Подробно описана новая процедура функциональной визуализации бодрствующих крыс с фиксированной головой.
Анестетики, широко используемые в доклинических и фундаментальных научных исследованиях, оказывают депрессивное влияние на метаболические, нейронные и сосудистые функции мозга и могут отрицательно влиять на нейрофизиологические результаты. Использование бодрствующих животных для научных исследований выгодно, но создает серьезную проблему поддержания спокойствия и неподвижности животных, чтобы свести к минимуму артефакты движения во время сбора данных. Визуализация бодрствования у грызунов меньшего размера (например, мышей) очень распространена, но остается скудной у крыс, поскольку крысы крупнее, сильнее и имеют большую тенденцию противостоять ограничениям движения и фиксации головы в течение длительного времени, необходимого для визуализации. Описана новая модель нейровизуализации бодрствующих крыс с фиксированной головой с использованием сшитых вручную строп, напечатанных на 3D-принтере головных имплантатов, головных колпачков и каркаса головы. Результаты, полученные после одного испытания стимуляции одним усом, свидетельствуют об увеличении интенсивности вызванного функционального ответа. Приобретение вызванного функционального ответа у бодрствующих крыс с фиксированной головой происходит быстрее, чем у крыс, подвергшихся анестезии, надежно, воспроизводимо и может использоваться для повторных лонгитюдных исследований.
Большинство базовых, доклинических и трансляционных научных исследований нейровизуализации получены от анестезированных животных 1,2. Анестетики облегчают эксперименты, но постоянно влияют на обмен веществ в мозге и организме, кровяное давление и частоту сердечных сокращений3. Тип анестетика, а также продолжительность и путь введения добавляют смешанные переменные к интерпретации данных, которые могут способствовать воспроизводимости и трансляционным сбоям4. Основным узким местом исследований нейровизуализации крыс в бодрствующем состоянии с фиксированной головой является требование сохранять крысу неподвижной и спокойной на протяжении всего процесса подготовки и сбора данных. Небольшие движения создают необоснованные артефакты движения, которые могут отрицательно сказаться на анализе и интерпретации данных.
Была разработана новая модель нейровизуализации от бодрствующих крыс с фиксированной головой с использованием индивидуальных строп, трехмерных (3D) напечатанных головных имплантатов, головных колпачков и каркаса головы, который предлагает несколько преимуществ для легкого экспериментирования. 3D-имплантат головы легкий и покрывает небольшую часть черепа, необходимую для перефиксации. Головные имплантаты и колпачки, напечатанные на 3D-принтере, разработаны с использованием программного обеспечения для автоматизированного проектирования (САПР). Протоколы стимуляции усов, сбора данных, анализа данных и результатов анестезированных крыс были подробно описаны в предыдущей работе 5,6,7.
Использование визуализации крыс в бодрствующем состоянии с фиксированной головой дает много преимуществ с точки зрения простоты и настройки. Специально разработанные стропы позволяют обернуть крыс дышащим сетчатым материалом, устраняя необходимость помещать животных в закрытые пл?…
The authors have nothing to disclose.
Мы выражаем благодарность Кларе Джонс, Джеймсу Стирволту, Линь Хоангу, Янг Джун Ха и Амирсохейлу Заре за их помощь во время дрессировки крыс и подготовки пращ. Финансирование было предоставлено Национальными институтами здравоохранения (NIH, номер гранта: NS119852) и Фондом Leducq (номер гранта: 15CVD02).
Rats | Charles River | Sprague Dawley | |
Isoflurane | Pivetal | 21295098 | General anesthetic |
Lidocaine HCl 2% injection | Phoenix | L-2000-04 | Local anesthetic |
Atropine sulfate injection | Vedco | 5098907512 | Help in respiration |
Lactated Ringer's injection solution | Vedco | 50989088317 | |
Flunixin injection | Vedco | 6064408670 | Pain management |
Enrosite injection (Enrofloxacin 2.27%) | VetOne | 501084 | Avoid infection |
PromAce injection (Acepromazine maleate) | Beohringer Ingelheim | 136059 | |
Animax ointment | Dechra Veterinary Products | 122-75 | active ingredients of nystatin 1000units per gram, neomycin sulfate 2.5mg per gram, thiostrepton 2500 units per gram, and triamcinolone acetonide 1mg per gram |
Puralube ophthalmic ointment | Dechra Veterinary Products | 211-38 | |
Povidone-iodine PVP prep pads | Medline | MDS093917 | Betadine generic |
Isopropyl alcohol swabs | BD | 326895 | |
Vetbond tissue adhesive | 3M | 1469SB | |
Bur (drill bit), standard operatory carbide | SS White Burs | 14829 | #3 bur |
Screws, 00-90 x 1/8 flat head stainless steel | J.I. Morris | F0090CE125 | Anchor screws |
Stereotaxic system | Kopf Instruments | 1430 | |
Homeothermic heating blanket | Harvard Apparatus | 50-7220-F | |
Pulse oximeter & heart rate monitor | Kent Scientific | MouseStat Jr. | |
Petrolatum | Fisher Scientific | P66-1LB | Vaseline generic |
Wire, bare copper | Fisher Scientific | 15-545-2C | 20 gauge |
Teets Cold Cure powder | Pearson Dental | C73-0054 | active ingredient: Methyl Methacrylate |
Teets Cold Cure liquid | Pearson Dental | C73-0078 | active ingredient: Methyl Methacrylate |
Silicone mold rubber | Smooth-On | Body Double Fast | silicon polymer |
Metricide 28 (Germicide) | Metrex | Oct-05 | |
India ink, black | Pelikan | 301051 | |
Dental drill | NSK Dental | Ultimate XL-F | |
3D printer | Prusa Research | i3 MK3S+ | |
Sew on fasteners | Velcro | 90030 | |
Pet screening utility fabric | Joann | 10173334 | Netting material |
Bur (drill bit), standard operatory carbide | SS White Burs | 14829 | #1 bur |