Name: advanced diffusion imaging in the hippocampus of rats with mild traumatic brain injury
Uploaded: 2019-08-14T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Advanced Diffusion Imaging in The Hippocampus of Rats with Mild Traumatic Brain Injury at JoVE.com

Yazarlar Araştırma Vakfı teşekkür etmek istiyorum - Flanders (FWO) Bu çalışmayı desteklemek için (Hibe numarası: G027815N).

Protokol Gent Üniversitesi Hayvan Etik Komitesi (ECD 15/44Aanv) tarafından onaylanmıştır ve tüm deneyler Avrupa Komisyonu'nun yönergelerine uygun olarak yapılmıştır (Direktif 2010/63/EU).
1. Hayvan hazırlama ve kask eki
<ol><li>Bir dişi Wistar H sıçan (± 250 g veya 12 haftalık yaş) tartın ve isofluran karışımı (%5) ile dolu küçük bir indüksiyon odasında anestezi ve O2 en az 1 dakika.</li>
	<li>Fareye boyuna 0.05 mg/kg buprenorfin enjekte edin, ev kafesi...

<ol>
	<li>Carroll, L. J., 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=Systematic+Review+of+the+Prognosis+After+Mild+Traumatic+Brain+Injury+in+Adults.">Systematic Review of the Prognosis After Mild Traumatic Brain Injury in Adults.</a> Cognitive, Psychiatric, and Mortality Outcomes: Results of the International Collaboration on Mild Traumatic Brain Injury Prognosis. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 95 (3), S152-S173 (2014).</li><li>Buck, P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mild+Traumatic+Brain+Injury:+A+Silent+Epidemic+in+Our+Practices.">Mild Traumatic Brain Injury: A Silent Epidemic in Our Practices.</a> Health &amp; Social Work. 36 (4), 299-302 (2011).</li><li>Bodanapally, U. K., Sours, C., Zhuo, J., Shanmuganathan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+of+Traumatic+Brain+Injury.">Imaging of Traumatic Brain Injury.</a> Radiologic Clinics of North America. 53 (4), 695-715 (2015).</li><li>Basser, P. J., Mattiello, J., LeBihan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+diffusion+tensor+spectroscopy+and+imaging.">MR diffusion tensor spectroscopy and imaging.</a> Biophysical Journal. 66 (1), 259-267 (1994).</li><li>Hulkower, M. B., Poliak, D. B., Rosenbaum, S. B., Zimmerman, M. E., Lipton, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Decade+of+DTI+in+Traumatic+Brain+Injury:+10+Years+and+100+Articles+Later.">A Decade of DTI in Traumatic Brain Injury: 10 Years and 100 Articles Later.</a> American Journal of Neuroradiology. 34 (11), 2064-2074 (2013).</li><li>Hutchinson, E. B., Schwerin, S. C., Avram, A. V., Juliano, S. L., Pierpaoli, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+MRI+and+the+detection+of+alterations+following+traumatic+brain+injury.">Diffusion MRI and the detection of alterations following traumatic brain injury.</a> Journal of Neuroscience Research. 96 (4), 612-625 (2018).</li><li>Wallace, E. J., Mathias, J. L., Ward, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+tensor+imaging+changes+following+mild,+moderate+and+severe+adult+traumatic+brain+injury:+a+meta-analysis.">Diffusion tensor imaging changes following mild, moderate and severe adult traumatic brain injury: a meta-analysis.</a> Brain Imaging and Behavior. , 1-15 (2018).</li><li>Rutgers, D. R., 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=White+Matter+Abnormalities+in+Mild+Traumatic+Brain+Injury:+A+Diffusion+Tensor+Imaging+Study.">White Matter Abnormalities in Mild Traumatic Brain Injury: A Diffusion Tensor Imaging Study.</a> American Journal of Neuroradiology. 29 (3), 514-519 (2008).</li><li>Bondi, C. O., 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=Found+in+translation:+Understanding+the+biology+and+behavior+of+experimental+traumatic+brain+injury.">Found in translation: Understanding the biology and behavior of experimental traumatic brain injury.</a> Neuroscience &amp; Biobehavioral Reviews. 58, 123-146 (2015).</li><li>Shultz, S. R., 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+potential+for+animal+models+to+provide+insight+into+mild+traumatic+brain+injury:+Translational+challenges+and+strategies.">The potential for animal models to provide insight into mild traumatic brain injury: Translational challenges and strategies.</a> Neuroscience &amp; Biobehavioral Reviews. 76, 396-414 (2017).</li><li>Osier, N. D., Dixon, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Controlled+Cortical+Impact+Model:+Applications,+Considerations+for+Researchers,+and+Future+Directions.">The Controlled Cortical Impact Model: Applications, Considerations for Researchers, and Future Directions.</a> Frontiers in Neurology. 7 (AUG), (2016).</li><li>Lyeth, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+Review+of+the+Fluid-Percussion+TBI+Model.">Historical Review of the Fluid-Percussion TBI Model.</a> Frontiers in Neurology. 7 (DEC), 1-7 (2016).</li><li>Marmarou, A., Foda, M. A. A. -. E., van den Brink, W., Campbell, J., Kita, H., Demetriadou, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+model+of+diffuse+brain+injury+in+rats.">A new model of diffuse brain injury in rats.</a> Journal of Neurosurgery. 80 (2), 291-300 (1994).</li><li>Heim, L. R., 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+Invisibility+of+Mild+Traumatic+Brain+Injury:+Impaired+Cognitive+Performance+as+a+Silent+Symptom.">The Invisibility of Mild Traumatic Brain Injury: Impaired Cognitive Performance as a Silent Symptom.</a> Journal of Neurotrauma. 34 (17), 2518-2528 (2017).</li><li>Zohar, O., Rubovitch, V., Milman, A., Schreiber, S., Pick, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+consequences+of+minimal+traumatic+brain+injury+in+mice.">Behavioral consequences of minimal traumatic brain injury in mice.</a> Acta Neurobiol Exp (Wars. 71 (1), 36-45 (2011).</li><li>Pierpaoli, C., Basser, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+a+quantitative+assessment+of+diffusion+anisotropy.">Toward a quantitative assessment of diffusion anisotropy.</a> Magnetic resonance in medicine&#8239;: official journal of the Society of Magnetic Resonance in Medicine / Society of Magnetic Resonance in Medicine. 36 (6), 893-906 (1996).</li><li>Jensen, J. H., Helpern, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI+quantification+of+non-Gaussian+water+diffusion+by+kurtosis+analysis.">MRI quantification of non-Gaussian water diffusion by kurtosis analysis.</a> NMR in Biomedicine. 23 (7), 698-710 (2010).</li><li>Fieremans, E., Jens, H., Jensen, J. A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=White+matter+characterization+with+diffusional+kurtosis+imaging.">White matter characterization with diffusional kurtosis imaging.</a> NeuroImage. 58, 177-188 (2011).</li><li>Leemans, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Explore DTI. , (2019).</li><li>Loening, A. M., Gambhir, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMIDE:+A+Free+Software+Tool+for+Multimodality+Medical+Image+Analysis.">AMIDE: A Free Software Tool for Multimodality Medical Image Analysis.</a> Molecular Imaging. 2 (3), 131-137 (2003).</li><li>Veraart, J., 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=Denoising+of+diffusion+MRI+using+random+matrix+theory.">Denoising of diffusion MRI using random matrix theory.</a> NeuroImage. 142, 394-406 (2016).</li><li>Veraart, J., Fieremans, E., Novikov, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+MRI+noise+mapping+using+random+matrix+theory.">Diffusion MRI noise mapping using random matrix theory.</a> Magnetic Resonance in Medicine. 76 (5), 1582-1593 (2016).</li><li>Braeckman, K., 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=Dynamic+changes+in+hippocampal+diffusion+and+kurtosis+metrics+following+experimental+mTBI+correlate+with+glial+reactivity.">Dynamic changes in hippocampal diffusion and kurtosis metrics following experimental mTBI correlate with glial reactivity.</a> NeuroImage: Clinical. 21 (August 2018), 101669 (2019).</li><li>Jones, D. K., Kn&#246;sche, T. R., Turner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=White+matter+integrity,+fiber+count,+and+other+fallacies:+The+do's+and+don'ts+of+diffusion+MRI.">White matter integrity, fiber count, and other fallacies: The do's and don'ts of diffusion MRI.</a> NeuroImage. 73, 239-254 (2013).</li><li>. Matlab code DKI and WMTI model Available from: <a target="_blank" href="https://github.com/NYU-DiffusionMRI/Diffusion-Kurtosis-Imaging">https://github.com/NYU-DiffusionMRI/Diffusion-Kurtosis-Imaging</a> (2019)</li></ol>

mTBI genellikle BT ve konvansiyonel MRG taramalarında anormallik olmayan yaygın ve ince bir yaralanmanın sonucu olduğundan, hafif bir travma sonrası mikroyapısal hasarın değerlendirilmesi zor olmaya devam etmektedir. Bu nedenle, travmanın tam boyutunu görselleştirmek için daha gelişmiş görüntüleme tekniklerine ihtiyaç vardır. TBI araştırmalarında difüzyon manyetik rezonans görüntüleme uygulaması son on yılda daha fazla ilgi kazanmıştır, difüzyon tensor görüntüleme en sık kullanılan<su...

Travmatik beyin hasarı (TBI) son yıllarda daha fazla dikkat kazanmıştır, bu beyin yaralanmaları yaşam boyu bilişsel neden olabilir olduğu ortaya çıkmıştır gibi, fiziksel, duygusal, ve sosyal sonuçları1. Bu artan farkındalığa rağmen, hafif TBI (mTBI, veya beyin sarsıntısı) hala sık sık underreported ve tanısı konmamış. MTBI sessiz bir salgın olarak anılacaktır ve mTBI öyküsü olan bireyler madde bağımlılığı veya psikiyatrik sorunlar2daha yüksek oranlarda göstermektedir. MTBI'li bazı hastalar, genellikle konvansiyonel bilgisayarlı tomografi (BT) veya manyetik rezonans görüntüleme (MRG) taramalarında görülemeyen yaralanmaların yaygın ve ince doğası nedeniyle her yıl tanı konulamamaktadır. Beyin hasarının radyolojik kanıt bu eksikliği difüzyon MRG gibi daha gelişmiş görüntüleme tekniklerinin gelişmesine yol açmıştır, hangi mikroyapısal değişikliklere daha duyarlı3.
Difüzyon MRG mikroyapının in vivo haritalama sağlar, ve bu MRI tekniği TBI çalışmalarda yaygın olarak kullanılmıştır4,5,6. Difüzyon tensorundan, fraksiyonel aizotropi (FA) ve ortalama difüzivite (MD) yaralanma sonrası mikroyapısal organizasyondaki değişimi ölçmek için hesaplanır. mTBI hastalarında son değerlendirmeleri FA artışlar rapor ve yaralanma sonrası MD azalır, hangi aksonal şişlik göstergesi olabilir7. Aksine, MD artışlar ve FA azalır da bulunur ve ödem oluşumu, aksonal dejenerasyon, ya da lif yanlış hizalama / bozulma8aşağıdaki parankimal yapıda bozulmalar underlie önerilmiştir 8 . Bu karışık bulgular, farklı etki ve şiddet türlerinin (örneğin, rotasyon-ivmelenme, künt kuvvet travması, patlama yaralanması veya eskisinin kombinasyonu) kaynaklanan mTBI'nin önemli klinik heterojenliği ile kısmen açıklanabilir. Ancak, şu anda mikroyapısal organizasyonda değişikliklerin altında yatan patoloji ve biyolojik/hücresel temel hakkında net bir fikir birliği bulunmamaktadır.
Hayvan modelleri, TBI'den sonra biyolojik yaralanma ve onarım mekanizmalarını daha ayrıntılı olarak araştırmak için standart ve kontrollü bir ortam sağlar. TBI için çeşitli deneysel modeller geliştirilmiştir ve insan TBI farklı yönlerini temsil (örneğin, odak vs diffüz travma veya travma rotasyonel kuvvetlerin neden olduğu)9,10. Yaygın olarak kullanılan hayvan modelleri kontrollü kortikal etki (CCI) ve lateral sıvı perküsyon yaralanması (LFPI) modelleri11,12içerir. Deneysel parametreler iyi kontrol edilebilir rağmen, Bu modeller beyin ortaya çıkarmak için bir kraniyotomi kullanmak. Kraniyotomiler veya kafatası kırıkları mTBI'de yaygın olarak görülmez; bu nedenle, bu deneysel modeller mTBI taklit etmek için geçerli değildir. Marmarou ve ark.13 tarafından geliştirilen darbe ivme modeli, belirli bir yükseklikten bir kask tarafından korunan farenin kafasına bırakılan bir ağırlığı kullanır. Bu hayvan modeli hafif travma sürdüren hastalarda görüldüğü gibi benzer mikroyapısal değişiklikler ve bilişsel bozukluklar neden olur. Bu nedenle, bu Marmarou kilo damla modeli diffüz mTBI14için görüntüleme biyobelirteçleri araştırmak için uygundur,15.
Bu rapor, Marmarou kilo düşürme modelini kullanarak bir mTBI sıçan modelinde ileri difüzyon MRG uygulamasını göstermektedir. İlk olarak hafif ve diffüz travmanın nasıl indüklenebildiğini gösteren difüzyon tensor görüntüleme (DTI) modeli kullanılarak analiz yapılır. Daha gelişmiş difüzyon modelleri [yani difüzyon kurtoz görüntüleme (DKI) ve beyaz madde yolu bütünlüğü (WMTI) modeli] kullanımı ile spesifik biyolojik bilgiler elde edilir. Özellikle, hafif travma ve mikroyapısal değişiklikler sonra hipokampus konvansiyonel T2 ağırlıklı MRG ve gelişmiş difüzyon görüntüleme protokolü kullanılarak değerlendirilir.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Induction of trauma</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.9% NaCl physiologic solution</td>
			<td>B Braun</td>
			<td>394496</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>brass weight 450g</td>
			<td>custom made</td>
			<td>custom made</td>
			<td>diamter 18mm and 210 mm height</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>Versatus-W</td>
			<td>26G</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ethilon II</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>EH7824</td>
			<td>FS-3, 4-0, 3/8, 16mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrass</td>
			<td>Foam to Size</td>
			<td>Type E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plexiglas tube</td>
			<td>ISPA Plastics</td>
			<td>416564</td>
			<td>M1 PMMA XT GOO tube 25x19 mm (inner diamter 19 mm, minimal length of 1.50 m)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Preclinical CT scanner</td>
			<td>Molecubes</td>
			<td>X-cube</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel helmet</td>
			<td>custom made</td>
			<td>custom made</td>
			<td>diameter 10 mm and 3 mm thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vetbond Tissue Adhesive</td>
			<td>3M</td>
			<td>1469SB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vetergesic (buprenorphin)</td>
			<td>EcuPhar</td>
			<td>VETERG20</td>
			<td>0.05 mk/kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylocaine 2% gel</td>
			<td>AstraZeneca</td>
			<td>Xylocaine 2%</td>
			<td>gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylocaine (lidocain 2%)</td>
			<td>Aspen/AstraZeneca</td>
			<td>Xylocaine 2% gel</td>
			<td>100 &#956;l injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diffusion MRI</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Preclinical MRI acquisition software</td>
			<td>Bruker Biospin MRI GmbH</td>
			<td>Z400_PV51_CENTOS55</td>
			<td>ParaVision 5.1 MRI software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Preclinical MRI scanner</td>
			<td>Bruker Biospin MRI GmbH</td>
			<td>PharmaScan 70/16</td>
			<td>7T MRI scanner</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quadrature volume coil</td>
			<td>Bruker Biospin MRI GmbH</td>
			<td>RF RES 300 1H 075/040 QSN TR</td>
			<td>Model No: 1P T13161C3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small animal physiological monitoring unit</td>
			<td>Rapid Biomedical</td>
			<td>EKGHR02-0571-043C01</td>
			<td>Unit for respiratory monitoring</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water-based heating unit</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>Haake S 5P</td>
			<td>Model No: 1523051</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaesthesia</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaesthesia movable unit</td>
			<td>Veterenary technics</td>
			<td></td>
			<td>BDO - Medipass, Ijmuiden</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isoflurane: Isoflo</td>
			<td>Zoetis</td>
			<td>B506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen generator</td>
			<td>Veterenary technics</td>
			<td>7F-3</td>
			<td>BDO - Medipass, Ijmuiden</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diffusion image processing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amide</td>
			<td>http://amide.sourceforge.net</td>
			<td>Version 1.0.5.</td>
			<td>Medical Imaging Data Examiner Toolbox (Loening AM, Gambhir SS, &#34; AMIDE: A Free Software Tool for Multimodality Medical Image Analysis&#34;, Molecular Imaging, 2(3):131-137, 2003)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ExploreDTI</td>
			<td>http://www.exploredti.com</td>
			<td>Version 4.8.6</td>
			<td>Toolbox for (pre-)processing and analysis of diffusion weighted MR images (Leemans A, Jeurissen B, Sijbers J, and Jones DK. ExploreDTI: a graphical toolbox for processing, analyzing, and visualizing diffusion MR data. In: 17th Annual Meeting of Intl Soc Mag Reson Med, p. 3537, Hawaii, USA, 2009)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MRtrix3</td>
			<td>http://www.mrtrix.org</td>
			<td>Version 3.0_RC3-86-g4b523b41</td>
			<td>Toolbox for (pre-)processing and analysis of diffusion weighted MR images</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

advanced diffusion imaging in the hippocampus of rats with mild traumatic brain injury

Hafif travmatik beyin hasarı (mTBI) edinilmiş beyin hasarının en sık görülen türüdür. Travmatik beyin hasarı olan hastalar muazzam bir değişkenlik ve heterojenlik (yaş, cinsiyet, travma türü, diğer olası patolojiler, vb) gösterdiğinden, hayvan modelleri klinik araştırmalarda sınırlamalar olan faktörlerin çözülmesinde önemli bir rol oynamaktadır. TBI'den sonra yaralanma ve onarımın biyolojik mekanizmalarını araştırmak için standart ve kontrollü bir ortam sağlarlar. Ancak, tüm hayvan modelleri etkili mTBI yaygın ve ince doğasını taklit. Örneğin, yaygın olarak kullanılan kontrollü kortikal etki (CCI) ve lateral sıvı perküsyon hasarı (LFPI) modelleri beyni ortaya çıkarmak ve yaygın olarak mTBI'de görülmeyen yaygın fokal travmaya neden olmak için kraniyotomi kullanırlar. Bu nedenle, bu deneysel modeller mTBI taklit etmek için geçerli değildir. Bu nedenle, mTBI araştırmak için uygun bir model kullanılmalıdır. Sıçanlar için Marmarou kilo damla modeli hafif travma sürdüren hastalarda görüldüğü gibi benzer mikroyapısal değişiklikler ve bilişsel bozukluklar neden olur; bu nedenle, bu model bu protokol için seçildi. Konvansiyonel bilgisayarlı tomografi ve manyetik rezonans görüntüleme (MRG) taramaları genellikle hafif bir yaralanma sonrasında herhangi bir hasar göstermez, çünkü mTBI genellikle sadece ince ve yaygın yaralanmalara neden olur. Difüzyon ağırlıklı MRG ile beyin dokusunun mikroyapısal özelliklerini araştırmak mümkündür, bu da hafif travma sonrası mikroskobik değişiklikler hakkında daha fazla bilgi sağlayabilir. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, hafif ve yaygın beyin hasarı elde edildikten sonra hastalığın ilerlemesini takip etmek için seçilen bir ilgi bölgesi (yani, hipokampus) kantitatif bilgi elde etmektir.

Çalışmada, tüm TBI sıçanlar (n = 10) etkisi atlattı ve anestezi 23 ayrılmasından sonra 15 dakikaiçinde etkisi ve anestezi kurtarmak başardık. BT görüntülerinde kafatası kırıklarına dair bir bulgu yoktu ve T2 görüntülerinde travmadan 1 gün sonra kontüzyon bölgesinde kanama, genişlemiş ventriküller veya ödem oluşumu gibi anormallikler saptanmadı (Şekil5). Bu nedenle, anatomik görüntülerin bu görsel kontrollerine dayanarak, büyük fok...

Watch this Scientific Journal Video about Advanced Diffusion Imaging in The Hippocampus of Rats with Mild Traumatic Brain Injury at JoVE.com

Advanced Diffusion Imaging in The Hippocampus of Rats with Mild Traumatic Brain Injury

Bu işlemin genel amacı hafif travmatik beyin hasarı olan bir sıçanda hipokampus kantitatif mikroyapısal bilgi elde etmektir. Bu gelişmiş difüzyon ağırlıklı manyetik rezonans görüntüleme protokolü ve parametrik difüzyon haritalarının ilgi alanı tabanlı analizi kullanılarak yapılır.

Hafif Travmatik Beyin Hasarı Olan Sıçanların Hipokampuslarında İleri Difüzyon Görüntüleme

Mild traumatic brain injury (mTBI) is the most common type of acquired brain injury. Since patients with traumatic brain injury show a tremendous ...

Bu difüzyon görüntüleme protokolü ile hafif travmatik beyin hasarı olan bir sıçanın hipokampusundaki mikroyapısal değişiklikleri araştırmak mümkündür. Bu teknik, BT veya anatomik MRG ile tespit edilemeyen hafif ve diffüz travma sonrasında beyindeki değişiklikleri tespit edebilir. Bu teknik, objektif ve kantitatif bir şekilde hafif travmatik beyin hasarı sürdükten sonra iyileşme sürecini izlemeyi kolaylaştırır.Bu difüzyon görüntüleme ve analiz tekniği sadece klinik öncesi çalışmalarda değil, insanlarda da demans ve multipl skleroz gibi beyni etkileyen diğer hastalıklarda da uygulanabilir. Bu protokolde difüzyon taramalarının ve düzeltme adımlarının kalitesinin yüksek olması önemlidir, bu nedenle deneyimli teknisyen ve analistlerin rehberliği önerilmektedir. 12 haftalık, dişi, Wistar H sıçan ve lateral kuyruk damar içine bir kateter eklemek ayak ucutu yanıt eksikliği doğruladıktan sonra 37 derece santigrat santigrat ısıtma yastığı üzerinde hayvan yerleştirin.100 mikrolitre 2% lidokain yerel tıraş ve dezenfekte kafa derisi içine enjekte ve kafatası ortaya çıkarmak için bir orta hat kesi yapmak. Periost artık mevcut olana kadar herhangi bir fazla membran kaldırmak ve kafatası boyunca bir pamuk tomurcuk ovmak için küçük bir makas kullanın, sonra 10 milimetre çapında eklemek için doku tutkal bir damla kullanın, üç milimetre kalınlığında, metalik disk yaklaşık 1 /3 önünde ve bregma arkasında 2/3. Travmatik beyin hasarı indüksiyoniçin, belirli bir yay sabiti köpük yatak ile özel bir yatak üzerinde sıçan yerleştirin ve mümkün olduğunca yatay kask ile 450 gram pirinç ağırlığı ile şeffaf bir plastik tüp doğrudan altında sıçan yerleştirin.Ağırlığı bir metreye kadar çekin. İkinci bir deneyci mevcut, ağırlık bırakın ve ikinci deneyci ikinci bir yaralanmayı önlemek için darbeden hemen sonra tüp uzak sıçan hareket ettirin. Kaskı kafatasından yavaşça çekin ve kanamayı önlemek için gazlı bez kullanın.Bir dikiş ile cildi kapatın ve kesi için lokal analjezi jel uygulayın. Bir CT tarayıcı yatağına sıçan yerleştirin ve kafatası kırıkları ekarte etmek için genel amaçlı, düşük doz CT taraması yönetmek, sonra tam recumbency kadar izleme ile 37 derece santigrat Kalorifer pad üzerinde temiz bir kafes içinde hayvan geri dönmeden önce sıçan yerleştirin. Travma indüksiyonundan bir gün önce ve bir gün sonra, deney hayvanındaki ayak ucutuya tepki eksikliğini onaylayın ve hayvanı MR tarayıcı yatağına kafa, eğilimli bir pozisyonda yerleştirin.Quadrature hacim bobinini başın üzerine kaydırın ve tarayıcı yatağını tarayıcı nın deliklerine doğru ilerletin. Doğru konumlandırmayı sağlamak için varsayılan 3 düzlemli izci tonu alın. Tsama bittiğinde, görüntüyü ekrana yükleyin ve başın düz yattığından ve beynin mıknatıs ve bobinin ortasına yerleştirildiğinden emin olun.Alan, görünüm ve matris boyutu dışında varsayılan ayarları kullanarak T2 ağırlıklı görüntüler edinin ve 109 mikrometre ile 109 daha yüksek bir düzlem içi çözünürlüğe ayarlanmalıdır. Geometri Düzenleyicisi'ni açın ve dilim paketini beynin ve beyincik bulbus'u da dahil olmak üzere doğru konuma yerleştirin ve B_diffusion klasöründen üç yeni yankı-düzlemsel, difüzyon ağırlıklı spin-echo dizilerini klasörden tarayın kontrol protokolüne yükleyin. Varsayılan ayarları kullanarak difüzyon ağırlıklı görüntüler edinin ve Teşle sekmesini açın.Dilim yönünü eksenel ve dilim sayısını 25'e ayarlayıp 500 mikrometrelik bir dilim kalınlığı ve 600 mikrometrelik bir iç dilim mesafesi elde edin ve okuma yönünü sol-sağa doğru değiştirin. Geometri sekmesialtında, geometrik parametreleri ayarlayın ve 333'e 333 mikrometre çözünürlüğü sağlamak için görüş alanını ve matris boyutunu 105'e göre 105 olarak ayarlayın. Üç difüzyon kabuğunun her biri için Araştırma sekmesindeki Difüzyon sekmesini tıklatın ve difüzyon yönünü ilk kabuk için 32, ikinci kabuk için 46 ve üçüncü kabuk için 64 olarak ayarlayın.B0 görüntü sayısını ilk kabuk için beş, ikinci kabuk için beş ve üçüncü kabuk için yedi olarak değiştirin ve degrade yönünü özel degrade yön dosyalarıyla ayarlayın. İlk kabuk için kare başına 800 saniye, ikinci kabuk için milimetre kare başına 1, 500 saniye ve üçüncü kabuk için milimetre kare başına 2,000 saniye yön başına B değerini ayarlayın, sonra Geometri Düzenleyicisi açın ve artifakı ve tazyik süresini azaltmak için yalnızca serebrum içeren bulbus ve serebellum arasındaki görüş alanını yerleştirin. Tarama protokolü nün tamamlanmasıyla, hayvanı tarayıcı yatağından tam tedavi ye kadar izlenerek 37 derecelik bir ısıtma yastığıyla temiz bir kafese aktarın.Difüzyon MRI görüntü işleme için, MRtrix3 görüntüleri yükleyin ve yazılım programında difüzyon ağırlıklı görüntüler üzerinde gürültü düzeltme ve Gibbs zil düzeltme gerçekleştirin. T2 görüntüdeki düzeltilmiş, difüzyon ağırlıklı görüntüleri belirtildiği gibi NIFTI biçimine dönüştürün. Eko düzlemsel görüntüleme, hareket ve eddy akım bozulmaları için düzeltme yapmak için, ExploreDTI'nin Eklentiler menüsünde konu hareketi EC/EPI bozulmaları için Düzeltme'yi seçin ve önceden işlenmiş difüzyon veri dosyasını seçin.Her sıçan için difüzyon tensör görüntüleme ölçümlerini hesaplamak için Eklentiler ve NIFTI'ye Dışa aktar'ı tıklatın, ardından difüzyon tensör görüntüleme modelinin parametrik haritalarını seçin ve kurtosis ve beyaz madde yolu bütünlüğü modelleri için parametrik haritaları dışa aktarın. Her sıçanın hipokampus için bir maske dosyası oluşturmak için, MRtrix görüntüleyicide sıçanın fraksiyonel asiztropi görüntüsünü yükleyin ve yeni bir ilgi alanı oluşturmak için artı düğmesini tıklayın. Farenin hipokampusunun difüzyon ölçümlerini ayıklamak için, AMIDE yazılımında oluşturulan maske dosyasını alın ve farenin parametrik haritalarını ve maske görüntüsünü açın.Maske dosyasının ilgi çekici bölgesini AMIDE'ye eklemek için maske dosyası görüntüsünü seçin, İlgi Alanı Ekle ve 3D izocontour'u tıklatın ve ilgi bölgesine anlamlı bir ad verin. Maske görüntüsünde görüntülenen ilgi bölgesine tıklayın ve bu birimin yalnızca bir değere sahip voxel'ler içermesi gerektiğini onaylayın. Hipokampustaki difüzyon ölçümlerinin ortalama değerlerini hesaplamak için Araçlar ve Faiz İstatistiklerini Hesapla'yı tıklatın ve eklenecek görüntüleri ve ilgi alanı belirtin.Yürüt'ü tıklattıktan sonra, daha fazla istatistiksel çözümleme için kullanılabilecek hesaplanmış değerlere sahip bir açılır pencere görüntülenir. Bu temsili deneyde, BT görüntüleme ile değerlendirildiği gibi kafatası kırığı bulgusu yoktu ve T2 görüntüleri travmadan bir gün sonra kontüzyon yerinde herhangi bir anormallik göstermedi. T2 görüntüsü ile difüzyon veri seti arasındaki katı olmayan ortak kayıt adımının kalitesini incelemek için, renk kodlu fraksiyonel asiztropi haritasına T2 görüntüsünün bir bindirmesi eklendi.Kesirli aisotropi, ortalama difüzivite, eksenel difüzivasyon ve radyal difüzivasyon parametrik haritaları için parametrik haritalar daha sonra hesaplanabilir. İlgi alanı içinde eksenel, ortalama ve radyal kurtoz değerleri için ortalama değerlerin yanı sıra aksonal su fraksiyonu değerleri, eksenel ve radyal ekstra aksonal diffüzlük ve beyaz madde yolu bütünlüğünün tortuositliği de yapılabilir. Bu temsili deneyde, difüzyon tensör görüntüleme ölçümlerinin analizi, fraksiyonel anizotropi değerlerinde önemli bir artış ve hafif travmatik beyin hasarı grubunda ki etkiyi takiben difüzivite değerlerinde azalma saptantI.Difüzyon kurtoz ölçümleri de etki sonrası radyal kurtozda önemli bir azalma gösterirken eksenel veya ortalama kurtozda herhangi bir değişiklik gözlenmedi. Beyaz madde yolu bütünlüğü modeli kullanılarak, radyal ekstra-aksonal diffüzivite önemli bir azalma gösterdi ve tortuosity darbeden bir gün sonra hafif travmatik beyin hasarı grubunda önemli bir artış gösterdi. Görüntü analizi sırasında, MRtrix'teki veri biçiminin düzgün bir şekilde dönüştürülüp ExploreDTI'ye aktarılıp aktarılmadığını ve her düzeltme adımının doğru şekilde gerçekleştirilip gerçekleştirilmediğini kontrol etmek önemlidir.RoI tabanlı analiz yerine, bir voxel-by-voxel analizi tüm beyin değişiklikleri araştırmak için uygulanabilir. Bu teknik nörogörüntüleme alanında çok değerlidir ve demans ve multipl skleroz gibi diğer beyin hastalıklarına da uygulanabilir.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

Hafif Travmatik Beyin Hasarı takiben Hipokampal Devre İşlev değişimler üzerine araştırmalar

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological ...

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

Patlama travmatik beyin hasarı roman Vitro modeli

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Serebral arterler patlama kaynaklı Neurotrauma etkilerini basınçlı kemirgen orta

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice

Farelerde Travmatik Beyin Hasarı Sonrası Caecum Mikrobiyotasında Ki Değişikliklerin Araştırılması

Increasing evidence shows that the microbiota-gut-brain axis plays an important role in the pathogenesis of brain diseases. Several studies also ...

Laser-Induced Brain Injury in the Motor Cortex of Rats

Farelerin Motor Korteksinde LazerE Bağlı Beyin Hasarı

A common technique for inducing stroke in experimental rodent models involves the transient (often denoted as MCAO-t) or permanent (designated as MCAO-p) ...

Low-intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-head Mild Traumatic Brain Injury in Rodents

Kemirgenlerde Kapalı Başlı Hafif Travmatik Beyin Hasarının Preklinik Değerlendirmesi için Düşük Yoğunluklu Patlama Dalgası Modeli

Traumatic brain injury (TBI) is a large-scale public health problem. Mild TBI is the most prevalent form of neurotrauma and accounts for a large number of ...

A Metric Test for Assessing Spatial Working Memory in Adult Rats Following Traumatic Brain Injury

Travmatik Beyin Hasarından Sonra Yetişkin Sıçanlarda Mekansal Çalışma Belleğini Değerlendirmek için Bir Metrik Test

Impairments to sensory, short-term, and long-term memory are common side effects after traumatic brain injury (TBI). Due to the ethical limitations of ...

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

Farelerde Hafif Travmatik Beyin Hasarının Elektromanyetik Kontrollü Kapalı Kafa Modeli

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...

Assessing Changes in Synaptic Plasticity Using an Awake Closed-Head Injury Model of Mild Traumatic Brain Injury

Hafif Travmatik Beyin Hasarının Uyanık Kapalı Kafa Travması Modelini Kullanarak Sinaptik Plastisitedeki Değişikliklerin Değerlendirilmesi

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a prevalent health issue in North America. There is increasing pressure to utilize ecologically valid models of ...

Intravital Imaging of Fluorescent Protein Expression in Mice with a Closed-Skull Traumatic Brain Injury and Cranial Window Using a Two-Photon Microscope

Kapalı Kafatası Travmatik Beyin Hasarı ve Kraniyal Penceresi Olan Farelerde Floresan Protein Ekspresyonunun İki Foton Mikroskobu Kullanılarak İntravital Görüntülenmesi

The goal of this protocol is to demonstrate how to longitudinally visualize the expression and localization of a protein of interest within specific cell ...