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

Detta arbete stöds av ett bidrag från Tabriz University of Medical Sciences (bevilja nr 61019) till S.S.-E. och en publikation bidrag från LiteCure LLC, Newark, DE, USA till L.D.T. Författarna vill tacka immunologi avdelning och utbildning utveckling Center (EDC) av Tabriz University of Medical Sciences för deras vänliga hjälp.

Alla förfaranden genomfördes i enlighet med guiden för skötsel och användning av laboratoriedjur av National Institutes of Health (NIH; Publikation nr 85-23, reviderad 1985) och godkänts av regionala etikkommittén Tabriz University of Medical Sciences.
Varning: Detta protokoll omfattar tillämpning av klass 3B laser instrument och kräver ordentlig utbildning och följsamhet till riktlinjer för säkerhet. Klass 3B lasrar kan allvarligt skada ögonen och kan värma huden. Klass 3B lasra...

<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 ett protokoll för genomför ett transkraniell PBMT förfarande hos möss. Detta protokoll är specifikt riktad till neurovetenskap laboratorier som utför photobiomodulation forskning fokuserat på gnagare. Detta protokoll kan dock anpassas till andra försöksdjur som används frekvent inom neurovetenskap, såsom kanin, katt, hund eller apa.
För närvarande finns det ökade intresset för utreda transkraniell PBMT med röd/NIR lasrar och lysdioder. För att framgångsrikt genom...

PBMT, eller låg nivå laser ljusterapi (LLLT), är en allmän term som hänvisar till terapeutiska metoder som bygger på stimulering av biologiska vävnader av ljus energi från laser eller lysdioder (LED). Nästan alla PBMT behandlingar tillämpas med rött till (NIR) nära infrarött ljus våglängder från 600 till 1100 nm, en uteffekt som sträcker sig från 1 till 500 mW och en fluence alltifrån < 1 till > 20 J/cm2 (se Chung et al.1).
Transcranial PBMT är en icke-invasiv ljus leveransmetod som utförs av bestrålning av huvudet med en extern ljuskälla (laser eller lysdioder)2. För djur program innehåller metoden kontakt eller beröringsfri placering av LED eller laser sonden på djurets huvud. Beroende på regionen terapeutiska av intresse, kan en ljusledaren placeras antingen över hela huvudet (för att täcka alla hjärnområden) eller över en viss del av huvudet, såsom den prefrontala, frontal eller parietala regionen. Partiell överföring av röd/NIR ljus genom hårbotten, skalle och dura mater kan nå den kortikala ytan och ge en mängd fotonenergi som är tillräcklig för att ge terapeutiska fördelar. Därefter skulle de levererade ljus fluence på kortikal nivå spridas på grå och vit hjärnan saken tills den når de djupa strukturerna i hjärnan3.
Ljus i spektrala banden på röd till mån (600-680 nm) och tidig NIR-region (800-870 nm) motsvarar absorptionsspektrum av cytokrom c oxidas, enzymet terminal av mitokondriell respiratoriska kedja4. Det är en hypotes om att PBMT i de röda/NIR-spektrumet orsakar vattenmolekylens av kväveoxid (NO) från cytokrom c oxidas, vilket medförde höjningar i mitokondriell elektrontransport och, slutligen, ökade ATP generation5. Med avseende på neuronal applikationer, neurostimulatory fördelarna med hjärnan PBMT använda transkraniell bestrålning metoder har rapporterats i olika prekliniska studier, inklusive gnagare modeller av traumatisk hjärnskada (TBI) skada6, akut stroke7, Alzheimers sjukdom (AD)8, Parkinsons sjukdom (PD)9, depression10och åldrande11.
Hjärnans åldrande anses ett neuropsykologiska tillstånd som negativt påverkar vissa kognitiva funktioner, såsom inlärning och minne12. Mitokondrierna är de primära organeller som är ansvarig för ATP produktionen och neuronala blockeringar. Mitokondriell dysfunktion är kända för att vara associerade med åldersrelaterade underskott i hjärnområden som är kopplade till spatial navigering minne, till exempel hippocampus13. Eftersom kraniell behandling med röd/NIR ljus primärt akter genom modulering av mitokondriell bioenergetik, kan tillräcklig levererade ljus dosering till hippocampus resultera i förbättring av rumsliga minne resultat14.
Syftet med det nuvarande protokollet är att demonstrera transkraniell PBMT förfarandet hos möss, med låga nivåer av rött ljus. Krävs lasermätningar ljustransmission genom huvudet vävnader i åldern möss beskrivs. Dessutom Barnes labyrint, som en hippocampus-beroende spatial inlärning och minne uppgift och Hippocampus ATP-nivåer, som ett index med bioenergetik används för utvärdering av behandling inverkan på djur.

<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 är en potentiell innovativa noninvasiv behandlingsmetoder för att förbättra hjärnans bioenergetik, hjärnans funktion i ett brett spektrum av neurologiska och psykiatriska sjukdomar och minnesförbättringar i åldersrelaterad kognitiv försämring och neurodegenerativa sjukdomar. Vi beskriver ett laboratorium protokoll för transkraniell photobiomodulation terapi (PBMT) hos möss. Åldern BALB/c-möss (18 månader gamla) behandlas med en 660 nm laser transcranially, en gång dagligen i 2 veckor. Transmittans laserdata visar att cirka 1% av det infallande röda ljuset på hårbotten når ett 1 mm djup från kortikala ytan, genomträngande dorsala hippocampus. Behandlingsresultat bedöms av två metoder: en Barnes labyrint test, som är en hippocampus-beroende spatial inlärning och minne uppgift utvärdering, och mäta Hippocampus ATP-nivåer, som används som ett bioenergetik index. Resultaten från Barnes uppgiften visar en förbättring av det rumsliga minnet i laser-behandlade åldern möss jämfört med åldersmatchade kontroller. Biokemisk analys efter laserbehandling indikerar ökade Hippocampus ATP-nivåer. Vi postulerar att förstärkningen av minnesprestanda potentiellt beror på en förbättring i hippocampus energiomsättning induceras av röd laserbehandling. Observationerna i möss skulle kunna utvidgas till andra djurmodeller eftersom detta protokoll kan potentiellt anpassas till andra arter som ofta används i translationell neurovetenskap, såsom kanin, katt, hund eller apa. Transkraniell photobiomodulation är en säker och kostnadseffektiv modalitet som kan vara en lovande terapeutisk metod i åldersrelaterad kognitiv försämring.

Statistiska analyser
Den statistiska analysen av data som erhållits från Barnes träningspassen analyserades av tvåvägs ANOVA; de andra beteendemässiga tester och analys av hippocampus ATP nivåer bland grupperna genomfördes av envägs ANOVA, följt av Tukey's post hoc-test. Alla data uttrycks som betyder ± standardavvikelsen för medelvärdet (SEM), utom laser överföring data, vilka visas som betyder ?...

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 är en innovativ noninvasiv modaliteten för behandling av ett brett spektrum av neurologiska och psykiatriska sjukdomar och kan också förbättra friska hjärnans funktion. Detta protokoll innehåller en stegvis guide för att utföra hjärnan photobiomodulation hos möss av transkraniell ljus leverans, som kan anpassas för användning i andra laboratorium gnagare.

Ett protokoll för transkraniell Photobiomodulation terapi hos möss

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

Det övergripande målet med följande experimentella protokollet, är att utföra en transkraniell fotobiomodulering terapi med hjälp av låga nivåer av röd laser i möss. Detta åstadkoms genom lasersondens direktkontakt på mushuvudet. Som ett första steg, för att utvärdering av laserljustransmissionen, noggrant dissekera hjärnvävnaden ut från skallen.Och sedan mäta den överförda ljuskraften genom skallen plus hårbotten och en millimeters skiva av hjärnvävnaden. I terapisektionen, kontakta spetsen av laserproben direkt i hårbotten vid bregma. Denna rumsliga inlärning och minne funktioner utvärderas av Barnes labyrint uppgift.Därefter, hippocampus ATP nivåer bestäms av den spektrofotometriska metoden. Laseröverföringsdata visar att ungefär 1%av antecedent ljus på hårbottenytan nådde ett millimeterdjup från den kortikala ytan. Resultaten från Barnes labyrint uppgift visar en förbättring av det rumsliga minnet i de åldrade möss efter två veckor av transkraniell röd laser behandling.Resultaten tyder också på en ökad hippocampus ATP-nivåer i de laserbehandlade åldern möss. Transkraniell fotobiomodulering är ett icke-invasivt terapeutiskt tillvägagångssätt för behandling av ett brett spektrum av neurologiska och psykiatriska störningar och för att förbättra friska hjärnans funktion. I själva verket, det är trott att fotobiomodulering terapi orsakar fotodissociation av kväveoxid från cytokrom c oxidas i mitokondrierna.Dessa ökar i sin tur mitrochondrial elektrontransport, vilket i slutändan leder till en ökning av ATP-produktionen. Denna metod är en säker och kostnadseffektiv ljus-leverans tillvägagångssätt som utförs av strålning av huvudet med hjälp av externa ljuskällor inklusive lasrar och ljusavgivande dioder. Nästan alla transkraniell fotobiomodulering förfaranden tillämpas med rött till nära infrarött ljus vid våglängd från 600 till 1100 nanometer, en effekt som sträcker sig från en till 500 milliwatt, och fluence allt från en till 20 joule per centimeter kvadrat.I en djupt sövd mus, försiktigt dissekera hjärnvävnaden ut från skallen. Först, fixa den intakta hjärnvävnaden på en agarosgel och förbered alla nödvändiga material inklusive natriumklorid och lim. Sedan, sprida ett tunt lager av lim på ytan av vibratome monteringsblocket.Fäst försiktigt agarosblocket och justera dess position. Matcha vibratombladet något mot blockets övre yta, och registrera räknarvärdet. Fyll vibratomtanken med iskall normal saltlösning.Justera hastigheten och vibrationsfrekvensen för vibratomen, och ändra räknaren till lämpligt värde för att erhålla en skivatjocklek på en millimeter. Slå på vibratomen och tryck på startknappen och skär hjärnan transversalt till en skiva med en tjocklek på en millimeter. Lägg först till en droppe vatten på den optiska glasytan.Lägg sedan hjärnskivan på glaset. Tillsätt droppe vatten på den, och försiktigt placera den andra optiska glas. Observera att en droppe vatten bör tillsättas provet och glasgränserna för att förhindra vävnadstorkning och även ljusspridning från grova ytor.Överför prover till det optiska laboratoriet. Ställ in de optiska enheterna och slå på strömmätaren. Använd ögonskyddsglasögon innan du börjar operera med laserenheten.Slå på lasern och ha strålen fokuserad på spegeln för att styra strålen till fotodiodens aktiva område. Först placerar du två tomma optiska glasögon på effektmätarens yta, och avläs den överförda ljuseffekten från bildskärmen. Ta bort de tomma glasögonen och placera försiktigt hjärnprovet på kraftmätarens yta, och fokusera strålen på vävnadens respektive område och läs av den överförda kraften.Den här gången, placera ett tomt optiskt glas på ytan av effektmätaren och avläsa den överförda ljuseffekten. Ta sedan bort det tomma glaset och lägg något ett optiskt glas med färsk skalle och skalperad vävnad på effektmätarens yta. Fokusera strålen på bregma och läs den överförda kraften.Stäng slutligen av laserenheten och kraftmätaren. Terapi avsnitt av det nuvarande protokollet omfattar tillämpningen av klass 3B laser instrument och detta kräver ordentlig utbildning och riktlinjer säkerhet. För att anpassa djuren till den nya miljön, ta med möss från sina hemburar till terapirummet cirka 20 minuter innan behandlingen påbörjas.Sätt först in laserenhetens kontakt i ett elektriskt skydd. Täck lasersondens spets med en genomskinlig nylonfilm för att förhindra eventuella repor på sondytan. Anslut försiktigt lasersonden till enhetens kanal.Använd ögonskyddsglasögon innan du börjar operera med laserenheten. Slå på laserenheten och vänta i några sekunder för dess uppvärmning. Efter att ha observerat Laser Ready-tecknet på enhetens panel, justera behandlingsparametrarna inklusive bestrålningstid och driftläge.Innan behandlingen påbörjas, bestäm lasergenomsnittseffekten genom att kontakta sondens spets till kraftmätarens aktiva område på enheten. I det aktuella protokollet placeras lasersonden på bregmazonen, som är ungefär tre millimeters rostral till en linje som dras mellan öronens främre bas. För att undvika direkt strålning till djurets ögon, först, placera spetsen av lasersonden på huvudet, sedan, slå på lasern och stabilt hålla sonden tills slutförandet av bestrålning.Stäng sedan av laserenheten och koppla bort sonden från enheten. Vid slutet av proceduren rengör du lasersonden med ett lämpligt optiskt rengöringsmedel. Den rumsliga inlärning och minne uppgift utförs i en Barnes labyrint.Placera först inte skriv in skylten på utsidan av aktivitetsrummets dörr. Bifoga visuella spatial ledtrådar till omkretsen väggar. Placera en videokamera ovanför labyrintplattformen.Rengör ytan på labyrintplattformen med 70%etanol för att kunna ta bort oönskade luktsignaler. Lägg till en liten mängd sängkläder från djurets hem bur i i utrymningslådan för att fungera som en lukt cue. Innan du startar uppgiften, sätta varje mus i den nya buren, och överföra buren till Barnes labyrint rum.Att habituate, låt djuret att stanna kvar i rummet i 30 minuter före uppgiften. Ta sedan bort musen från sin bur och placera djuret försiktigt i utrymningslådan, och låt den förbli där i en minut. Efter en minut, försiktigt ta bort musen från flykt rutan, placera djuret i mitten av arenan, och sätta startkammaren på den.Efter en tio sekunders period lyfter du startkammaren och låter djuret utforska arenan i tre minuter. Tyst flytta till datorområdet, bära hörselkåpor, och utlösa en negativ auditiv stimulans som består av ett högt vitt brus. Börja sedan videofilma och observera djurets beteende på datorskärmen.Observera att en svart labyrint ska användas för testning av vita möss. Också, en svart matta bör placeras under labyrinten i ärendet spårningssystem programvara ska användas. Ställ in programmet videospårning programvara och extrahera parametrarna av intresse från de inspelade videor.För en biokemisk bedömning, dissekera hippocampus vävnader, homogenisera dem i ett prov buffert, centrifug det, och sedan bedöma dess ATP-nivåer med hjälp av spektrofotometriska metoden. Den 660 nanometer laserljusöverföring genom skallen plus hårbotten av de åldrade möss var cirka 16%Också, värdet av ca 10%mättes som en laser transmittans genom en millimeter skiva av åldern hjärnvävnad. Det fanns inga statistiskt signifikanta skillnader i loggen över motorisk aktivitet i testet med öppna fält bland alla experimentella grupper.Data från Barnes labyrint uppgift visade att latenstiden för de äldre kontrolldjur är uppenbarligen längre än de unga kontrollgruppen på den tredje och fjärde dagen av träningspasset. Men den röda laserbehandlingen minskade avsevärt latenstiden på dag fyra. I prop försökssession, åldern kontroll djur tillbringar betydligt kortare gånger i målet kvadrant jämfört med de unga kontrolldjur.De laserbehandlade åldrad mössen tillbringade dock betydligt längre tider i målkvadranterna jämfört med äldre kontrollmöss. Den hippocampus bioenergika data visar en minskning av ATP-nivåer i de äldre kontrolldjur. Å andra sidan, den röda laserbehandlingen ökar signifikant det genomsnittliga ATP-innehållet i hippocampus hos de åldrade mössen.Vi beskrev protokoll för laboratorium genomföra en transkraniell fotobiomudulation terapi förfarande i möss. Vårt protokoll kan anpassas till alla andra försöksdjur som ofta används i translationella neurovetenskap området, såsom kanin, hund, apa, et cetera. Baserat på vår undersökning, låga nivåer av rött ljus kan återhämta hippocampus disfunction i den åldrade hjärnan genom att öka ATP produktion, vilket återspeglas i en förbättrad rumslig minnesfunktion.I denna metod, baserat på vilka hjärnregioner som är verkställda av patologi, krävs flera fysiska och behandlingsparametrar, inklusive bestrålningstid, behandlingsintervall, tillämpad utstrålning, och fluence, för att optimalt justeras för att uppnå bättre resultat. Transkraniell fotobiomodulering terapi föreslås som en lovande metod för att förbättra hjärnans ämnesomsättning och kognitiv förbättring som kan vara en potentiell strategi för åldersrelaterad kognitiv försämring och neurodegenerativa sjukdomar.

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

Bedömning av Cerebral Lateralization hos barn med hjälp av funktionell Transkraniell Doppler ultraljud (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

Kombinera transkraniell magnetisk stimulering och fMRI för att undersöka nätverket standardläge

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 och billig metod för bestämning Cold Känslighet och anpassning hos möss

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

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

Limbal Approach-subretinal Injektion av virala vektorer för genterapi hos möss retinal pigmentepitel

The eye is a small and enclosed organ which makes it an ideal target for gene therapy. Recently various strategies have been applied to gene therapy in ...

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

Online transkraniell magnetisk stimulering protokoll för mätning av kortikal fysiologi är associerad med svar hämning

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...

The Combined Use of Transcranial Direct Current Stimulation and Robotic Therapy for the Upper Limb

Den kombinerade användningen av Transcranial Direct nuvarande stimulering och robotliknande terapi för övre extremiteten

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

Transcranial Direct Current stimulering (TDC) hos möss

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

Bilaterala bedömning av Corticospinal vägar av fotled muskler använder navigerat 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

Analys av cerebral vasospasm i en murin modell av subarachnoid blödning med hög frekvens transkraniell duplex ultraljud

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

Helhjärnig 3D-aktivering och funktionell anslutningsmappning hos möss med transkraniell funktionell ultraljudsavbildning

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