הטכניקה מתוארת בהרחבה על פתיחת מחסום דם מוח של עכבר באמצעות microbubbles ו אולטרסאונד. באמצעות טכניקה זו, מנגן יכול להינתן למוח עכבר. כי הוא מנגן חומר ניגוד MRI שמצטבר בנוירונים depolarized, גישה זו מאפשרת הדמיה של הפעילות העצבית.
למרות עכברים הם מערכת מודל דומיננטי לחקר הבסיס הגנטי והמולקולרי של מדעי המוח, הדמייה תפקודית בעכברים נותר מאתגר מבחינה טכנית. גישה אחת, הפעלת-induced מנגן משופרת MRI (AIM-MRI), שימש בהצלחה למפות בפעילות העצבית מכרסמים 1-5. במטרה MRI, Mn 2 + פועל אנלוגי סידן מצטבר נוירונים depolarized 6,7. בגלל Mn 2 + מקצר את הנכס T 1 רקמות, אזורי הפעילות העצבית גבוה ישפר ב-MRI. יתר על כן, Mn 2 + מנקה לאט מאזורי הופעל, ולכן הגירוי יכול להתבצע מחוץ מגנט לפני הדמיה, מה שמאפשר גמישות רבה יותר ניסיוני. עם זאת, מאחר Mn 2 + לא בקלות לחצות את המחסום שבין הדם למוח (BBB), הצורך לפתוח BBB הגביל את השימוש AIM MRI, בעיקר בעכברים.
אחד הכלים לפתיחת BBB הוא ultrasound. למרות שעלול להזיק, אם אולטרסאונד ניתנת בשילוב עם גז מלאות microbubbles (כלומר, בניגוד סוכני אולטרסאונד), לחץ אקוסטיות הנדרש לפתיחת BBB נמוך בהרבה. שילוב זה של אולטרסאונד microbubbles ניתן להשתמש באופן אמין לפתוח BBB מבלי לגרום נזק לרקמות 8-11.
הנה, שיטת מוצג לביצוע MRI AIM באמצעות microbubbles ו אולטרסאונד כדי לפתוח את ד. לאחר הזרקה תוך ורידית של microbubbles perflutren, קרן ממוקדת אולטרסאונד פעמו יחול על ראש מגולח העכבר במשך 3 דקות. לשם הפשטות, אנו מכנים את הטכניקה הזו של פתיחה BBB עם microbubbles ו אולטרסאונד כמו BOMUS 12. שימוש BOMUS לפתוח BBB לאורך שתי אונות המוח, מנגן ניתנת במוח העכבר כולו. לאחר הגירוי הניסיוני של עכברים מסוממים קלות, AIM-MRI משמש למפות את התגובה העצבית.
אללהדגים גישה זו, להלן BOMUS והמטרה MRI מהווים בסיס למיפוי גירוי מכני חד צדדי של vibrissae אצל עכברים מסוממים קלות 13. בגלל BOMUS יכול לפתוח BBB ברחבי ההמיספרות הצדדים, הצד unstimulated של המוח משמש לשליטה על רקע גירוי ספציפי. מפת כתוצאה ההפעלה 3D מסכים גם עם ייצוגים שפורסמו האזורים vibrissae השדה לחבית קליפת 14. פתיחת קולי של BBB הוא מהיר, לא פולשנית, ו הפיך, ולכן גישה זו מתאימה ללימודי תפוקה גבוהה ו / או אורך בעכברים ערים.
כאן, השיטה שהוצגה על noninvasively פתיחת BBB בכל רחבי המוח העכבר שלם עם אולטרסאונד microbubbles (BOMUS). עם פתוח BBB, Mn 2 + היה מנוהל והפעלה הנגרמת מנגן משופרת MRI (AIM MRI) שימש בתגובה לגירוי עצבי התמונה קצר משך עכברים מסוממים קלות.
הפתיחה מספקת BBB הו?…
The authors have nothing to disclose.
כל העבודה בוצעה במרכז הדוכס עבור במיקרוסקופ vivo, NIH / NIBIB לאומית ביו טכנולוגיה מרכז (P41 EB015897) ו NCI חיים קטן Imaging Resource התוכנית (U24 CA092656). תמיכה נוספת נמסר מ-NSF מחקר לתואר שני אחוות (2003014921).
Name of the reagent | Company | Catalog number | Comments |
Hydrophone | Sonora Medical Systems, Longmont, CA | SN S4-251 | |
Translation stage | Newport Corporation, Irvine, CA | ||
Ultrasound transducer | Olympus NDT, Inc., Waltham MA | A306S-SU | Review the manufacturer’s test sheet that accompanies the transducer to find the exact center frequency of that particular transducer, which may differ from the nominal frequency listed in the catalog. (e.g., the nominal frequency of our transducer was 2.25 MHz, but the actual center frequency was 2.15 MHz.) |
Vevo Imaging Station | VisualSonics, Inc. Toronto, Canada | ||
50 dB power amplifier | E&I, Rochester, NY | model 240L | |
Signal generator | Agilent Technologies, Santa Clara, CA | model 33220A | |
MnCl2-(H2O)4 | Sigma | Molecular weight varies by batch, call manufacturer for exact measurement | |
Perflutren lipid microspheres | Lantheus Medical Imaging, N. Billerica, MA | DEFINITY | |
Microsphere agitator | Lantheus Medical Imaging, N. Billerica, MA | VIALMIX | |
MR imaging coil | m2m Imaging Corp., Hillcrest, OH | 35 mm diameter quadrature transmit/receive volume coil | |
MRI system | GE Healthcare, Milwaukee, WI | GE EXCITE console operating a 7-T horizontal bore magnet | |
Image analysis environment | Visage Imaging, San Diego, CA, MathWorks, Natick MA | Amira MATLAB |