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

Dette arbeidet ble støttet av et stipend fra Tabriz universitetet av Medical Sciences (gi nr. 61019) til S.S.-E. og publikasjonen stipend fra LiteCure LLC, Newark, DE, USA til L.D.T. Forfatterne vil gjerne takke immunologi avdelingen og utdanning Development Center (EDC) av Tabriz universitetet av medisinske basalfag for deres type hjelp.

Alle prosedyrer ble utført i samsvar med veiledningen og bruk av forsøksdyr av National Institutes of Health (NIH; Publikasjonen nr 85-23, revidert 1985) og godkjent av den regionale etikk av Tabriz universitetet av medisinske basalfag.
Advarsel: Denne protokollen inkluderer bruk av klasse 3B laser instrumenter og kreve riktig trening og overholdelse av retningslinjene for sikkerhet. Klasse 3B lasere kan alvorlig skade øynene og kan varme huden. Klasse 3B lasere anses ikke en brenne fare. V...

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

Vi beskriver en protokoll for å gjennomføre en Transkraniell PBMT prosedyre i mus. Denne protokollen er spesielt rettet mot nevrovitenskap laboratorier som utfører photobiomodulation forskning fokusert på gnagere. Men kan denne protokollen tilpasses andre forsøksdyr som brukes ofte i feltet nevrovitenskap som kanin, katten, hunden eller ape.
Foreløpig er det økt interesse for å undersøke Transkraniell PBMT med rød/NIR lasere og LED. For å kunne gjennomføre hele behandlingen prosedy...

PBMT, eller lavt nivå Laserlys terapi (LLLT), er en generell term som refererer til terapeutiske metoder basert på stimulering av biologisk vev av lys energi fra lasere eller lys - emitting diodes (LED). Nesten alle PBMT behandlinger brukes med rødt til (NIR) røyken på bølgelengder 600 1100 nm, en utgangseffekt mellom 1 500 mW, og en fluence fra < 1 til > 20 J/cm2 (se Chung et al.1).
Transcranial PBMT er en noninvasive lys postleveringsmetoden som er utført av bestråling av hodet med en ekstern lyskilde (laser eller lysdioder)2. Denne metoden inkluderer dyr programmer, kontakt eller noncontact plassering av LED eller laser sonden på at dyret. Avhengig av terapeutiske regionen rundt, kan en lys sonde plasseres enten over hele hodet (for å dekke alle hjernen områder) eller en bestemt del av hodet, for eksempel prefrontal, frontal eller parietal regionen. Delvis overføring av rød/NIR lys gjennom hodebunnen, skallen og dura mater kan nå kortikale overflaten nivået og gir en mengde Foton energi tilstrekkelig for å produsere terapeutiske fordelene. Den leverte lys fluence på kortikale nivå vil deretter overføres på grå og hvit hjernen saken til den når de dypere strukturene i hjernen3.
Lys i spektral band på red til langt rødt regionen (600-680 nm) og tidlig NIR regionen (800-870 nm) tilsvarer absorpsjon spekteret av cytochrome c oksidase, terminal enzymet av mitokondrie åndedretts kjeden4. Det er en teori om at PBMT i rødt/NIR spektrum fører photodissociation av nitrogenoksid (NO) fra cytochrome c oksidase, resulterer i en økning i mitokondrie elektronet transport og til slutt, økt ATP generasjon5. Med hensyn til nevronale programmer, potensielle neurostimulatory fordelene med hjernen PBMT bruker Transkraniell bestråling metoder har blitt rapportert i en rekke prekliniske studier, deriblant gnager modeller av traumatisk brain skader (TBI)6, akutt slag7, Alzheimers sykdom (AD)8, Parkinsons sykdom (PD)9, depresjon10og aldring11.
Hjernens aldring anses en nevropsykologiske tilstand som negativt påvirker noen kognitive funksjoner, for eksempel læring og hukommelse12. Mitokondrier er primære organeller ansvarlig for ATP produksjon og neuronal bioenergi. Mitokondrielt dysfunksjon er kjent for å være knyttet til alder-relaterte underskudd i hjernen områder som er koblet til romlige navigasjon minne, slik som hippocampus13. Fordi skallen behandling med rød/NIR lys primært handlinger ved å modulere mitokondrie bioenergi, kan tilstrekkelig leverte lys dosering til hippocampus resultere i forbedring av romlige hukommelse resultater14.
Målet med gjeldende protokollen er å vise Transkraniell PBMT prosedyren i mus, med lave nivåer av rødt lys. Nødvendig laser lystransmisjon målingene gjennom hodet vev av alderen mus er beskrevet. I tillegg Barnes labyrint, som en hippocampus-avhengige romlige læring og hukommelse aktivitet og hippocampus ATP nivåer, som en bioenergi indeks, brukes for en vurdering av behandling effekt på dyr.

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

a protocol for transcranial photobiomodulation therapy in mice

Transkraniell photobiomodulation er en potensiell nyskapende noninvasive terapeutisk tilnærming for å forbedre hjernen bioenergi, hjernefunksjon i et bredt spekter av nevrologiske og psykiatriske lidelser, og minne forbedring i alder-relaterte kognitiv svikt og nevrodegenerative sykdommer. Vi beskriver en laboratorium protokoll for Transkraniell photobiomodulation therapy (PBMT) i mus. Alderen BALB/c mus (18 måneder gammel) behandles med en 660 nm laser transcranially, én gang daglig i 2 uker. Laser transmisjon data viser at ca 1% av hendelsen rødt lys i hodebunnen når 1 mm dyp fra kortikale overflaten, gjennomtrengende dorsal hippocampus. Behandlingsresultatene vurderes av to metoder: en Barnes labyrint test, som er en hippocampus-avhengige romlige læring og hukommelse aktivitet evaluering, og måler hippocampus ATP nivåer, som brukes som en bioenergi indeks. Resultatene fra Barnes aktiviteten viser en forbedring av romlige hukommelse i laser-behandlet alderen mus sammenlignet med alder-matchet kontroller. Biokjemiske analyse etter laserbehandling indikerer økt hippocampus ATP nivåer. Vi postulere at styrking av minne ytelse er potensielt en forbedring i hippocampus energi metabolisme av rød laserbehandling. Observasjonene i mus kan utvides til andre dyr modeller siden denne protokollen kan potensielt tilpasses andre arter som ofte brukes i translasjonsforskning nevrovitenskap, som kanin, katten, hunden eller ape. Transkraniell photobiomodulation er en sikker og kostnadseffektiv modalitet som kan være en lovende terapeutisk tilnærming i alder-relaterte kognitiv svekkelse.

Statistiske analyser
Statistisk analyse av data fra Barnes treningsøktene var analysert av toveis VARIANSANALYSE; andre opptreden tester og analyse av hippocampus ATP nivåer blant grupper ble utført av enveis ANOVA, etterfulgt av Tukey's post hoc-test. Alle data er uttrykt som betyr ± standard feil av gjsnitt (SEM), unntatt laser overføring dataene, som vises som betyr ± standardavviket (SD). Signifikansni...

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

A Protocol for Transcranial Photobiomodulation Therapy in Mice

Photobiomodulation terapi er en nyskapende noninvasive modalitet for behandling av en rekke nevrologiske og psykiske lidelser og kan også forbedre sunn hjernefunksjon. Denne protokollen inneholder en detaljert veiledning for utføre hjernen photobiomodulation i mus ved Transkraniell lys levering, som kan tilpasses for bruk i andre laboratoriet gnagere.

En protokoll for Transkraniell Photobiomodulation terapi i mus

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

Det overordnede målet med følgende eksperimentelle protokoll, er å utføre en transkraniell fotobiomoduleringsterapi ved hjelp av lave nivåer av rød laser hos mus. Dette oppnås ved direkte kontakt med lasersonden på musehodet. Som et første skritt, for å evaluering av laserlysoverføringen, dissekerer du forsiktig hjernevevet ut fra skallen.Og deretter måle den overførte lyskraften gjennom skallen pluss hodebunnen og en millimeter skive av hjernevevet. I terapiseksjonen, kontakt spissen av lasersonden direkte på hodebunnen på bregmaen. Denne romlige lærings- og minnefunksjonene evalueres av Barnes maze oppgave.Deretter bestemmes hippocampal ATP-nivåene av den spektrofotometriske metoden. Laseroverføringsdata viser at ca. 1 % av forutgående lys på hodebunnsoverflaten nådde en millimeter dybde fra den kortikale overflaten. Resultatene fra Barnes labyrintoppgave viser en forbedring av romlig minne i de aldrende musene etter to uker av transkraniell rød laserbehandling.Resultatene tyder også på økt hippocampal ATP-nivåer i de laserbehandlede eldre musene. Transkraniell fotobiomodulering er en ikke-invasiv terapeutisk tilnærming for behandling av et bredt spekter av nevrologiske og psykiatriske lidelser og for å forbedre sunn hjernefunksjon. Faktisk antas det at fotobiomoduleringsterapi forårsaker fotodissosiasjon av nitrogenoksid fra cytokrom c oksidase i mitokondriene.Disse i sin tur økende mitrochondrial elektron transport, noe som til slutt fører til en økning i ATP produksjon. Denne metoden er en sikker og kostnadseffektiv lyslevering tilnærming som utføres ved stråling av hodet ved hjelp av eksterne lyskilder, inkludert lasere og lysdioder. Nesten alle transkranielle fotobiomoduleringsprosedyrer påføres med rødt til nærinfrarødt lys ved bølgelengde fra 600 til 1100 nanometer, en kraft fra en til 500 milliwatt, og flyten varierer fra en til 20 joule per centimeter kvadrat.I en dypt bedøvet mus, nøye dissekere hjernevevet ut fra skallen. Først fikser du det intakte hjernevevet på en agarosegel og forbereder alle nødvendige materialer, inkludert natriumklorid og lim. Deretter sprer du et tynt lag lim på overflaten av vibratommonteringsblokken.Fest agaroseblokken forsiktig og juster posisjonen. Samsvarer litt med vibratombladet til den øvre overflaten av blokken, og registrer motverdien. Fyll vibratomtanken med iskald normal saltvannsløsning.Juster hastigheten og vibrasjonsfrekvensen til vibratomen, og endre telleren til passende verdi for å oppnå en skivetykkelse på en millimeter. Slå på vibratomen og trykk på startknappen og kutt hjernen transversalt i en skive med en tykkelse på en millimeter. Tilsett først en dråpe vann på den optiske glassoverflaten.Deretter legger du hjerneskiven på glasset. Tilsett vanndråpen på den, og plasser forsiktig det andre optiske glasset. Legg merke til at en dråpe vann skal legges til prøve- og glassgrensene for å forhindre vevtørking og også lyssplaget fra grove overflater.Overfør prøver til det optiske laboratoriet. Sett opp de optiske enhetene og slå på strømmåleren. Bruk vernebriller før du begynner å bruke laserenheten.Slå på laseren og ha strålen fokusert på speilet for å lede strålen til fotodiodens aktive område. Plasser først to tomme optiske briller på overflaten av strømmåleren, og les den overførte lyseffekten fra skjermen. Fjern de tomme brillene og plasser forsiktig hjerneprøven på overflaten av kraftmåleren, og fokuser strålen på vevets respektive område, og les den overførte kraften.Denne gangen plasserer du et tomt optisk glass på overflaten av strømmåleren og leser den overførte lyseffekten. Deretter fjerner du det tomme glasset og plasserer litt et optisk glass med frisk hodeskalle og skalpert vev på overflaten av strømmåleren. Fokuser strålen på bregma og les den overførte kraften.Til slutt slår du av laserenheten og strømmåleren. Behandlingsdelen av gjeldende protokoll inkluderer anvendelse av klasse 3B laserinstrumenter, og dette krever riktige retningslinjer for opplæring og sikkerhet. For å tilpasse dyrene til det nye miljøet, ta mus fra deres hjemmebur til terapirommet ca 20 minutter før behandlingen begynner.Først setter du laserenhetspluggen inn i en elektrisk beskytter. Dekk tuppen av laserproben med en gjennomsiktig nylonfilm for å hindre riper på probeoverflaten. Koble laserproben forsiktig til enhetens kanal.Bruk vernebriller før du begynner å bruke laserenheten. Slå på laserenheten og vent i noen sekunder på oppvarmingen. Når du har observert laserklart skilt på enhetspanelet, justerer du behandlingsparametrene, inkludert bestrålingstid og driftsmodus.Før du starter behandlingen, må du bestemme laserens gjennomsnittlige effekt ved å kontakte probetippen til det aktive området på strømmåleren på enheten. I den nåværende protokollen er lasersonden plassert på bregmasonen, som er omtrent tre millimeter rostral til en linje trukket mellom ørenes fremre base. For å unngå direkte stråling til dyrets øyne, først, plasser spissen av lasersonden på hodet, deretter slå på laseren og hold sonden til ferdigstillelse av bestråling.Deretter slår du av laserenheten og kobler sonden fra enheten. På slutten av prosedyren, rengjør laserproben med en passende optisk renere. Den romlige lærings- og minneoppgaven utføres i en Barnes-labyrint.Plasser først ikke-skiltet på utsiden av oppgaveromdøren. Fest visuelle romlige signaler til omkretsen vegger. Plasser et videokamera over labyrintplattformen.Rengjør overflaten av labyrintplattformen med 70% etanol for å fjerne uønskede olfaktoriske signaler. Legg til en liten mengde sengetøy fra dyrets hjemmebur i escape box for å tjene som et olfaktorisk signal. Før du starter oppgaven, legg hver mus i det nye buret, og overfør buret til Barnes labyrintrom.For å habituate, la dyret forbli i rommet i 30 minutter før oppgaven. Deretter fjerner du musen fra buret og plasserer dyret forsiktig i escape-boksen, og lar den forbli der i ett minutt. Etter ett minutt, fjern forsiktig musen fra escape-boksen, plasser dyret i midten av arenaen, og legg startkammeret på den.Etter en ti sekunders periode løfter du startkammeret og lar dyret utforske arenaen i tre minutter. Flytt stille til dataområdet, bruk øreklokker og utløser en negativ auditiv stimulans bestående av høy hvit støy. Deretter begynner du å filme og observere dyrets oppførsel på dataskjermen.Merk at en svart labyrint skal brukes til testing av hvite mus. Også en svart matte skal plasseres under labyrinten i saken sporing system programvare skal brukes. Konfigurer videosporingsprogrammet og trekk ut parameterne av interesse fra de innspilte videoene.For en biokjemisk vurdering, dissekere hippocampus vev, homogenisere dem i en prøvebuffer, sentrifugere det, og deretter vurdere atp nivåer ved hjelp av spektrofotografisk metode. Den 660 nanometer laser lysoverføring gjennom skallen pluss hodebunnen av de eldre musene var ca 16%Også, verdien av ca 10%ble målt som en laser transmittance gjennom en en millimeter skive av alderen hjernevev. Det var ingen statistisk signifikante forskjeller i logg over motoraktivitet i åpen felttest blant alle eksperimentelle grupper.Data fra Barnes maze oppgave viste at ventetiden til de eldre kontrolldyrene er åpenbart lengre enn de av den unge kontrollgruppen på den tredje og fjerde dagene av treningsøkten. Imidlertid reduserte den røde laserbehandlingen ventetiden betydelig på dag fire. I prop-studieøkten tilbringer eldre kontrolldyr betydelig kortere ganger i målantranten sammenlignet med de unge kontrolldyrene.De laserbehandlede eldre musene tilbrakte imidlertid betydelig lengre tid i mål kvadrantene sammenlignet med eldre kontrollmus. Hippocampal bioenergetics data avslører en nedgang i ATP nivåer i alderen kontroll dyr. På den annen side øker den røde laserbehandlingen betydelig det gjennomsnittlige ATP-innholdet i hippocampus av de eldre musene.Vi beskrev protokollen for laboratoriet som utførte en transkraniell fotobiomudulation terapi prosedyre hos mus. Vår protokoll kan tilpasses alle andre laboratoriedyr som ofte brukes i det translasjonelle nevrovitenskapfeltet, for eksempel kanin, hund, ape, et cetera. Basert på vår undersøkelse kan lave nivåer av rødt lys gjenopprette hippocampal disfunksjon i den aldrende hjernen ved å øke ATP-produksjonen, noe som gjenspeiles i en forbedret romlig minnefunksjon.I denne metoden, basert på hvilke hjerneregioner som utføres av patologi, må flere fysiske og behandlingsparametere, inkludert bestrålingstid, behandlingsintervall, anvendt utstråling og flyt, justeres optimalt for å oppnå bedre resultater. Transkraniell fotobiomoduleringsterapi foreslås som en lovende tilnærming for å forbedre hjernens metabolisme og kognitiv forbedring som kan være en potensiell strategi for aldersrelatert kognitiv nedgang og nevrodegenerative sykdommer.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

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

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

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

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

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

En enkel og rimelig metode for å bestemme Cold Følsomhet og Adaptation i Mus

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

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

Limbale Approach-subretinal Injeksjon av virale vektorer for genterapi i Mus retinal pigment epitelet

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 Transkraniell magnetisk stimulering protokollen for å måle kortikale fysiologi tilknyttet svar hemming

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

Kombinert bruk av Transkraniell direkte gjeldende stimulering og Robotic terapi for den øvre lem

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

Transkraniell likestrøm stimulering (tDCS) i mus

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

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

Bilaterale vurdering av Corticospinal veier ankel muskler med navigert Transkraniell magnetisk stimulering

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 av cerebral vasospasme i en murine modell av subarachnoid blødning med høyfrekvent transkraniell dupleks ultralyd

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

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

3D-aktivering av hele hjernen og funksjonell tilkoblingskartlegging hos mus ved hjelp av transkraniell funksjonell ultralydavbildning

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