מתואר נוהל חדש ומפורט להדמיה תפקודית של חולדות ערות וקבועות ראש.
חומרי הרדמה, המשמשים בדרך כלל במחקר מדעי פרה-קליני ובסיסי, משפיעים באופן דיכאוני על תפקודי חילוף החומרים, העצבים וכלי הדם במוח ויכולים להשפיע לרעה על התוצאות הנוירופיזיולוגיות. השימוש בבעלי חיים ערים למחקרים הוא יתרון, אך מציב את האתגר הגדול של שמירה על בעלי החיים רגועים ונייחים כדי למזער חפצי תנועה במהלך איסוף הנתונים. הדמיה ערה במכרסמים קטנים יותר (למשל עכברים) נפוצה מאוד, אך נשארת דלה בחולדות מכיוון שהחולדות גדולות יותר, חזקות יותר ויש להן נטייה גדולה יותר להתנגד לריסון תנועה וקיבוע ראש לאורך פרקי הזמן הארוכים הנדרשים להדמיה. מתואר מודל חדש של הדמיה מוחית של חולדות ערות ומקובעות ראש באמצעות קלעים מותאמים אישית שנתפרו ביד, שתלי ראש מודפסים בתלת-ממד, כובעי ראש ומסגרת ראש. התוצאות שהתקבלו לאחר ניסוי יחיד של גירוי שפם יחיד מצביעות על עלייה בעוצמת התגובה התפקודית המעוררת. רכישת התגובה התפקודית המעוררת מחולדות ערות ומקובעות ראש מהירה יותר מזו של חולדות מורדמות, אמינה, ניתנת לשחזור, וניתן להשתמש בה למחקרי אורך חוזרים.
רוב חקירות הדימות המוחי המדעיות הבסיסיות, הפרה-קליניות והתרגומיות נרכשות מבעלי חיים מורדמים 1,2. חומרי הרדמה מקלים על הניסויים אך משפיעים ללא הרף על חילוף החומרים במוח ובגוף, לחץ הדם וקצב הלב3. סוג ההרדמה ומשך ומסלול מתן הנתונים מוסיפים משתנים מבלבלים לפרשנות הנתונים שיכולים לתרום לכשלים בשחזור ובתרגום4. צוואר בקבוק עיקרי של מחקרי דימות מוחי של חולדות ערות וקבועות ראש הוא הדרישה לשמור על החולדה נייחת ורגועה לאורך כל תהליכי ההכנה ורכישת הנתונים. תנועות קטנות מייצרות תוצרי תנועה לא מוצדקים, שיכולים להשפיע לרעה על ניתוח נתונים ופרשנויות.
פותח מודל חדש של דימות מוחי מחולדות ערות ומקובעות ראש באמצעות קלעים מותאמים אישית, שתלי ראש מודפסים בתלת ממד (3D), כובעי ראש ומסגרת ראש המציעה מספר יתרונות לניסויים קלים. שתל הראש התלת-ממדי קל ומכסה חלק קטן מהגולגולת הדרושה לטרנספיקציה. שתלי הראש והכובעים המודפסים בתלת-ממד מתוכננים באמצעות תוכנת תכנון בעזרת מחשב (CAD). הפרוטוקולים של גירוי שפם, איסוף נתונים, ניתוח נתונים ותוצאות מחולדות מורדמות תוארו בפירוט בעבודה קודמת 5,6,7.
השימוש בהדמיית חולדות ערה וקבועה ראש מציע יתרונות רבים מבחינת קלות והתאמה אישית. הקלעים שתוכננו בהתאמה אישית מאפשרים לעטוף את החולדות באמצעות חומר רשת נושם, ומבטלים את הצורך לעטוף בעלי חיים בתאי ריסון סגורים מפלסטיק לפרקי זמן ממושכים10,11. חולדות נשמרות רגו?…
The authors have nothing to disclose.
אנו מודים לקלרה ג’ונס, ג’יימס סטירוואלט, לין הואנג, ג’ון הא הצעיר ואמירסוהיל זארה על עזרתם במהלך אימון החולדות והכנת הקלעים. המימון ניתן על ידי המכונים הלאומיים לבריאות (NIH, מספר מענק: NS119852) וקרן לדוק (מספר מענק: 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 |