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 tackar Clara Jones, James Stirwalt, Linh Hoang, Young Joon Ha och Amirsoheil Zareh för deras hjälp under träning av råttorna och förberedelse av slingorna. Finansiering tillhandahölls av National Institutes of Health (NIH, bidragsnummer: NS119852) och Leducq Foundation (bidragsnummer: 15CVD02).

Alla förfaranden överensstämde med National Institute of Health riktlinjer och godkändes av University of California, Irvine Animal Care and Use Committee. Sju hanar och en honråtta (Sprague-Dawley, vikt: 185-350 g) användes i denna studie. Efter avslutad studie offrades råttorna med hjälp av koldioxidöverdos.
1. Design av olika komponenter
<ol><li>Design av huvudimplantatet:<ol><li>Gör huvudimplantatet med CAD-programvara (figur 1C) o...

<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>

Användningen av vaken, huvudfixerad råttavbildning erbjuder många fördelar när det gäller enkelhet och anpassning. De specialdesignade lyftselarna gör att råttorna kan lindas in genom andningsbart nätmaterial, vilket eliminerar behovet av att innesluta djur i slutna plasthållkammare under längre perioder10,11. Råttor hålls lugna och stressfria under de långa varaktigheterna av på varandra följande bildsessioner med en mycket låg dos acepromazin u...

De flesta av de grundläggande, prekliniska och translationella vetenskapliga neuroimagingundersökningarna förvärvas från sövda djur 1,2. Anestetika underlättar experiment men påverkar kontinuerligt hjärnans och kroppens ämnesomsättning, blodtryck och hjärtfrekvens3. Typen av anestesimedel och varaktighet och administreringsväg lägger till förvirrande variabler till datatolkning som kan bidra till reproducerbarhet och translationella misslyckanden4. En stor flaskhals för vakna, huvudfixerade neuroimagingstudier på råtta är kravet att hålla råttan stationär och lugn under hela förberedelse- och datainsamlingsprocesserna. Små rörelser producerar obefogade rörelseartefakter, vilket kan påverka dataanalys och tolkningar negativt.
En ny modell av neuroimaging från vakna, huvudfixerade råttor med hjälp av skräddarsydda slingor, tredimensionella (3D) tryckta huvudimplantat, huvudlock och en huvudram har utformats som erbjuder flera fördelar för enkel experimentering. 3D-huvudimplantatet är lätt och täcker en liten del av skallen som behövs för transfixering. De 3D-printade huvudimplantaten och locken är utformade med hjälp av datorstödd design (CAD) programvara. Protokollen för morrhårsstimulering, datainsamling, dataanalys och resultat från bedövade råttor har beskrivits i detalj i tidigare arbete 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

Anestetika, som vanligtvis används i preklinisk och grundläggande vetenskaplig forskning, har en depressiv inverkan på hjärnans metaboliska, neuronala och vaskulära funktioner och kan påverka neurofysiologiska resultat negativt. Användningen av vakna djur för forskningsstudier är fördelaktig men utgör den stora utmaningen att hålla djuren lugna och stationära för att minimera rörelseartefakter under datainsamling. Vaken avbildning hos mindre gnagare (t.ex. möss) är mycket vanligt men förblir knappt hos råttor eftersom råttor är större, starkare och har en större tendens att motsätta sig rörelsebegränsningar och huvudfixering under de långa varaktigheter som krävs för avbildning. En ny modell av neuroimaging av vakna, huvudfixerade råttor med hjälp av skräddarsydda handsydda slingor, 3D-printade huvudimplantat, huvudlock och en huvudram beskrivs. Resultaten som förvärvats efter en enda studie av enkel-whisker-stimulering tyder på en ökning av intensiteten hos det framkallade funktionella svaret. Förvärvet av det framkallade funktionella svaret från vakna, huvudfixerade råttor är snabbare än det från sövda råttor, pålitligt, reproducerbart och kan användas för upprepade longitudinella studier.

De representativa optiska bildsignalerna från en enda studie av en sövd råtta och det summerade svaret (av 40 insamlade försök) av en vaken råtta visas (figur 4). Signalintensiteten för enkelmorrhårsstimulering av en vaken råtta kan visualiseras vid en högre tröskel än för den sövda råttan, vilket visar en starkare signal från det vakna djuret. C2-morrhåren hos råttor stimuleras vid 5 Hz i 1 s, och det funktionella svaret visas som en fraktionerad förändring jämfört med...

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 detaljerad ny procedur för funktionell avbildning av vakna, huvudfixerade råttor beskrivs.

Huvudimplantat för neuroimaging av vakna, huvudfixerade råttor

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

De flesta grundläggande och translationella arbeten kommer från sövda djur. Anestetika kan lägga till förvirrande variabler till dataanalys och tolkning. Detta arbete gör det möjligt för vaken avbildning hos råttor att kringgå problemet.Denna design är ganska enkel. Hela monteringen är lätt, så det försämrar inte djurets normala liv. Detta innebär att den också kan användas för långvarig kronisk avbildning.Att hjälpa till att demonstrera denna procedur kommer att vara Dr.Mehwish Bhatti, en senior postdoktor från vårt laboratorium. Börja med att göra huvudimplantatet med CAD-programvara för att avbilda området bakom bregma och intill mittlinjen centrerad på den somatosensoriska cortexen. Se till att huvudimplantatet täcker ett område på 0,9 till 1,9 millimeter på skallen bort från bildområdet.Använd endast tre skruvar för att förankra huvudimplantatet på råttskallen. Designa alla skruvhål på motsatt sida av mittlinjen i den kontralaterala delen av bildhalvklotet. För att tillåta ledningar att fixera huvudlocket till huvudimplantatet, placera en ihålig stång i den övre delen av huvudimplantatet.Designa sedan locket, se till att det täcker bildområdet helt och skyddar det från trauma. Lägg till en krökning på huvudkåpan så att den anpassar sig till huvudets form utan att orsaka svårigheter för djurets dagliga aktiviteter i de vanliga berikade burarna. Skär insidan av huvudlocket i en bredare rektangulär form så att den övre delen av huvudimplantatet kan passa in i den.Vinkelrätt mot denna rektangel, skär två andra rektangulära områden för att förankra huvudlocket till huvudimplantatet. För att fixera huvudlocket på råttans huvud, passera ledningarna genom den övre ihåliga stången på huvudimplantatet. Designa huvudramen så att en skuren del kan röra sig genom huvudimplantatets övre stång och fixeras med en klämma.För att göra den kontralaterala sidan tillgänglig för avbildning, vinkla den andra skurna delen för att ge extra styrka för att hålla råtthuvudet fixerat. Skriv ut huvudimplantatet och huvudlocket med 3D-skrivaren. Mät djurets vikt för att beräkna mängden bedövningsmedel som ska administreras.Bedövar djuret genom att injicera natriumpentobarbital intraperitonealt. Flera anestesialternativ kan användas i denna operation såsom isofluran, ketamin eller xylazin. Injicera atropin intramuskulärt för att minska slemsekretioner under andning.Använd en hårtrimmer, raka råttans huvud med början mellan ögonen till baksidan av öronen fem millimeter centrerade runt mittlinjen. Övervaka sedan den partiella syremättnaden och hjärtfrekvensen med hjälp av en pulsoximeter och pulsmätarsond fäst vid råttans bakben. Torka av råttans huvud och omgivningen tre gånger med Betadine och 70% alkoholservetter alternativt.Fixa råttan i ett stereotaxiskt system. Sätt sedan in en vaselin smord rektal sond för att mäta råttans kroppstemperatur och behålla den genom värmefiltens återkopplingssystem för att undvika hypotermi efter anestesiadministrering. Applicera oftalmisk salva på båda ögonen för att förhindra torkning.Administrera 2% lokalbedövning subkutant över operationsområdet och tre millimeter lakterad Ringers lösning vid rumstemperatur subkutant för att förhindra uttorkning och ge näring under operationen. Använd vassa kirurgiska saxar, ta bort den del av huden över operationsområdet. Dissekera och ta bort en del av huden mellan örat och ögat på den tidsmässiga delen av huvudet.Använd en skalpell, ta bort den underliggande hudvävnaden för att exponera skallen. Rengör sedan skallen med steriliserad bomullsgasbindning. Skär den temporala muskeln och exponera skallområdet på den kontralaterala halvklotet för huvudimplantatet.Placera huvudimplantatet på skallen för att fastställa placeringen av förankringsskruvar för implantatet. Markera nu skallen med Indien-bläck för borrning av skruvarna med borrkronan en. Borra gradhålen för skruvarna med tandborr tre och skruva huvudimplantatet på plats.Torka skallen med steril gasväv och applicera ett tunt lager vävnadslim runt och under huvudimplantatet för att limma det på skallen. Använd tandcement för att stödja huvudimplantatet på plats ytterligare och låt cementet torka i två till tre minuter. Använd vidare tandborr tre för att minska tjockleken på ett område på 7,5 millimeter x 7,5 millimeter på vänster sida av skallen strax bakom bregma och lateralt till mittlinjen till 50 mikrometer.Applicera aktuell antibiotisk salva över operationsområdet och täck den sedan med ett tunt lager silikongummi för att skydda den tunna skallen. Täck sedan över operationsområdet med huvudkåpan och fixera den på plats med de två små trådbitarna som går genom både huvudimplantatet och huvudlocket. Applicera silikongummi för att täcka huvudlocket och skallen för att stabilisera huvudlocket ytterligare på råttans huvud.Administrera buprenorfin och antibiotika intraperitonealt för att hantera smärta och inflammation respektive förhindra infektion. De optiska bildsignalerna från den summerade responsen hos en vaken råtta och en enda studie av en sövd råtta visas. Det funktionella svaret hos den vakna huvudfixerade råttan är 140 gånger starkare än hos den bedövade råttan.Var försiktig så att du inte lägger för mycket cement över huvudplattan. Det kan hindra locket från att fixeras ordentligt. Denna metod kan i stor utsträckning tillämpas på vaken huvud fast tunn skalle neuroimaging.Med kraniotomier kan det utvidgas till andra neuroimaging-protokoll inklusive funktionell ultraljudsavbildning, kalciumavbildning och fluorescensavbildning. Awake imaging kommer att möjliggöra en ny arbetsgrupp utan de förvirrande variablerna som introduceras med anestetika.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Basics of Multivariate Analysis in Neuroimaging Data

Grunderna i multivariat analys i 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

Beredning av ett Awake mus för inspelning Neural svar och injicera Spårämnen

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

Ett förfarande för Implantation Organized arrayer av Microwires för Single-enhet Inspelningar i Awake, uppför djur

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 Övervakning och lokalisering av Single nervceller inom Sub-kortikala hjärnstrukturer av registrering, Head-hållsamma råttor

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 Metod för viralt medierad Gene Leverans till musen innerörat genom det runda fönstret Membrane

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

I vitro Modellering av cancer Neural Invasion: dorsala ganglion Modell

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 fältmetoder använder funktionella nära infraröd spektroskopi (NIRS) Neuroimaging att studera globala barns utveckling: landsbygdens 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

Visualisera Proteinkinase en aktivitet i head-fast beter sig möss med in vivo två-Photon fluorescens livstid Imaging Microscopy

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

Förberedelse av rått vokalvikten för neuromuskulära analyser

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