontrer la procédure PBMT transcrânienne chez la souris, en utilisant de faibles niveaux de lumière rouge. Les mesures de transmission de la lumière laser nécessaire à travers les tissus tête de souris âgées sont décrites. En outre, labyrinthe de Barnes, un apprentissage spatial hippocampe-dépendantes et tâche de mémoire, et les niveaux d’ATP hippocampe, comme un indice de bioénergétique, sont utilisés pour une évaluation de l’impact du traitement chez les animaux.

<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

Transcrânienne photobiomodulation est une approche thérapeutique non invasive innovateur potentielle pour améliorer la bioénergétique du cerveau, le fonctionnement du cerveau dans un large éventail de troubles neurologiques et psychiatriques et amélioration de la mémoire en déclin cognitif lié à l’âge et les maladies neurodégénératives. Les auteurs décrivent un protocole en laboratoire pour transcrânienne photobiomodulation thérapie (PBMT) chez la souris. Les souris BALB/c âgés (âgés de 18 mois) sont traités avec un 660 nm laser transcranially, une fois par jour pendant 2 semaines. Les données de transmission laser montrent qu’environ 1 % de la lumière incidente de rouge sur le cuir chevelu atteint une profondeur de 1 mm de la surface corticale, pénétrant l’hippocampe dorsal. Résultats du traitement sont évaluées par deux méthodes : un Barnes labyrinthe test, qui est un hippocampe-dépendantes d’apprentissage et de mémoire tâche évaluation spatiale, et mesure taux d’ATP hippocampe, qui est utilisé comme un index de bioénergétique. Les résultats de la tâche de Barnes montrent une amélioration de la mémoire spatiale en laser ans chez les souris traitées par rapport aux témoins appariés selon l’âge. Analyse biochimique après que le traitement au laser indique a augmenté les niveaux d’ATP hippocampe. Nous postulons que l’amélioration des performances de la mémoire est potentiellement en raison d’une amélioration dans le métabolisme énergétique hippocampe induite par le traitement au laser rouge. Les observations chez les souris pourraient être étendues à d’autres modèles animaux étant donné que ce protocole pourrait potentiellement être adapté à d’autres espèces fréquemment utilisés en neuroscience translationnelle, tels que lapin, chat, chien ou le singe. Transcrânienne photobiomodulation est une modalité sûre et rentable qui peut être une approche thérapeutique prometteuse dans les troubles cognitifs liés à l’âge.

Analyses statistiques
L’analyse statistique des données obtenues à partir des sessions de formation de Barnes a été analysée par ANOVA bidirectionnelle ; les autres tests comportementaux et l’analyse des niveaux d’ATP hippocampe parmi les groupes ont été réalisées par ANOVA à, suivie par les post-hoc test de Tukey. Toutes les données sont exprimées comme moyen ± l’écart-type de la moyenne ...

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A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice

La thérapie PHOTOBIOMODULATION est une modalité non-invasive novateur pour le traitement d’un large éventail de troubles neurologiques et psychiatriques et peut également améliorer le bon fonctionnement du cerveau. Ce protocole comprend un guide pas à pas lorsque vous exécutez photobiomodulation de cerveau chez les souris par livraison lumière transcrânienne, qui peut être adaptée pour une utilisation chez les autres rongeurs de laboratoire.

Un protocole pour la thérapie Photobiomodulation transcrânienne chez la souris

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

L’objectif global du protocole expérimental suivant, est d’effectuer une thérapie transcrânienne de photobiomodulation utilisant de faibles niveaux de laser rouge chez la souris. Ceci est accompli par le contact direct de la sonde laser sur la tête de la souris. Dans un premier temps, afin d’évaluer la transmission de la lumière laser, disséquer soigneusement le tissu cérébral du crâne.Et puis mesurer la puissance de la lumière transmise à travers le crâne plus le cuir chevelu et une tranche millimétrique du tissu cérébral. Dans la section thérapie, contactez la pointe de la sonde laser directement sur le cuir chevelu au bregma. Cette tâche d’apprentissage spatial et de mémoire est évaluée par barnes tâche labyrinthe.Par la suite, les niveaux hippocampal d’ATP sont déterminés par la méthode spectrophotométrique. Les données de transmission au laser montrent qu’environ 1% de la lumière antécédente sur la surface du cuir chevelu a atteint une profondeur millimétrique de la surface corticale. Les résultats de la tâche de labyrinthe de Barnes montrent une amélioration de la mémoire spatiale chez les souris âgées après deux semaines du traitement transcrânienne au laser rouge.En outre, les résultats suggèrent une augmentation des niveaux d’ATP hippocampal chez les souris âgées traitées au laser. La photobiomodulation transcrânienne est une approche thérapeutique non invasive pour le traitement d’un large éventail de troubles neurologiques et psychiatriques et pour améliorer la fonction cérébrale saine. En effet, on croit que la thérapie de photobiomodulation provoque la photodissociation de l’oxyde nitrique de la cytochrome c oxidase dans les mitochondries.Ceux-ci augmentent à leur tour le transport d’électrons mitrochondrial, ce qui conduit finalement à une augmentation de la production d’ATP. Cette méthode est une approche sûre et rentable de livraison de la lumière qui est effectuée par rayonnement de la tête en utilisant des sources de lumière externes, y compris les lasers et les diodes électroluminescentes. Presque toutes les procédures de photobiomodulation transcrânienne sont appliquées avec de la lumière rouge à la lumière proche infrarouge à longueur d’onde de 600 à 1100 nanomètres, une puissance allant de 1 à 500 milliwatt, et la fluence allant de un à 20 joule par centimètre carré.Dans une souris profondément anesthésiée, disséquez soigneusement le tissu cérébral du crâne. Tout d’abord, fixer le tissu cérébral intact sur un gel agarose et préparer tous les matériaux nécessaires, y compris le chlorure de sodium et de la colle. Ensuite, étalez une fine couche de colle à la surface du bloc de montage vibratome.Fixez soigneusement le bloc agarose et ajustez sa position. Faire correspondre légèrement la lame vibratoire à la surface supérieure du bloc et enregistrer la valeur du compteur. Remplissez le réservoir vibratome d’une solution saline normale glacée.Ajustez la vitesse et la fréquence des vibrations du vibratome et changez le compteur en valeur appropriée pour obtenir une épaisseur de tranche d’un millimètre. Allumez le vibratome et appuyez sur le bouton de démarrage et coupez le cerveau transversalement en une tranche d’une épaisseur d’un millimètre. Tout d’abord, ajouter une goutte d’eau sur la surface de verre optique.Ensuite, mettez la tranche de cerveau sur le verre. Ajouter la goutte d’eau sur elle, et placer soigneusement le deuxième verre optique. Notez qu’une goutte d’eau doit être ajoutée aux limites de l’échantillon et du verre afin d’éviter le séchage des tissus et aussi la diffusion légère des surfaces rugueuses.Transférer des échantillons au laboratoire optique. Configurez les appareils optiques et allumez le compteur d’alimentation. Portez des lunettes de protection oculaire avant de commencer à fonctionner avec le dispositif laser.Allumez le laser et concentrez le faisceau sur le miroir pour guider le faisceau vers la zone active du photodiode. Tout d’abord, placez deux verres optiques vierges à la surface du compteur de puissance et lisez la puissance lumineuse transmise à partir de l’écran d’affichage. Retirez les verres blancs et placez doucement l’échantillon de cerveau à la surface du compteur de puissance, et concentrez le faisceau sur la zone respective du tissu, et lisez la puissance transmise.Cette fois,, placez un verre optique vierge sur la surface du compteur de puissance et lire la puissance de la lumière transmise. Ensuite, retirez le verre blanc et placez légèrement un verre optique avec le crâne frais et le tissu scalpé sur la surface du compteur de puissance. Concentrez le faisceau sur le bregma et lisez la puissance transmise.Enfin, éteignez le dispositif laser et le compteur de puissance. La section thérapie du protocole actuel comprend l’application des instruments laser de classe 3B, ce qui nécessite une formation adéquate et des lignes directrices en matière de sécurité. Afin d’adapter les animaux au nouvel environnement, amener les souris de leurs cages à la maison à la salle de thérapie environ 20 minutes avant le début du traitement.Tout d’abord, insérez le bouchon du dispositif laser dans un protecteur électrique. Couvrez la pointe de la sonde laser d’un film en nylon transparent afin d’éviter toute égratignure à la surface de la sonde. Connectez soigneusement la sonde laser au canal de l’appareil.Portez des lunettes de protection oculaire avant de commencer à fonctionner avec le dispositif laser. Allumez le dispositif laser et attendez quelques secondes pour son échauffement. Après avoir observé le panneau Laser Ready sur le panneau de l’appareil, ajustez les paramètres de traitement, y compris le temps d’irradiation et le mode de fonctionnement.Avant de commencer le traitement, déterminez la puissance moyenne du laser en contactant la pointe de la sonde à la zone active du compteur de puissance sur l’appareil. Dans le protocole actuel, la sonde laser est placée sur la zone de bregma, qui est d’environ trois millimètres rostral à une ligne tracée entre la base antérieure des oreilles. Afin d’éviter les radiations directes aux yeux de l’animal, placez d’abord la pointe de la sonde laser sur la tête, puis allumez le laser et maintenez la sonde de façon habile jusqu’à l’achèvement de l’irradiation.Ensuite, éteignez le dispositif laser et déconnectez la sonde de l’appareil. À la fin de la procédure, nettoyez la sonde laser avec un nettoyant optique approprié. La tâche d’apprentissage spatial et de mémoire est effectuée dans un labyrinthe Barnes.Tout d’abord, placez le panneau ne pas entrer à l’extérieur de la porte de la salle de travail. Fixez des repères spatiaux visuels aux parois périphériques. Placez une caméra vidéo au-dessus de la plate-forme de labyrinthe.Nettoyez la surface de la plate-forme de labyrinthe avec 70% d’éthanol afin d’éliminer les indices olfactifs indésirables. Ajoutez une petite quantité de literie de la cage de l’animal dans la boîte d’évacuation pour servir de signal olfactif. Avant de commencer la tâche, mettez chaque souris dans la nouvelle cage, et transférez la cage dans la salle de labyrinthe Barnes.Pour s’habituer, laissez l’animal rester dans la pièce pendant 30 minutes avant la tâche. Ensuite, retirez la souris de sa cage et placez doucement l’animal dans la boîte d’évacuation, et laissez-la y rester pendant une minute. Après une minute, retirez doucement la souris de la boîte d’évacuation, placez l’animal au centre de l’arène et mettez la chambre de départ dessus.Après une période de dix secondes, soulevez la chambre de départ et laissez l’animal explorer l’arène pendant trois minutes. Déplacez-vous tranquillement vers la zone de l’ordinateur, portez des cache-oreilles et déclenchez un stimulus auditif négatif composé d’un bruit blanc fort. Ensuite, commencez à filmer et observez le comportement de l’animal sur le moniteur d’ordinateur.Notez qu’un labyrinthe noir doit être utilisé pour tester les souris blanches. En outre, un tapis noir doit être placé sous le labyrinthe dans le logiciel de système de suivi de cas doit être utilisé. Configurer le logiciel de suivi vidéo et extraire les paramètres d’intérêt des vidéos enregistrées.Pour une évaluation biochimique, disséquer les tissus de l’hippocampe, les homogénéiser dans un tampon d’échantillon, le centrifuger, puis évaluer ses niveaux d’ATP à l’aide de la méthode spectrophotométrique. La transmission de lumière laser de 660 nanomètres à travers le crâne plus le cuir chevelu des souris âgées était d’environ 16%En outre, la valeur d’environ 10% a été mesurée comme une transmission laser à travers une tranche d’un millimètre de tissu cérébral âgé. Il n’y avait aucune différence statistiquement significative dans le journal de l’activité motrice dans l’essai en plein champ entre tous les groupes expérimentaux.Les données de barnes maze tâche a montré que les temps de latence des animaux de contrôle âgés sont évidemment plus longs que ceux du jeune groupe témoin sur les troisième et quatrième jours de la session d’entraînement. Cependant, le traitement au laser rouge a considérablement réduit le temps de latence le quatrième jour. Au cours de la séance d’essai d’accessoires, les animaux de contrôle âgés passent beaucoup moins de temps dans le quadrant cible que les jeunes animaux de contrôle.Cependant, les souris âgées traitées au laser ont passé beaucoup plus de temps dans les quadrants cibles par rapport aux souris témoins âgées. Les données bioénergétiques hippocampiques révèlent une diminution des niveaux d’ATP chez les animaux de contrôle âgés. D’autre part, le traitement au laser rouge augmente considérablement le contenu moyen de l’ATP dans l’hippocampe des souris âgées.Nous avons décrit le protocole pour le laboratoire effectuant une procédure transcranial de thérapie de photobiomudulation chez les souris. Notre protocole peut être adapté à tous les autres animaux de laboratoire qui sont fréquemment utilisés dans le domaine des neurosciences translationnelles, comme le lapin, le chien, le singe, et cetera. Basé sur notre étude, de faibles niveaux de lumière rouge peuvent récupérer la disfonction hippocampale dans le cerveau âgé en stimulant la production d’ATP, qui se reflète dans une fonction améliorée de mémoire spatiale.Dans cette méthode, basée sur les régions du cerveau qui sont touchées par la pathologie, plusieurs paramètres physiques et de traitement, y compris le temps d’irradiation, l’intervalle de traitement, l’éclat appliqué et la fluence, doivent être ajustés de manière optimale pour obtenir de meilleurs résultats. La thérapie transcrânienne de photobiomodulation est proposée comme approche prometteuse pour améliorer le métabolisme de cerveau et l’amélioration cognitive qui pourraient être une stratégie potentielle pour le déclin cognitif lié à l’âge et les maladies neurodégénératives.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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