Name: head implants for the neuroimaging of awake, head-fixed rats
Uploaded: 2022-09-07T13:40:00
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Clara Jones, James Stirwalt, Linh Hoang, Young Joon Ha 및 Amirsoheil Zareh에게 쥐 훈련과 슬링 준비에 도움을 주신 것에 감사드립니다. 자금은 국립 보건원(NIH, 보조금 번호: NS119852)과 Leducq 재단(보조금 번호:15CVD02)에서 제공했습니다.

모든 절차는 국립 보건원 (National Institute of Health) 지침을 준수했으며 캘리포니아 대학교 어바인 동물 관리 및 사용위원회 (University of California, Irvine Animal Care and Use Committee)의 승인을 받았습니다. 7마리의 수컷 및 1마리의 암컷 쥐(Sprague-Dawley, 체중: 185-350 g)를 본 연구에 사용하였다. 연구 완료 후, 래트를 이산화탄소 과다 투여를 사용하여 희생시켰다.
1. 다른 구성 요소의 디?...

<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>

깨어 있는 머리 고정 쥐 이미징을 사용하면 용이성과 사용자 정의 측면에서 많은 이점을 얻을 수 있습니다. 맞춤형으로 설계된 슬링은 쥐를 통기성 있는 그물망 재료로 감쌀 수 있게 하여 동물을 밀폐된 플라스틱 구속실에 장기간 가둘 필요가 없습니다10,11. 쥐는 쥐의 약한 진정 수준(1.0-2.5mg/kg)보다 낮은 매우 낮은 용량의 아세프로마진을 사용하여 연속...

대부분의 기본, 전임상 및 중개 과학적 신경 영상 조사는 마취 된 동물 1,2에서 획득됩니다. 마취제는 실험을 용이하게 하지만 뇌와 신체의 신진대사, 혈압 및 심박수에 지속적으로 영향을 미칩니다3. 마취제의 종류와 투여 기간 및 경로는 재현성 및 번역 실패에 기여할 수 있는 데이터 해석에 교란 변수를 추가합니다4. 깨어 있는 머리 고정 쥐 신경 영상 연구의 주요 병목 현상은 준비 및 데이터 수집 과정 전반에 걸쳐 쥐를 고정시키고 침착하게 유지해야 한다는 요구 사항입니다. 작은 움직임은 부당한 모션 아티팩트를 생성하여 데이터 분석 및 해석에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
맞춤형 슬링, 3차원(3D) 프린팅된 머리 임플란트, 헤드 캡 및 헤드프레임을 사용하여 깨어 있는 머리 고정 쥐의 새로운 신경 영상 모델이 고안되어 쉽게 실험할 수 있는 몇 가지 이점을 제공합니다. 3D 헤드 임플란트는 가볍고 트랜스픽션에 필요한 두개골의 작은 부분을 덮습니다. 3D 프린팅된 머리 임플란트 및 캡은 CAD(Computer-Aided Design) 소프트웨어를 사용하여 설계되었습니다. 수염 자극, 데이터 수집, 데이터 분석 및 마취된 쥐의 결과는 이전 연구 5,6,7에서 자세히 설명되었습니다.

<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

전임상 및 기초 과학 연구에 일반적으로 사용되는 마취제는 뇌의 대사, 신경 및 혈관 기능에 우울한 영향을 미치며 신경 생리학적 결과에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 연구 연구에 깨어 있는 동물을 사용하는 것은 유리하지만 데이터 수집 전반에 걸쳐 모션 아티팩트를 최소화하기 위해 동물을 침착하고 정지 상태로 유지해야 하는 주요 과제를 제기합니다. 더 작은 크기의 설치류(예: 생쥐)에서 깨어 있는 이미징은 매우 일반적이지만 쥐가 더 크고 강하며 이미징에 필요한 오랜 기간 동안 움직임 제한 및 머리 고정에 반대하는 경향이 더 크기 때문에 쥐에서는 부족합니다. 맞춤형 손으로 꿰매는 슬링, 3D 프린팅된 머리 임플란트, 헤드 캡 및 헤드프레임을 사용하여 깨어 있는 머리 고정 쥐의 신경 영상의 새로운 모델에 대해 설명합니다. 단일 수염 자극에 대한 단일 시도 후 얻은 결과는 유발된 기능적 반응의 강도가 증가했음을 시사합니다. 깨어 있는 머리가 고정된 쥐에서 유발된 기능적 반응을 얻는 것은 마취된 쥐보다 빠르고 신뢰할 수 있고 재현 가능하며 반복적인 종단 연구에 사용할 수 있습니다.

마취된 쥐의 단일 시험에서 나온 대표적인 광학 이미징 신호와 깨어 있는 쥐의 합산된 반응(수집된 40건의 시험)이 표시됩니다(그림 4). 깨어 있는 쥐의 단일 수염 자극에 대한 신호 강도는 마취된 쥐보다 더 높은 임계값에서 시각화될 수 있으며, 이는 깨어 있는 동물로부터 더 강한 신호를 보여줍니다. 쥐의 C2 수염을 5Hz에서 1초 동안 자극하고 기능적 반응을 기준선과 비교하?...

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

깨어 있는 머리 고정 쥐의 기능적 이미징을 위한 상세한 새로운 절차가 설명됩니다.

깨어 있는 머리 고정 쥐의 신경 영상을 위한 머리 임플란트

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

대부분의 기본 및 번역 작업은 마취 된 동물에서 비롯됩니다. 마취제는 데이터 분석 및 해석에 혼란스러운 변수를 추가할 수 있습니다. 이 작업을 통해 쥐의 깨어 있는 이미징을 통해 해당 문제를 피할 수 있습니다.이 디자인은 아주 간단합니다. 전체 어셈블리는 가볍기 때문에 동물의 정상적인 삶을 해치지 않습니다. 이는 장기 만성 영상에도 사용할 수 있음을 의미합니다.이 절차를 시연하는 데 도움을 주는 것은 우리 연구실의 선임 박사후 연구원인 Dr.Mehwish Bhatti가 될 것입니다. CAD 소프트웨어를 사용하여 머리 임플란트를 만들어 브레그마 뒤쪽과 체성감각 피질을 중심으로 한 정중선에 인접한 영역을 이미지화합니다. 머리 임플란트가 이미징 영역에서 떨어진 두개골의 0.9-1.9mm 영역을 덮는지 확인하십시오.세 개의 나사만 사용하여 머리 임플란트를 쥐 두개골에 고정합니다. 이미지 반구의 반대쪽 부분에서 정중선의 반대쪽에 있는 모든 나사 구멍을 설계합니다. 와이어가 헤드 임플란트에 헤드 캡을 고정할 수 있도록 하려면 헤드 임플란트의 상단 부분에 속이 빈 막대를 놓습니다.다음으로, 캡을 디자인하여 이미징 영역을 완전히 덮고 외상으로부터 보호하도록 합니다. 헤드 캡에 곡률을 추가하여 표준 강화 케이지에서 동물의 일상 활동에 어려움을주지 않고 머리 모양에 맞 춥니 다. 헤드 임플란트의 윗부분이 들어갈 수 있도록 헤드 캡의 안쪽을 더 넓은 직사각형 모양으로 자릅니다.이 직사각형에 수직으로 두 개의 다른 직사각형 영역을 잘라 헤드 캡을 헤드 임플란트에 고정합니다. 쥐의 머리에 헤드 캡을 고정하려면 헤드 임플란트의 상단 중공 막대를 통해 와이어를 통과시킵니다. 절단된 부분 하나가 헤드 임플란트의 상단 바를 통해 이동할 수 있고 클램프를 사용하여 고정되도록 헤드 프레임을 설계합니다.이미징을 위해 반대쪽에 접근할 수 있도록 하려면 다른 절단 부분의 각도를 조정하여 쥐 머리를 고정된 상태로 유지하기 위한 추가 강도를 제공합니다. 3D 프린터를 사용하여 머리 임플란트와 머리 캡을 인쇄합니다. 투여 할 마취제의 양을 계산하기 위해 동물의 체중을 측정하십시오.나트륨 펜토바르비탈을 복강 내 주사하여 동물을 마취하십시오. 이 수술에는 이소플루란, 케타민 또는 자일라진과 같은 여러 마취 대안을 사용할 수 있습니다. 호흡하는 동안 점액 분비를 줄이기 위해 근육 내 아트로핀을 주사하십시오.헤어 트리머를 사용하여 쥐의 머리를 눈 사이에서 시작하여 정중선을 중심으로 5mm 떨어진 귀 뒤쪽까지 면도합니다. 그런 다음 쥐의 뒷다리에 고정된 맥박 산소 측정기와 심박수 모니터 프로브를 사용하여 부분 산소 포화도와 심박수를 모니터링합니다. 쥐의 머리와 주변을 Betadine과 70% 알코올 물티슈로 세 번 번갈아 닦습니다.입체 시스템에서 쥐를 고정하십시오. 다음으로, 바셀린 윤활 직장 프로브를 삽입하여 쥐의 체온을 측정하고 마취 투여 후 저체온증을 피하기 위해 가열 블랭킷의 피드백 시스템을 통해 유지합니다. 건조를 방지하기 위해 양쪽 눈에 안과 연고를 바르십시오.수술 부위에 2% 국소 마취제를 피하 투여하고 실온에서 3mm의 젖산 링거 용액을 피하 투여하여 탈수를 방지하고 수술 중 영양을 공급합니다. 날카로운 수술용 가위를 사용하여 수술 부위의 피부 부분을 제거합니다. 머리의 측두엽에서 귀와 눈 사이의 피부 일부를 해부하고 제거합니다.메스를 사용하여 밑에 있는 피부 조직을 제거하여 두개골을 노출시킵니다. 그런 다음 멸균 된면 거즈를 사용하여 두개골을 청소하십시오. 측두근을 절단하고 두부 임플란트를 위해 반대쪽 반구의 두개골 부위를 노출시킵니다.두개골에 헤드 임플란트를 놓고 임플란트 고정 나사의 위치를 확인합니다. 이제 드릴 비트로 나사를 뚫기 위해 인도 잉크를 사용하여 두개골을 표시하십시오. 치과용 드릴 비트 3을 사용하여 나사용 버 구멍을 뚫고 헤드 임플란트를 제자리에 조입니다.멸균 거즈를 사용하여 두개골을 건조시키고 머리 임플란트 주변과 아래에 조직 접착제를 얇게 바르고 두개골에 붙입니다. 치과용 시멘트를 사용하여 헤드 임플란트를 제자리에 더 지지하고 시멘트를 2-3분 동안 건조시킵니다. 또한, 치과용 드릴 비트 3을 사용하여 두개골 왼쪽의 브레그마 바로 뒤쪽과 정중선 측면의 두께를 7.5mm x 7.5mm 영역으로 50마이크로미터로 줄입니다.수술 부위에 국소 항생제 연고를 바르고 얇은 두개골을 보호하기 위해 얇은 실리콘 고무 층으로 덮습니다. 그런 다음 헤드 캡을 사용하여 수술 부위를 덮고 두 개의 작은 와이어 조각이 헤드 임플란트와 헤드 캡을 통과하도록 제자리에 고정합니다. 실리콘 고무를 발라 헤드 캡과 두개골을 덮어 쥐의 머리에 헤드 캡을 더 고정시킵니다.부프레노르핀과 항생제를 복강 내 투여하여 통증과 염증을 관리하고 감염을 예방합니다. 깨어 있는 쥐의 합된 반응과 마취된 쥐의 단일 시험으로부터의 광학 이미징 신호가 표시됩니다. 깨어있는 머리 고정 쥐의 기능적 반응은 마취 된 쥐의 기능적 반응보다 140 배 더 강하다.헤드 플레이트 위에 시멘트를 너무 많이 넣지 않도록 주의하십시오. 캡이 제대로 고정되는 것을 방해할 수 있습니다. 이 방법은 깨어있는 머리에 고정 된 얇은 두개골 신경 영상에 널리 적용될 수 있습니다.개두술을 사용하면 기능적 초음파 영상, 칼슘 영상 및 형광 영상을 포함한 다른 신경 영상 프로토콜로 확장할 수 있습니다. 깨어 있는 이미징은 마취제와 함께 도입된 혼란스러운 변수 없이 새로운 작업을 가능하게 할 것입니다.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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연구

신경과학

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