Name: head implants for the neuroimaging of awake, head-fixed rats
Uploaded: 2022-09-07T13:40:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Head Implants for the Neuroimaging of Awake, Head-Fixed Rats at JoVE.com

Vi anerkender Clara Jones, James Stirwalt, Linh Hoang, Young Joon Ha og Amirsoheil Zareh for deres hjælp under træning af rotterne og forberedelse af slyngerne. Finansieringen blev ydet af National Institutes of Health (NIH, tilskudsnummer: NS119852) og Leducq Foundation (tilskudsnummer: 15CVD02).

Alle procedurer var i overensstemmelse med National Institute of Health retningslinjer og godkendt af University of California, Irvine Animal Care and Use Committee. Syv hanner og en hunrotte (Sprague-Dawley, vægt: 185-350 g) blev anvendt i denne undersøgelse. Efter undersøgelsens afslutning blev rotterne ofret ved hjælp af kuldioxid overdosis.
1. Design af forskellige komponenter
<ol><li>Design af hovedimplantatet:<ol><li>Lav hovedimplantatet ved hjælp af CAD-software ...

<ol>
	<li>Cicero, L., Fazzotta, S., Palumbo, V. D., Cassata, G., Lo Monte, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anesthesia+protocols+in+laboratory+animals+used+for+scientific+purposes.">Anesthesia protocols in laboratory animals used for scientific purposes.</a> Acta Biomedica. 89 (3), 337-342 (2018).</li><li>Lythgoe, M. F., Sibson, N. R., Harris, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroimaging+of+animal+models+of+brain+disease.">Neuroimaging of animal models of brain disease.</a> British Medical Bulletin. 65, 235-257 (2003).</li><li>Albrecht, M., Henke, J., Tacke, S., Markert, M., Guth, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+repeated+anaesthesia+on+physiological+parameters+in+male+Wistar+rats:+A+telemetric+study+about+isoflurane,+ketamine-xylazine+and+a+combination+of+medetomidine,+midazolam+and+fentanyl.">Influence of repeated anaesthesia on physiological parameters in male Wistar rats: A telemetric study about isoflurane, ketamine-xylazine and a combination of medetomidine, midazolam and fentanyl.</a> BMC Veterinary Research. 10, 310 (2014).</li><li>Uhlig, C., Krause, H., Koch, T., Gama de Abreu, M., Spieth, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anesthesia+and+monitoring+in+small+laboratory+mammals+used+in+anesthesiology,+respiratory+and+critical+care+research:+A+systematic+review+on+the+current+reporting+in+top-10+impact+factor+ranked+journals.">Anesthesia and monitoring in small laboratory mammals used in anesthesiology, respiratory and critical care research: A systematic review on the current reporting in top-10 impact factor ranked journals.</a> PLoS One. 10 (8), 0134205 (2015).</li><li>Chen-Bee, C. 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=Visualizing+and+quantifying+evoked+cortical+activity+assessed+with+intrinsic+signal+imaging.">Visualizing and quantifying evoked cortical activity assessed with intrinsic signal imaging.</a> Journal of Neuroscience Methods. 97 (2), 157-173 (2000).</li><li>Chen-Bee, C. H., Agoncillo, T., Xiong, Y., Frostig, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+triphasic+intrinsic+signal:+Implications+for+functional+imaging.">The triphasic intrinsic signal: Implications for functional imaging.</a> The Journal of Neuroscience. 27 (17), 4572-4586 (2007).</li><li>Chen-Bee, C. H., Agoncillo, T., Lay, C. C., Frostig, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+signal+optical+imaging+of+brain+function+using+short+stimulus+delivery+intervals.">Intrinsic signal optical imaging of brain function using short stimulus delivery intervals.</a> Journal of Neuroscience Methods. 187 (2), 171-182 (2010).</li><li>Scott, B. B., Brody, C. D., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+Resolution+Functional+Imaging+in+Behaving+Rats+Using+Voluntary+Head+Restraint.">Cellular Resolution Functional Imaging in Behaving Rats Using Voluntary Head Restraint.</a> Neuron. 80 (2), 371-384 (2013).</li><li>Frostig, R. D., Lieke, E. E., Ts'o, D. Y., Grinvald, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+functional+architecture+and+local+coupling+between+neuronal+activity+and+the+microcirculation+revealed+by+in+vivo+high-resolution+optical+imaging+of+intrinsic+signals.">Cortical functional architecture and local coupling between neuronal activity and the microcirculation revealed by in vivo high-resolution optical imaging of intrinsic signals.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 87 (16), 6082-6086 (1990).</li><li>Chang, P. 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=Novel+method+for+functional+brain+imaging+in+awake+minimally+restrained+rats.">Novel method for functional brain imaging in awake minimally restrained rats.</a> Journal of Neurophysiology. 116 (1), 61-80 (2016).</li><li>Stenroos, P., 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=Awake+rat+brain+functional+magnetic+resonance+imaging+using+standard+radio+frequency+coils+and+a+3D+printed+restraint+kit.">Awake rat brain functional magnetic resonance imaging using standard radio frequency coils and a 3D printed restraint kit.</a> Frontiers in Neuroscience. 12, 548 (2018).</li><li>Vogler, G. A., Suckow, M. A., Weisbroth, S. H., Franklin, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+19+-+Anesthesia+and+Analgesia+(Second+Edition).">Chapter 19 - Anesthesia and Analgesia (Second Edition).</a> The Laboratory Rat. , 627-664 (2006).</li><li>Schwarz, 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=The+head-fixed+behaving+rat--Procedures+and+pitfalls.">The head-fixed behaving rat--Procedures and pitfalls.</a> Somatosensory and Mot Research. 27 (4), 131-148 (2010).</li><li>Roh, M., Lee, K., Jang, I. S., Suk, K., Lee, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acrylic+resin+molding+based+head+fixation+technique+in+rodents.">Acrylic resin molding based head fixation technique in rodents.</a> Journal of Visualized Experiments. (107), e53064 (2016).</li><li>Ferris, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+in+awake+animal+magnetic+resonance+imaging.">Applications in awake animal magnetic resonance imaging.</a> Frontiers in Neuroscience. 16, 854377 (2022).</li><li>Tiran, 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=Transcranial+functional+ultrasound+imaging+in+freely+moving+awake+mice+and+anesthetized+young+rats+without+contrast+agent.">Transcranial functional ultrasound imaging in freely moving awake mice and anesthetized young rats without contrast agent.</a> Ultrasound in Medicine and Biology. 43 (8), 1679-1689 (2017).</li><li>Desjardins, 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=Awake+mouse+imaging:+From+two-photon+microscopy+to+blood+oxygen+level-dependent+functional+magnetic+resonance+imaging.">Awake mouse imaging: From two-photon microscopy to blood oxygen level-dependent functional magnetic resonance imaging.</a> Biological Psychiatry: Cognitive Neuroscience and Neuroimaging. 4 (6), 533-542 (2019).</li><li>Koletar, M. M., Dorr, A., Brown, M. E., McLaurin, J., Stefanovic, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Refinement+of+a+chronic+cranial+window+implant+in+the+rat+for+longitudinal+in+vivo+two-photon+fluorescence+microscopy+of+neurovascular+function.">Refinement of a chronic cranial window implant in the rat for longitudinal in vivo two-photon fluorescence microscopy of neurovascular function.</a> Scientific Reports. 9, 5499 (2019).</li><li>Drew, P. 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=Chronic+optical+access+through+a+polished+and+reinforced+thinned+skull.">Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull.</a> Nature Methods. 7 (12), 981-984 (2010).</li><li>Cao, 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=Functional+and+oxygen-metabolic+photoacoustic+microscopy+of+the+awake+mouse+brain.">Functional and oxygen-metabolic photoacoustic microscopy of the awake mouse brain.</a> Neuroimage. 150, 77-87 (2017).</li><li>Grinvald, A., Frostig, R. D., Siegel, R. M., Bartfeld, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+optical+imaging+of+functional+brain+architecture+in+the+awake+monkey.">High-resolution optical imaging of functional brain architecture in the awake monkey.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 88 (24), 11559-11563 (1991).</li><li>Roe, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+optical+imaging+of+intrinsic+signals+in+anesthetized+and+awake+monkeys.">Long-term optical imaging of intrinsic signals in anesthetized and awake monkeys.</a> Applied Optics. 46 (10), 1872-1880 (2007).</li><li>Polley, D., Kva&#353;&#328;&#225;k, E., Frostig, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Naturalistic+experience+transforms+sensory+maps+in+the+adult+cortex+of+caged+animals.">Naturalistic experience transforms sensory maps in the adult cortex of caged animals.</a> Nature. 429 (6987), 67-71 (2004).</li></ol>

Brugen af vågen, hovedfikseret rottebilleddannelse giver mange fordele med hensyn til lethed og tilpasning. De specialdesignede sejl gør det muligt at pakke rotterne ind i åndbart netmateriale, hvilket eliminerer behovet for at indeslutte dyr i lukkede plastfastholdelseskamre i længere tid10,11. Rotter holdes rolige og stressfri under hele den lange varighed af successive billeddannelsessessioner ved hjælp af en meget lav dosis acepromazin under niveauerne f...

De fleste af de grundlæggende, prækliniske og translationelle videnskabelige neuroimaging undersøgelser er erhvervet fra bedøvede dyr 1,2. Anæstetika letter eksperimentering, men påvirker kontinuerligt hjernens og kroppens stofskifte, blodtryk og puls3. Typen af bedøvelsesmiddel og varigheden og administrationsvejen tilføjer forvirrende variabler til datafortolkning, der kan bidrage til reproducerbarhed og translationelle fejl4. En stor flaskehals i vågne, hovedfikserede rotteneuroimaging undersøgelser er kravet om at holde rotten stille og rolig under hele forberedelses- og dataindsamlingsprocesserne. Små bevægelser producerer uberettigede bevægelsesartefakter, som kan påvirke dataanalyse og fortolkninger negativt.
En ny model af neuroimaging fra vågne, hovedfikserede rotter ved hjælp af tilpassede slynger, tredimensionelle (3D) printede hovedimplantater, hovedhætter og en hovedramme er blevet udtænkt, der giver flere fordele for nem eksperimentering. 3D-hovedimplantatet er let og dækker en lille del af kraniet, der er nødvendigt for transfiksering. De 3D-printede hovedimplantater og hætter er designet ved hjælp af CAD-software (Computer Aided Design). Protokollerne for whisker stimulation, dataindsamling, dataanalyse og resultater fra bedøvede rotter er blevet beskrevet detaljeret i tidligere arbejde 5,6,7.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr >
			<td >Rats</td>
			<td >Charles River</td>
			<td >Sprague Dawley</td>
			<td ></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Isoflurane</td>
			<td >Pivetal</td>
			<td >21295098</td>
			<td>General anesthetic</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Lidocaine HCl 2% injection</td>
			<td >Phoenix</td>
			<td >L-2000-04</td>
			<td>Local anesthetic</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Atropine sulfate injection</td>
			<td >Vedco</td>
			<td >5098907512</td>
			<td>Help in respiration</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Lactated Ringer&#39;s injection solution</td>
			<td >Vedco</td>
			<td >50989088317</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Flunixin injection</td>
			<td >Vedco</td>
			<td >6064408670</td>
			<td>Pain management</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Enrosite injection (Enrofloxacin 2.27%)</td>
			<td >VetOne</td>
			<td >501084</td>
			<td>Avoid infection</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >PromAce injection (Acepromazine maleate)</td>
			<td >Beohringer Ingelheim</td>
			<td >136059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Animax ointment</td>
			<td >Dechra Veterinary Products</td>
			<td >122-75</td>
			<td>active ingredients of nystatin 1000units per gram, neomycin sulfate 2.5mg per gram, thiostrepton 2500 units per gram, and triamcinolone acetonide 1mg per gram</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Puralube ophthalmic ointment</td>
			<td >Dechra Veterinary Products</td>
			<td >211-38</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Povidone-iodine PVP prep pads</td>
			<td >Medline</td>
			<td >MDS093917</td>
			<td>Betadine generic</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Isopropyl alcohol swabs</td>
			<td >BD</td>
			<td >326895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Vetbond tissue adhesive</td>
			<td >3M</td>
			<td >1469SB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bur (drill bit), standard operatory carbide</td>
			<td >SS White Burs</td>
			<td >14829</td>
			<td>#3 bur</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Screws, 00-90 x 1/8 flat head stainless steel</td>
			<td >J.I. Morris</td>
			<td >F0090CE125</td>
			<td>Anchor screws</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Stereotaxic system</td>
			<td >Kopf Instruments</td>
			<td >1430</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Homeothermic heating blanket</td>
			<td >Harvard Apparatus</td>
			<td >50-7220-F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Pulse oximeter &#38; heart rate monitor</td>
			<td >Kent Scientific</td>
			<td >MouseStat Jr.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Petrolatum</td>
			<td >Fisher Scientific</td>
			<td >P66-1LB</td>
			<td>Vaseline generic</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Wire, bare copper</td>
			<td >Fisher Scientific</td>
			<td >15-545-2C</td>
			<td>20 gauge</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Teets Cold Cure powder</td>
			<td >Pearson Dental</td>
			<td >C73-0054&#160;</td>
			<td>active ingredient: Methyl Methacrylate</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Teets Cold Cure liquid</td>
			<td >Pearson Dental</td>
			<td >C73-0078&#160;</td>
			<td>active ingredient: Methyl Methacrylate</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Silicone mold rubber</td>
			<td >Smooth-On</td>
			<td >Body Double Fast</td>
			<td>silicon polymer</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Metricide 28 (Germicide)</td>
			<td >Metrex</td>
			<td >Oct-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >India ink, black</td>
			<td >Pelikan</td>
			<td >301051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Dental drill</td>
			<td >NSK Dental</td>
			<td >Ultimate XL-F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >3D printer</td>
			<td >Prusa Research</td>
			<td >i3 MK3S+</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Sew on fasteners</td>
			<td >Velcro</td>
			<td >90030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Pet screening utility fabric</td>
			<td >Joann</td>
			<td >10173334</td>
			<td>Netting material</td>
		</tr>
		<tr >
			<td >Bur (drill bit), standard operatory carbide</td>
			<td >SS White Burs</td>
			<td >14829</td>
			<td>#1 bur</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

head implants for the neuroimaging of awake, head-fixed rats

Anæstetika, der almindeligvis anvendes i præklinisk og grundlæggende videnskabelig forskning, har en depressiv indflydelse på hjernens metaboliske, neuronale og vaskulære funktioner og kan påvirke neurofysiologiske resultater negativt. Brugen af vågne dyr til forskningsundersøgelser er fordelagtig, men udgør den store udfordring at holde dyrene rolige og stationære for at minimere bevægelsesartefakter gennem dataindsamling. Vågen billeddannelse hos gnavere af mindre størrelse (f.eks. Mus) er meget almindelig, men forbliver ringe hos rotter, da rotter er større, stærkere og har en større tendens til at modsætte sig bevægelsesbegrænsninger og hovedfiksering over de lange varigheder, der kræves til billeddannelse. En ny model for neuroimaging af vågne, hovedfikserede rotter ved hjælp af tilpassede håndsyede slynger, 3D-printede hovedimplantater, hovedhætter og en hovedramme er beskrevet. Resultaterne opnået efter et enkelt forsøg med enkelt-whisker stimulering tyder på en stigning i intensiteten af det fremkaldte funktionelle respons. Erhvervelsen af den fremkaldte funktionelle respons fra vågne, hovedfikserede rotter er hurtigere end fra bedøvede rotter, pålidelig, reproducerbar og kan bruges til gentagne langsgående undersøgelser.

De repræsentative optiske billeddannelsessignaler fra et enkelt forsøg med en bedøvet rotte og den opsummerede respons (af 40 indsamlede forsøg) fra en vågen rotte er vist (figur 4). Signalintensiteten for enkeltknurhårstimulering af en vågen rotte kan visualiseres ved en højere tærskel end for den bedøvede rotte, hvilket viser et stærkere signal fra det vågne dyr. C2-knurhårene fra rotter stimuleres ved 5 Hz i 1 s, og den funktionelle respons vises som en brøkdel i forhold til...

Watch this Scientific Journal Video about Head Implants for the Neuroimaging of Awake, Head-Fixed Rats at JoVE.com

Head Implants for the Neuroimaging of Awake, Head-Fixed Rats

En detaljeret ny procedure for funktionel billeddannelse af vågne, hovedfikserede rotter er beskrevet.

Hovedimplantater til neuroimaging af vågne, hovedfikserede rotter

Anesthetics, commonly used in preclinical and fundamental scientific research, have a depressive influence on the metabolic, neuronal, and vascular ...

Det meste grundlæggende og translationelle arbejde kommer fra bedøvede dyr. Anæstetika kan tilføje forvirrende variabler til dataanalyse og fortolkning. Dette arbejde gør det muligt for vågen billeddannelse hos rotter at omgå dette problem.Dette design er ret simpelt. Hele samlingen er let, så det forringer ikke dyrets normale liv. Det betyder, at det også kan bruges til langvarig kronisk billeddannelse.Dr. Mehwish Bhatti, seniorpostdoc fra vores laboratorium, hjælper med at demonstrere denne procedure. Begynd med at lave hovedimplantatet ved hjælp af CAD-software til at afbilde området bagved bregma og støder op til midterlinjen centreret på den somatosensoriske cortex. Sørg for, at hovedimplantatet dækker et område på 0,9 til 1,9 millimeter på kraniet væk fra billeddannelsesområdet.Brug kun tre skruer til at forankre hovedimplantatet på rottekraniet. Design alle skruehullerne på den modsatte side af midterlinjen i den kontralaterale del af billedhalvkuglen. For at gøre det muligt for ledninger at fastgøre hovedhætten til hovedimplantatet skal du placere en hul stang i den øverste del af hovedimplantatet.Design derefter hætten, og sørg for, at den dækker billedområdet fuldstændigt og beskytter det mod ethvert traume. Tilføj en krumning til hovedhætten, så den flugter med hovedets form uden at forårsage vanskeligheder for dyrets daglige aktiviteter i de standard berigede bure. Skær indersiden af hovedhætten i en bredere rektangulær form, så den øverste del af hovedimplantatet kan passe ind i den.Vinkelret på dette rektangel skæres to andre rektangulære områder for at forankre hovedhætten til hovedimplantatet. For at fastgøre hovedhætten på rottens hoved skal ledningerne føres gennem hovedimplantatets øverste hule stang. Design hovedrammen, så en skåret del kan bevæge sig gennem hovedimplantatets øverste stang og fastgøres ved hjælp af en klemme.For at gøre den kontralaterale side tilgængelig for billeddannelse skal du vinkle den anden afskårne del for at give ekstra styrke til at holde rottehovedet fast. Udskriv hovedimplantatet og hovedhætten ved hjælp af 3D-printeren. Mål dyrets vægt for at beregne mængden af bedøvelsesmiddel, der skal administreres.Bedøv dyret ved at injicere natriumpentobarbital intraperitonealt. Flere anæstesialternativer kan anvendes i denne operation, såsom isofluran, ketamin eller xylazin. Injicer atropin intramuskulært for at reducere slimsekretioner under vejrtrækning.Brug en hårtrimmer til at barbere rottens hoved startende mellem øjnene til bagsiden af ørerne fem millimeter centreret omkring midterlinjen. Overvåg derefter den delvise iltmætning og puls ved hjælp af et pulsoximeter og pulsmålersonde, der er fastgjort til rottens bagben. Tør rottens hoved og det omkringliggende område tre gange med Betadine og 70% alkoholservietter alternativt.Fastgør rotten i et stereotaksisk system. Indsæt derefter en vaselinsmurt rektal sonde for at måle rottens kropstemperatur og opretholde den gennem varmetæppets feedbacksystem for at undgå hypotermi efter bedøvelsesadministration. Påfør oftalmisk salve på begge øjne for at forhindre tørring.Administrer 2% lokalbedøvelse subkutant over det kirurgiske sted og tre millimeter lakteret Ringers opløsning ved stuetemperatur subkutant for at forhindre dehydrering og give næring under operationen. Brug skarp kirurgisk saks til at fjerne den del af huden over det kirurgiske sted. Disseker og fjern en del af huden mellem øret og øjet på den tidsmæssige del af hovedet.Brug en skalpel til at fjerne det underliggende hudvæv for at udsætte kraniet. Rens derefter kraniet ved hjælp af steriliseret bomuldsgasbind. Skær den temporale muskel og udsæt kranieområdet på den kontralaterale halvkugle for hovedimplantatet.Placer hovedimplantatet på kraniet for at fastslå placeringen af forankringsskruer til implantatet. Marker nu kraniet ved hjælp af indisk blæk til boring af skruerne med boret et. Bor grathullerne til skruerne ved hjælp af tandbor tre, og skru hovedimplantatet på plads.Tør kraniet ved hjælp af sterilt gaze og påfør et tyndt lag vævslim omkring og under hovedimplantatet for at lime det på kraniet. Brug tandcement til at støtte hovedimplantatet yderligere på plads, og lad cementen tørre i to til tre minutter. Brug endvidere tandbor tre til at reducere tykkelsen af et område på 7,5 millimeter x 7,5 millimeter på venstre side af kraniet lige bagved bregma og lateralt til midterlinjen til 50 mikrometer.Påfør topisk antibiotisk salve over det kirurgiske sted og dæk det derefter med et tyndt lag silikonegummi for at beskytte det tynde kranium. Dæk derefter det kirurgiske sted ved hjælp af hovedhætten og fastgør det på plads med de to små stykker ledninger, der går gennem både hovedimplantatet og hovedhætten. Påfør silikonegummi til at dække hovedhætten og kraniet for at stabilisere hovedhætten yderligere på rottens hoved.Administrer buprenorphin og antibiotika intraperitonealt for at håndtere smerte og betændelse og forhindre infektion. De optiske billeddannelsessignaler fra den opsummerede respons fra en vågen rotte og et enkelt forsøg med en bedøvet rotte vises. Det funktionelle respons af den vågne hoved faste rotte er 140 gange stærkere end den bedøvede rotte.Pas på ikke at tilføje for meget cement over hovedpladen. Det kan forhindre, at hætten fastgøres korrekt. Denne metode kan i vid udstrækning anvendes til vågen hoved fast tynd kranium neuroimaging.Med kraniotomier kan det udvides til andre neuroimaging protokoller, herunder funktionel ultralydsbilleddannelse, calcium billeddannelse, og fluorescens billeddannelse. Vågen billeddannelse giver mulighed for en ny arbejdsgruppe uden de forvirrende variabler, der introduceres med anæstetika.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Basics of Multivariate Analysis in Neuroimaging Data

Multivariate analysis techniques for neuroimaging data have recently received increasing attention as they have many attractive features that cannot be ...

Preparation of an Awake Mouse for Recording Neural Responses and Injecting Tracers

Udarbejdelse af en vågen Mouse til optagelse Neurale svarene og Injektion Lysspor

It is well known that anesthesia alters neural response properties in various regions of the brain.13.  In the auditory system, fundamental response ...

A Procedure for Implanting Organized Arrays of Microwires for Single-unit Recordings in Awake, Behaving Animals

A Procedure til implantering Organized Arrays af Microwires for Single-unit optagelser i Vågn op, fungerende dyr

In vivo electrophysiological recordings in the awake, behaving animal provide a powerful method for understanding neural signaling at the single-cell ...

Juxtacellular Monitoring and Localization of Single Neurons within Sub-cortical Brain Structures of Alert, Head-restrained Rats

Juxtacellular Overvågning og lokalisering af Single neuroner inden subcorticale hjernestrukturer af indberetning, Head-behersket rotter

There are a variety of techniques to monitor extracellular activity of single neuronal units. However, monitoring this activity from deep brain structures ...

Surgical Method for Virally Mediated Gene Delivery to the Mouse Inner Ear through the Round Window Membrane

Kirurgisk metode til Viralt gentilførsel til muse Inner Ear gennem det runde vindues membran

Gene therapy, used to achieve functional recovery from sensorineural deafness, promises to grant better understanding of the underlying molecular and ...

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

In vitro Modellering af Kræft Neural Invasion: Dorsal rodganglie Model

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These ...

Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy (NIRS) Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa

Neuroimaging Field Methods Using Functional Near Infrared Spectroscopy NIRS Neuroimaging to Study Global Child Development: Rural Sub-Saharan Africa

Neuroimaging felt metoder ved hjælp af funktionelle nær infrarød spektroskopi (NIRS) Neuroimaging at studere globale børns udvikling: landdistrikter Sahara

Portable neuroimaging approaches provide new advances to the study of brain function and brain development with previously inaccessible populations and in ...

Visualizing Protein Kinase A Activity In Head-fixed Behaving Mice Using In Vivo Two-photon Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy

Visualisering af proteinkinase en aktivitet i hoved-fast opfører mus ved hjælp in vivo to-foton fluorescens levetid Imaging mikroskopi

Neuromodulation exerts powerful control over brain function. Dysfunction of neuromodulatory systems results in neurological and psychiatric disorders. ...

Preparation of the Rat Vocal Fold for Neuromuscular Analyses

Forberedelse af Rat Vocal Fold til neuromuskulære analyser

The purpose of this tutorial is to describe the preparation of the rat vocal fold for histochemical neuromuscular study. This protocol outlines procedures ...