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

Clara Jones, James Stirwalt, Linh Hoang, Young Joon Ha ve Amirsoheil Zareh'e sıçanların eğitimi ve sapanların hazırlanması sırasındaki yardımları için teşekkür ederiz. Finansman Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH, Hibe Numarası: NS119852) ve Leducq Vakfı (Hibe Numarası: 15CVD02) tarafından sağlanmıştır.

Tüm prosedürler Ulusal Sağlık Enstitüsü yönergelerine uygundu ve Kaliforniya Üniversitesi, Irvine Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylandı. Bu çalışmada yedi erkek ve bir dişi sıçan (Sprague-Dawley, ağırlık: 185-350 g) kullanılmıştır. Çalışma tamamlandıktan sonra, sıçanlar aşırı dozda karbondioksit kullanılarak kurban edildi.
1. Farklı bileşenlerin tasarımı
<ol><li>Kafa implantının tasarımı:<ol><li>CAD yazılımın...

<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>

Uyanık, kafası sabit sıçan görüntülemenin kullanılması, kolaylık ve özelleştirme açısından birçok avantaj sunar. Özel olarak tasarlanmış askılar, sıçanların nefes alabilen ağ malzemesinden sarılmasına izin vererek, hayvanları uzun süre kapalı, plastik kısıtlama odalarına kapatma ihtiyacını ortadan kaldırır10,11. Sıçanlar, sıçanlarda hafif sedasyon seviyelerinin (1.0-2.5 mg / kg) altında çok düşük dozda asepromazin kull...

Temel, preklinik ve translasyonel bilimsel nörogörüntüleme araştırmalarının çoğu anestezi uygulanan hayvanlardan elde edilir 1,2. Anestezikler deneyleri kolaylaştırır, ancak beynin ve vücudun metabolizmasını, kan basıncını ve kalp atış hızını sürekli olarak etkiler3. Anestezinin türü ve uygulama süresi ve yolu, tekrarlanabilirliğe ve translasyonel başarısızlıklara katkıda bulunabilecek veri yorumlamasına kafa karıştırıcı değişkenler eklemektedir4. Uyanık, kafası sabitlenmiş sıçan nörogörüntüleme çalışmalarının önemli bir darboğazı, sıçanı hazırlık ve veri toplama süreçleri boyunca sabit ve sakin tutma gerekliliğidir. Küçük hareketler, veri analizini ve yorumlarını olumsuz yönde etkileyebilecek yersiz hareket eserleri üretir.
Özelleştirilmiş askılar, üç boyutlu (3D) baskılı kafa implantları, kafa kapakları ve kolay deney için çeşitli avantajlar sunan bir kafa çerçevesi kullanan uyanık, başa sabitlenmiş sıçanlardan yeni bir nörogörüntüleme modeli geliştirilmiştir. 3D kafa implantı hafiftir ve transfiksasyon için gereken kafatasının küçük bir bölümünü kaplar. 3D baskılı kafa implantları ve kapakları, bilgisayar destekli tasarım (CAD) yazılımı kullanılarak tasarlanmıştır. Bıyık stimülasyonu, veri toplama, veri analizi ve anestezi uygulanan sıçanlardan elde edilen sonuçların protokolleri önceki çalışmalarda ayrıntılı olarak açıklanmıştır 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

Preklinik ve temel bilimsel araştırmalarda yaygın olarak kullanılan anestezikler, beynin metabolik, nöronal ve vasküler fonksiyonları üzerinde depresif bir etkiye sahiptir ve nörofizyolojik sonuçları olumsuz yönde etkileyebilir. Araştırma çalışmaları için uyanık hayvanların kullanılması avantajlıdır, ancak veri toplama boyunca hareket artefaktlarını en aza indirmek için hayvanları sakin ve sabit tutmanın en büyük zorluğunu ortaya koymaktadır. Daha küçük boyutlu kemirgenlerde (örneğin, fareler) uyanık görüntüleme çok yaygındır, ancak sıçanlar daha büyük, daha güçlü olduğu ve görüntüleme için gereken uzun süreler boyunca hareket kısıtlamalarına ve kafa fiksasyonuna karşı çıkma eğilimi daha yüksek olduğu için sıçanlarda yetersiz kalır. Özelleştirilmiş elle dikilmiş askılar, 3D baskılı kafa implantları, kafa kapakları ve bir kafa çerçevesi kullanılarak uyanık, başa sabitlenmiş sıçanların yeni bir nörogörüntüleme modeli açıklanmaktadır. Tek bıyıklı stimülasyonun tek bir denemesinden sonra elde edilen sonuçlar, uyarılmış fonksiyonel yanıtın yoğunluğunda bir artış olduğunu göstermektedir. Uyandırılan fonksiyonel yanıtın uyanık, başa sabitlenmiş sıçanlardan elde edilmesi, anestezi uygulanan sıçanlardan daha hızlıdır, güvenilir, tekrarlanabilir ve tekrarlanan uzunlamasına çalışmalar için kullanılabilir.

Anestezi uygulanan bir sıçanın tek bir çalışmasından elde edilen temsili optik görüntüleme sinyalleri ve uyanık bir sıçanın toplam yanıtı (toplanan 40 çalışmadan) gösterilmiştir (Şekil 4). Uyanık bir sıçanın tek bıyıklı stimülasyonu için sinyal yoğunluğu, anestezi uygulanan sıçandan daha yüksek bir eşikte görselleştirilebilir ve uyanık hayvandan daha güçlü bir sinyal gösterir. Sıçanların C2 bıyıkları, 1 s boyunca 5 Hz'de uyarılır ve fonksiy...

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

Uyanık, kafası sabitlenmiş sıçanların fonksiyonel görüntülemesi için ayrıntılı yeni bir prosedür tanımlanmıştır.

Uyanık, Kafaya Sabitlenmiş Sıçanların Nörogörüntülemesi için Kafa İmplantları

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

En temel ve translasyonel çalışmalar anestezi uygulanan hayvanlardan gelir. Anestezikler, veri analizine ve yorumlanmasına kafa karıştırıcı değişkenler ekleyebilir. Bu çalışma, sıçanlarda uyanık görüntülemenin bu sorunu aşmasını sağlar.Bu tasarım oldukça basittir. Tüm montaj hafiftir, bu nedenle hayvanın normal yaşamını bozmaz. Bu, uzun süreli kronik görüntüleme için de kullanılabileceği anlamına gelir.Bu prosedürün gösterilmesine yardımcı olacak Dr. Mehwish Bhatti, laboratuvarımızdan kıdemli bir doktora sonrası araştırmacı olacaktır. Bregma'nın arka tarafındaki ve somatosensoriyel korteks merkezli orta çizgiye bitişik alanı görüntülemek için CAD yazılımını kullanarak kafa implantını yaparak başlayın. Kafa implantının kafatasında görüntüleme alanından uzakta 0,9 ila 1,9 milimetrelik bir alanı kapladığından emin olun.Kafa implantını sıçan kafatasına sabitlemek için sadece üç vida kullanın. Görüntü yarımküresinin kontralateral kısmındaki orta çizginin karşı tarafındaki tüm vida deliklerini tasarlayın. Tellerin kafa kapağını kafa implantına sabitlemesine izin vermek için, kafa implantının üst kısmına içi boş bir çubuk yerleştirin.Ardından, görüntüleme alanını tamamen kapladığından ve herhangi bir travmadan koruduğundan emin olarak kapağı tasarlayın. Kafa kapağına bir eğrilik ekleyin, böylece standart zenginleştirilmiş kafeslerde hayvanın günlük aktivitelerine zorluk çıkarmadan başın şekline hizalanır. Kafa kapağının iç tarafını daha geniş dikdörtgen bir şekilde kesin, böylece kafa implantının üst kısmı içine sığabilir.Bu dikdörtgene dik olarak, kafa kapağını kafa implantına sabitlemek için diğer iki dikdörtgen bölgeyi kesin. Kafa kapağını sıçanın kafasına sabitlemek için, telleri kafa implantının üst oyuk çubuğundan geçirin. Kafa çerçevesini, kesilen bir parça kafa implantının üst çubuğundan geçebilecek ve bir kelepçe kullanılarak sabitlenecek şekilde tasarlayın.Kontralateral tarafı görüntüleme için erişilebilir hale getirmek için, sıçan kafasını sabit tutmak için ekstra güç sağlamak üzere diğer kesilmiş parçayı açın. 3D yazıcıyı kullanarak kafa implantını ve kafa kapağını yazdırın. Uygulanacak anestezik miktarını hesaplamak için hayvanın ağırlığını ölçün.İntraperitoneal sodyum pentobarbital enjekte ederek hayvanı uyuşturun. Bu ameliyatta izofluran, ketamin veya ksilazin gibi çeşitli anestezi alternatifleri kullanılabilir. Nefes alırken mukus sekresyonlarını azaltmak için kas içine atropin enjekte edin.Bir saç düzeltici kullanarak, sıçanın kafasını gözlerin arasından başlayarak kulakların arkasına orta çizginin etrafında ortalanmış beş milimetre tıraş edin. Ardından, sıçanın arka bacağına sabitlenmiş bir nabız oksimetresi ve kalp atış hızı monitörü probu kullanarak kısmi oksijen doygunluğunu ve kalp atış hızını izleyin. Sıçanın kafasını ve çevresini alternatif olarak Betadine ve% 70 alkollü mendillerle üç kez silin.Sıçanı stereotaksik bir sistemde sabitleyin. Daha sonra, sıçanın vücut sıcaklığını ölçmek için bir petrol jölesi yağlanmış rektal prob yerleştirin ve anestezik uygulamadan sonra hipotermiyi önlemek için ısıtma battaniyesinin geri bildirim sistemi aracılığıyla koruyun. Kurumayı önlemek için her iki göze de oftalmik merhem sürün.Dehidrasyonu önlemek ve ameliyat sırasında beslenmeyi sağlamak için cerrahi bölgeye deri altından% 2 lokal anestezik ve oda sıcaklığında üç milimetre laktasyonlu Ringer solüsyonunu deri altından uygulayın. Keskin cerrahi makas kullanarak, cildin bir kısmını cerrahi bölgenin üzerinden çıkarın. Başın temporal kısmında kulak ve göz arasındaki cildin bir kısmını parçalayın ve çıkarın.Bir neşter kullanarak, kafatasını ortaya çıkarmak için altta yatan cilt dokusunu çıkarın. Ardından kafatasını sterilize pamuklu gazlı bez kullanarak temizleyin. Temporal kası kesin ve kafa implantı için kontralateral yarımküredeki kafatası bölgesini açığa çıkarın.İmplant için sabitleme vidalarının yerini belirlemek için kafa implantını kafatasının üzerine yerleştirin. Şimdi vidaları matkap ucuyla delmek için Hindistan mürekkebini kullanarak kafatasını işaretleyin. Diş matkap ucu üç kullanarak vidalar için çapak deliklerini delin ve kafa implantını yerine vidalayın.Kafatasını steril gazlı bez kullanarak kurutun ve kafatasına yapıştırmak için kafa implantının etrafına ve altına ince bir doku yapıştırıcı tabakası uygulayın. Kafa implantını daha fazla yerinde desteklemek için diş çimentosu kullanın ve çimentonun iki ila üç dakika kurumasını bekleyin. Ayrıca, kafatasının sol tarafındaki 7,5 milimetre x 7,5 milimetrelik bir alanın kalınlığını, bregmanın hemen arkasında ve orta hatta yanal olarak 50 mikrometreye düşürmek için diş matkap ucu üçünü kullanın.Cerrahi bölgeye topikal antibiyotik merhem uygulayın ve daha sonra ince kafatasını korumak için ince bir silikon kauçuk tabakası ile örtün. Daha sonra, kafa kapağını kullanarak cerrahi bölgeyi örtün ve hem kafa implantından hem de kafa kapağından geçen iki küçük tel parçasıyla yerine sabitleyin. Kafa kapağını sıçanın kafasına daha fazla stabilize etmek için kafa kapağını ve kafatasını örtmek için silikon kauçuk uygulayın.Ağrı ve inflamasyonu yönetmek ve enfeksiyonu önlemek için buprenorfin ve antibiyotikleri intraperitoneal olarak uygulayın. Uyanık bir sıçanın toplanmış tepkisinden ve anestezi uygulanan bir sıçanın tek bir denemesinden elde edilen optik görüntüleme sinyalleri gösterilmiştir. Uyanık kafa sabit sıçanının fonksiyonel yanıtı, anestezi uygulanan sıçanınkinden 140 kat daha güçlüdür.Baş plakasının üzerine çok fazla çimento eklememeye dikkat edin. Kapağın düzgün bir şekilde sabitlenmesini engelleyebilir. Bu yöntem uyanık kafa sabit ince kafatası nörogörüntülemesinde yaygın olarak uygulanabilir.Kraniotomilerle, fonksiyonel ultrason görüntüleme, kalsiyum görüntüleme ve floresan görüntüleme dahil olmak üzere diğer nörogörüntüleme protokollerine genişletilebilir. Uyanık görüntüleme, anesteziklerle ortaya çıkan kafa karıştırıcı değişkenler olmadan yeni bir çalışma gövdesine izin verecektir.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Basics of Multivariate Analysis in Neuroimaging Data

Veri Nörogörüntüleme Çok Değişkenli Analiz Temelleri

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

Sinir Yanıtları Kayıt ve Tarayıcıları enjekte için bir Awake Fare hazırlanması

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

Hayvanlar davranmak, Awake Tek-birim Recordings Microwires Organize Dizileri implantasyon için Usulü

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

Uyarı, Baş-ölçülü Sıçanların Alt-kortikal Beyin Yapıları içinde Juxtacellular İzleme ve Yerelleştirme Single Nöronlar

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

Yuvarlak Pencere Membran aracılığıyla Fare İç Kulak için virally ve Gen Teslimat Cerrahi Yöntemi

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

Sırt kök ganglion Modeli: Kanserli Sinir Invasion Vitro Modelleme

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

Kullanarak küresel çocuk gelişimi eğitimi için kızılötesi spektroskopi (NIRS) Nörogörüntüleme fonksiyonel beyin görüntüleme alanı yöntemleri: kırsal Sahra Güneyi Afrika

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

In vivo Iki foton floresans ömür boyu görüntüleme mikroskobu kullanarak kafa-sabit davranan fareler Içinde bir aktivite, protein kinaz görselleştirme

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

Nöromüsküler Analizler için Sıçan Vokal Kıvrımının Hazırlanması

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