Name: a protocol for transcranial photobiomodulation therapy in mice
Uploaded: 2018-11-18T15:00:00
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Diese Arbeit wurde unterstützt durch einen Zuschuss aus den Tabriz Universität der medizinischen Wissenschaften (gewähren Nr. 61019) S.S-e. und Veröffentlichung von LiteCure LLC, Newark, DE, USA, L.D.T. Die Autoren möchten die Abteilung Immunologie und Education Development Center (EDC) der Tabriz Universität der medizinischen Wissenschaften für ihre freundliche Unterstützung bedanken.

Alle Verfahren wurden im Einklang mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren von den National Institutes of Health (NIH; durchgeführt Publikation Nr. 85-23, revidiert 1985) und genehmigt durch die regionalen Ethik-Kommission der Tabriz Universität der medizinischen Wissenschaften.
Achtung: Dieses Protokoll umfasst die Anwendung der Klasse 3 b Laser Instrumente und erfordern angemessene Ausbildung und Einhaltung der Sicherheitsrichtlinien. Klasse 3 b Laser können die Au...

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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. 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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. 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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. 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Wir beschreiben ein Protokoll für die Durchführung einer transkranielle PBMT Verfahren bei Mäusen. Dieses Protokoll ist gezielt für Neurowissenschaften Laboratorien, die Photobiomodulation Forschung konzentrierte sich auf Nagetiere durchführen. Jedoch kann dieses Protokoll zu anderen Versuchstieren angepasst werden, die häufig im Bereich Neurowissenschaften wie Kaninchen, Katze, Hund oder Affe verwendet werden.
Derzeit gibt es verstärktes Interesse bei der Untersuchung transkranielle PB...

PBMT oder Low-Level-Laser-Licht-Therapie (LLLT), ist ein allgemeiner Begriff, der zu therapeutischen Methoden basierend auf die Stimulation von biologischen Geweben von Lichtenergie von Laser oder Leuchtdioden (LEDs). Fast alle PBMT Behandlungen gelten mit roten Nahinfrarot (NIR) Licht im Wellenlängenbereich von 600 bis 1100 nm, eine Ausgangsleistung von 1 bis 500 mW und einer Fluenz von < 1 bis > 20 J/cm2 (siehe Chung Et Al.1).
Transcranial PBMT ist eine nicht-invasive Lichtleitung-Methode, die durch Bestrahlung des Kopfes mit einer externen Lichtquelle (Laser oder LED)2durchgeführt wird. Für Tier-Applikationen beinhaltet diese Methode Kontakt oder berührungslose Platzierung der LED oder Laser-Sonde auf den Kopf des Tieres. Abhängig von der therapeutischen Region von Interesse kann eine leichte Sonde über den ganzen Kopf (zur Deckung der Hirnareale) oder einen bestimmten Teil des Kopfes, wie z. B. der präfrontalen, frontalen und parietalen Region platziert werden. Die teilweise Übertragung von rot/NIR Licht durch die Kopfhaut, die Schädel und die Dura Mater erreichen die kortikalen Oberflächenniveau und bieten eine Menge an Photonen-Energie ausreicht, um die therapeutischen Vorteile bringen. Anschließend würde der gelieferten leichte Fluence auf kortikale Ebene in der grauen und weißen Hirnsubstanz weitergegeben, bis sie die tieferen Strukturen des Gehirns3erreicht.
Licht in die spektrale Bänder an die rote bis dunkelrote Region (600-680 nm) und frühen NIR (800-870 nm) entspricht dem Absorptionsspektrum von Cytochrom C Oxidase, das terminal Enzym der mitochondrialen Atmungskette4. Es wird vermutet, dass PBMT in rot/NIR-Spektrum gelangen von Stickstoffmonoxid (NO) von Cytochrom C Oxidase verursacht, was zu Erhöhungen der mitochondrialen Elektronentransport und letztlich ATP Generation5 erhöht. In Bezug auf neuronale Anwendungen Gehirn das Potenzial der Neurostimulatory der PBMT mit transkranielle Bestrahlung, die Methoden in einer Vielzahl von präklinischen Studien, einschließlich der Nager-Modelle von Schädel-Hirn-Verletzungen (SHT)-6gemeldet wurden, akuten Schlaganfalls7, Alzheimer-Krankheit (AD)8, Parkinson-Krankheit (PD)9, Depression10und Alterung11.
Hirnalterung gilt eine neuropsychologische Bedingung, die einige kognitive Funktionen wie lernen und Gedächtnis12beeinträchtigt. Mitochondrien sind die primären Organellen verantwortlich für ATP Produktion und neuronale Bioenergetik. Mitochondriale Dysfunktion tritt bekanntermaßen altersbedingte Defizite in Hirnarealen zugeordnet werden, die räumliche Navigation Speicher, z. B. der Hippocampus13verknüpft sind. Da kraniale Behandlung mit rot/NIR Licht in erster Linie Handlungen durch Modulation der mitochondrialen Bioenergetik, kann genügend gelieferten Lichtdosis zu Hippocampus bei der Verbesserung des räumlichen Gedächtnisses Ergebnisse14führen.
Das aktuelle Protokoll soll die transkranielle PBMT Verfahren bei Mäusen, die mit niedrigen Niveaus der Rotlicht nachgewiesen werden. Die erforderliche Lichtdurchlässigkeit Lasermessungen durch den Kopf Geweben des gealterten Mäusen werden beschrieben. Darüber hinaus Barnes Labyrinth als Hippocampus-abhängige räumliche Lern- und Gedächtnis-Aufgabe und hippocampal ATP-Werte als Bioenergetik-Index dienen für eine Bewertung der Auswirkungen der Behandlung bei Tieren.

<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

Transkranielle Photobiomodulation ist eine mögliche innovative nicht-invasive therapeutische Ansatz zur Verbesserung der Gehirn Bioenergetik, Gehirnfunktion in einer Vielzahl von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen und Gedächtnisverbesserung in altersbedingte kognitive Abnahme und Neurodegenerative Erkrankungen. Wir beschreiben eine Laborprotokoll für transkranielle Photobiomodulation Therapie (PBMT) bei Mäusen. Im Alter von BALB/c Mäuse (18 Monate) sind mit einem 660 nm Laser Transcranially, einmal täglich für 2 Wochen behandelt. Laserdaten Durchlässigkeit zeigt, dass etwa 1 % des einfallenden Lichts rot auf der Kopfhaut eine 1 mm Tiefe von der kortikalen Oberfläche Eindringen des dorsalen Hippocampus erreicht. Behandlungsergebnisse werden durch zwei Methoden bewertet: eine Barnes Labyrinth-Test, der eine Hippocampus-abhängige räumliche lernen und Gedächtnis Aufgabe Bewertung und hippocampal ATP Messhöhen, die als Bioenergetik-Index verwendet wird. Die Ergebnisse von Barnes Aufgabe zeigen eine Erweiterung des räumlichen Gedächtnisses laserbehandelten im Alter von Mäusen im Vergleich zu Kontrollen Alter abgestimmt. Biochemische Analyse nach Laserbehandlung gibt an erhöhten hippocampal ATP Niveaus. Wir postulieren, dass die Verbesserung der Gedächtnisleistung möglicherweise durch eine Verbesserung der hippocampalen Energiestoffwechsel induziert durch die roten Laser-Behandlung ist. Die Beobachtungen bei Mäusen könnte auf anderen Tiermodellen ausgeweitet werden, da dieses Protokoll möglicherweise auf andere Arten häufig verwendet in den translationalen Neurowissenschaften, wie Kaninchen, Katze, Hund oder Affe angepasst werden könnte. Transkranielle Photobiomodulation ist eine sichere und kostengünstige Modalität, die eine vielversprechende Therapieansatz bei altersbedingten kognitiven Beeinträchtigung sein kann.

Statistische Analysen
Die statistische Auswertung der Daten aus den Barnes Schulungen wurde von zwei-Wege-ANOVA analysiert; die anderen Verhaltensstörungen Tests und Analyse der hippocampalen ATP-Werte zwischen den Gruppen wurden durch einfache ANOVA, gefolgt von Tukey post-hoc-Test durchgeführt. Alle Daten werden ausgedrückt als ± Standardfehler des Mittelwertes (SEM), bedeutet mit Ausnahme der Laser Übert...

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A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice

Photobiomodulation Therapie ist eine innovative nicht-invasive Modalität für die Behandlung einer Vielzahl von neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen und auch gesunde Gehirnfunktion verbessern kann. Dieses Protokoll enthält eine schrittweise Anleitung zum Durchführen von Gehirn Photobiomodulation bei Mäusen durch transkranielle Lichtleitung, die für den Einsatz in anderen Labors Nagetiere angepasst werden können.

Ein Protokoll für die transkranielle Photobiomodulation Therapie bei Mäusen

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

Das übergeordnete Ziel des folgenden experimentellen Protokolls ist die Durchführung einer transkraniellen Photobiomodulationstherapie mit niedrigen Roten Laserspiegeln bei Mäusen. Dies wird durch den direkten Kontakt der Lasersonde auf den Mauskopf erreicht. In einem ersten Schritt, um die Laserlichtdurchlässigkeit zu bewerten, sezieren Sie das Hirngewebe vorsichtig aus dem Schädel heraus.Und dann messen Sie die übertragene Lichtkraft durch den Schädel plus die Kopfhaut und eine Millimeter Scheibe des Gehirngewebes. Im Therapiebereich können Sie die Spitze der Lasersonde direkt auf der Kopfhaut am Bregma kontaktieren. Diese räumlichen Lern- und Gedächtnisfunktionen werden von Barnes Labyrinth-Aufgabe ausgewertet.Anschließend werden hippocampale ATP-Werte durch die spektrophotometrische Methode bestimmt. Laserübertragungsdaten zeigen, dass etwa 1% des vorgängerischen Lichts auf der Kopfhautoberfläche einen Millimeter Tiefe von der kortikalen Oberfläche erreichte. Die Ergebnisse der Barnes-Labyrinth-Aufgabe zeigen eine Verbesserung des räumlichen Gedächtnisses bei den gealterten Mäusen nach zwei Wochen der transkraniellen roten Laserbehandlung.Auch deuten die Ergebnisse auf einen erhöhten Hippocampus-ATP-Spiegel bei laserbehandelten gealterten Mäusen hin. Transkranielle Photobiomodulation ist ein nicht-invasiver therapeutischer Ansatz zur Behandlung einer Vielzahl von neurologischen und psychiatrischen Störungen und zur Verbesserung der gesunden Gehirnfunktion. Tatsächlich wird angenommen, dass die Photobiomodulationstherapie eine Photodissoziation des Stickstoffmonoxids aus der Cytochrom-c-Oxidase in den Mitochondrien verursacht.Diese wiederum erhöhen den mitrochondrialen Elektronentransport, was letztlich zu einer Steigerung der ATP-Produktion führt. Diese Methode ist ein sicherer und kostengünstiger Lichtabgabeansatz, der durch Strahlung des Kopfes mit externen Lichtquellen wie Lasern und Leuchtdioden durchgeführt wird. Fast alle transkraniellen Photobiomodulationsverfahren werden mit rotem bis nahinfrarotem Licht bei wellenlänged von 600 bis 1100 Nanometer angewendet, eine Leistung von einem bis 500 Milliwatt und der Einflimmervon von einem bis 20 Joule pro Zentimeter Quadrat.In einer tief anästhesierten Maus, sezieren Sie vorsichtig das Hirngewebe aus dem Schädel. Fixieren Sie zunächst das intakte Hirngewebe auf einem Agarose-Gel und bereiten Sie alle erforderlichen Materialien wie Natriumchlorid und Kleber vor. Dann eine dünne Schicht Kleber auf der Oberfläche des Vibratome-Montageblocks verteilen.Befestigen Sie den Agarose-Block vorsichtig und passen Sie seine Position an. Passen Sie das Vibratom-Blatt leicht an die obere Oberfläche des Blocks an, und zeichnen Sie den Zählerwert auf. Füllen Sie den Vibramtank mit eiskalter normaler Herzlösung.Passen Sie die Geschwindigkeit und Vibrationsfrequenz des Vibratom an, und ändern Sie den Zähler auf den entsprechenden Wert, um eine Scheibendicke von einem Millimeter zu erhalten. Schalten Sie das Vibratome ein und drücken Sie den Startknopf und schneiden Sie das Gehirn quer in eine Scheibe mit einer Dicke von einem Millimeter. Fügen Sie zunächst einen Tropfen Wasser auf die optische Glasoberfläche.Dann legen Sie die Gehirnscheibe auf das Glas. Fügen Sie den Tropfen Wasser darauf, und legen Sie vorsichtig das zweite optische Glas. Beachten Sie, dass der Probe und den Glasgrenzen ein Tropfen Wasser hinzugefügt werden sollte, um Gewebetrocknung und auch Lichtstreuung von rauen Oberflächen zu verhindern.Übertragen Sie Proben in das optische Labor. Richten Sie die optischen Geräte ein, und schalten Sie den Netzteil ein. Tragen Sie eine Schutzbrille, bevor Sie mit dem Lasergerät arbeiten.Schalten Sie den Laser ein und lassen Sie den Strahl auf den Spiegel fokussieren, um den Strahl zum aktiven Bereich der Fotodiode zu führen. Platzieren Sie zunächst zwei leere optische Gläser auf der Oberfläche des Leistungsmessers, und lesen Sie die übertragene Lichtleistung vom Bildschirm aus. Entfernen Sie die leere Brille und legen Sie die Hirnprobe vorsichtig auf die Oberfläche des Leistungsmessers, und fokussieren Sie den Strahl auf den jeweiligen Bereich des Gewebes, und lesen Sie die übertragene Leistung.Legen Sie dieses Mal ein leeres optisches Glas auf die Oberfläche des Leistungsmessers und lesen Sie die übertragene Lichtleistung. Entfernen Sie dann das Blankoglas und legen Sie ein optisches Glas mit frischem Schädel und skaliertem Gewebe auf die Oberfläche des Leistungsmessers. Konzentrieren Sie den Strahl auf das Bregma und lesen Sie die übertragene Leistung.Schalten Sie schließlich das Lasergerät und den Netzteil aus. Der Therapieabschnitt des aktuellen Protokolls umfasst die Anwendung der Laserinstrumente der Klasse 3B und erfordert entsprechende Schulungs- und Sicherheitsrichtlinien. Um die Tiere an die neue Umgebung anzupassen, bringen Sie Mäuse aus ihren heimischen Käfigen ca. 20 Minuten vor Beginn der Behandlung in den Therapieraum.Stecken Sie zunächst den Lasergerätestecker in einen elektrischen Protektor. Bedecken Sie die Spitze der Lasersonde mit einer transparenten Nylonfolie, um Kratzer an der Sondenoberfläche zu vermeiden. Schließen Sie die Lasersonde vorsichtig an den Kanal des Geräts an.Tragen Sie eine Schutzbrille, bevor Sie mit dem Lasergerät arbeiten. Schalten Sie das Lasergerät ein und warten Sie einige Sekunden auf das Aufwärmen. Nachdem Sie das Laser Ready-Zeichen auf dem Gerätepanel beobachtet haben, passen Sie die Behandlungsparameter einschließlich Bestrahlungszeit und Betriebsmodus an.Bestimmen Sie vor Beginn der Behandlung die durchschnittliche Laserleistung, indem Sie die Spitze der Sonde mit dem aktiven Bereich des Leistungsmessers am Gerät in Berührung kommen. Im aktuellen Protokoll wird die Lasersonde auf der Bregma-Zone platziert, die etwa drei Millimeter rostral zu einer Linie zwischen der vorderen Basis der Ohren gezeichnet ist. Um eine direkte Strahlung auf die Augen des Tieres zu vermeiden, legen Sie zunächst die Spitze der Lasersonde auf den Kopf, schalten Sie dann den Laser ein und halten Sie die Sonde bis zum Abschluss der Bestrahlung stabil.Schalten Sie dann das Lasergerät aus, und trennen Sie die Sonde vom Gerät. Reinigen Sie am Ende des Verfahrens die Lasersonde mit einem geeigneten optischen Reiniger. Die räumliche Lern- und Gedächtnisaufgabe wird in einem Barnes-Labyrinth ausgeführt.Legen Sie zuerst das Zeichen nicht an der Außenseite der Tür des Taskraums ein. Fügen Sie visuelle räumliche Hinweise an die Perimeterwände an. Positionieren Sie eine Videokamera über der Labyrinthplattform.Reinigen Sie die Oberfläche der Labyrinthplattform mit 70% Ethanol, um unerwünschte geruchssüße Hinweise zu entfernen. Fügen Sie eine kleine Menge Bettwäsche aus dem Hauskäfig des Tieres in die Fluchtbox, um als olfaktorischer Hinweis zu dienen. Bevor Sie mit der Aufgabe beginnen, legen Sie jede Maus in den neuen Käfig und übertragen Sie den Käfig in den Barnes-Labyrinthraum.Um sich daran zu gewöhnen, lassen Sie das Tier 30 Minuten vor der Aufgabe im Raum bleiben. Dann entfernen Sie die Maus aus ihrem Käfig und legen Sie das Tier vorsichtig in die Fluchtbox, und lassen Sie es dort für eine Minute bleiben. Nach einer Minute, entfernen Sie vorsichtig die Maus aus der Fluchtbox, legen Sie das Tier in die Mitte der Arena, und legen Sie die Startkammer darauf.Nach zehn Sekunden heben Sie die Startkammer an und lassen Sie das Tier die Arena für drei Minuten erkunden. Bewegen Sie sich ruhig in den Computerbereich, tragen Sie Ohrenschützer und lösen Sie einen negativen akustischen Reiz aus, der aus einem lauten weißen Rauschen besteht. Beginnen Sie dann mit dem Videotaping und beobachten Sie das Verhalten des Tieres auf dem Computermonitor.Beachten Sie, dass ein schwarzes Labyrinth zum Testen weißer Mäuse verwendet werden sollte. Auch sollte eine schwarze Matte unter dem Labyrinth in der Fall Tracking-System-Software verwendet werden soll. Richten Sie das Video-Tracking-Softwareprogramm ein und extrahieren Sie die Parameter, die von Interesse sind, aus den aufgenommenen Videos.Für eine biochemische Bewertung sezieren Sie Hippocampus-Gewebe, homogenisieren Sie sie in einem Probenpuffer, zentrifugieren Sie es und bewerten Sie dann ihre ATP-Werte mit der spektrophotometrischen Methode. Die 660 Nanometer Laserlichtübertragung durch den Schädel plus Kopfhaut der gealterten Mäuse betrug etwa 16%Auch der Wert von etwa 10% wurde als Laserdurchlässigkeit durch eine ein Millimeter scheibe gealtertes Hirngewebe gemessen. Im Offenen Feldtest gab es keine statistisch signifikanten Unterschiede im Protokoll der motorischen Aktivität zwischen allen Versuchsgruppen.Die Daten aus der Labyrinthaufgabe von Barnes zeigten, dass die Latenzzeiten der gealterten Kontrolltiere offensichtlich länger sind als die der jungen Kontrollgruppe am dritten und vierten Tag der Trainingseinheit. Die rote Laserbehandlung reduzierte jedoch die Latenzzeit am vierten Tag signifikant. In der Requisiten-Probesitzung verbringen gealterte Kontrolltiere deutlich kürzere Zeit im Zielquadranten als die Jungkontrolltiere.Die laserbehandelten gealterten Mäuse verbrachten jedoch signifikant längere Zeit in den Zielquadranten als im Alter von Kontrollmäusen. Die Daten der Hippocampus-Bioenergetik zeigen einen Rückgang der ATP-Spiegel bei den gealterten Kontrolltieren. Andererseits erhöht die rote Laserbehandlung den durchschnittlichen ATP-Gehalt im Hippocampus der gealterten Mäuse deutlich.Wir beschrieben das Protokoll für die Durchführung eines transkraniellen Photobiomudulationsverfahrens bei Mäusen. Unser Protokoll kann an alle anderen Labortiere angepasst werden, die häufig im bereichder Neurowissenschaften verwendet werden, wie Kaninchen, Hund, Affe, etc. Basierend auf unserer Untersuchung, niedrige Niveaus des roten Lichts kann Hippocampus-Störung im gealterten Gehirn durch die Steigerung der ATP-Produktion, die in einer verbesserten räumlichen Gedächtnisfunktion reflektiert wird erholen.Bei dieser Methode, basierend darauf, welche Hirnregionen durch Pathologie beeinflusst werden, müssen mehrere physikalische und Behandlungsparameter, einschließlich Bestrahlungszeit, Behandlungsintervall, angewandte Ausstrahlung und Einflansch, optimal angepasst werden, um bessere Ergebnisse zu erzielen. Transkranielle Photobiomodulationstherapie wird als vielversprechender Ansatz zur Verbesserung des Hirnstoffwechsels und kognitive Verbesserung vorgeschlagen, die eine potenzielle Strategie für die altersbedingte kognitive Abnahme und neurodegenerative Erkrankungen sein könnte.

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

Beurteilung der zerebralen Lateralisation bei Kindern mit Hilfe der funktionellen transkraniellen Doppler-Sonographie (fTCD)

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

Forschung

Neurowissenschaften

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

Die Kombination TMS und fMRT dem Standard-Modus Netzwerk Untersuchen

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

Eine einfache und kostengünstige Methode zur Bestimmung der Überempfindlichkeit auf Kälte und Anpassung an der Maus

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

Limbus-Ansatz-Subretinale Injektion von viralen Vektoren für die Gentherapie bei Mäusen Retinapigmentepithel

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-transkranielle Magnetstimulation Protokoll zur Messung der kortikalen Physiologie Reaktion Hemmung zugeordnet

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

Der kombinierte Einsatz von Transcranial Direct aktuelle Stimulation und Roboter-Therapie für die obere Extremität

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

Transkranielle Gleichstrom Stimulation (tDCS) bei Mäusen

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

Bilateralen Bewertung der kortikospinalen Bahnen der Knöchel Muskeln mit navigierte transkranielle Magnetstimulation

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 des zerebralen Vasospasmus in einem murinen Modell der Subarachnoidalblutung mit hochfrequenten transkraniellen Duplex-Ultraschall

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

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