Denne protokollen presenterer en metode for å lage en stor ensidig kraniotomi i løpet av de temporale og parietale regioner av muse cerebral cortex. Dette er spesielt nyttig for sanntids avbildning over et omfattende område av en kortikal halvkule.
Den kraniotomi er en vanligvis utføres prosedyre for å eksponere hjernen for in vivo eksperimenter. I mus forskning, de fleste laboratorier benytter en liten kraniotomi, typisk 3 mm x 3 mm. Denne protokollen introduserer en fremgangsmåte for å danne et vesentlig større 7 mm x 6 mm kranial vindu utsette det meste av en hjernehalvdel over musetemporale og parietale cortex (f.eks bregma 2,5 til 4,5 mm, lateral 0 – 6 mm). For å utføre denne operasjonen, må hodet vippes omkring 30 °, og mye av den temporale muskel må trekkes tilbake. På grunn av den store mengden av fjerning av ben, er denne fremgangsmåten bare beregnet for akutte eksperimenter med dyr bedøvet under hele kirurgien og eksperiment.
Hovedfordelen med denne nye stor sideveis kraniale vindu er å tilveiebringe samtidig tilgang til både indre og ytre områder av hjernebarken. Denne store ensidig cranial vindu kan brukes til å studere nevrale dynamikken mellom celler,så vel som mellom forskjellige hjernebark ved å kombinere flerelektrodeelektrofysiologiske opptak, avbildning av neuronal aktivitet (f.eks indre eller ytre imaging), og optogenetic stimulering. I tillegg gir denne store kraniotomi eksponerer også et stort område av kortikale blodkar, noe som åpner for direkte manipulering av de laterale kortikale vaskulatur.
Kraniotomi er en standard prosedyre som brukes av nevrologer for å avsløre en del av hjernen. Siden starten av elektrofysiologi har craniotomi gitt uovertruffen gjennombrudd innen nevrovitenskap. Tett kartlegging av hjernebarken med elektroder har ført til eksperimenter som testet hypoteser og teorier basert på disse kartene. Vi har nylig inntatt en ny epoke hvor craniotomi brukes til in vivo avbildning av kortikal blodstrøm 1 , 2 , 3 og nevrologisk arkitektur 4 , som muliggjør sanntids visualisering av kortikal aktivitet innenfor de eksponerte områdene 5 , 6 , 7 . Selv om mange studier bruker craniotomier kombinert med in vivo optiske bildeteknikker for å studere strukturen og funksjonen av kortikale nevroner, glia og cortical vaskulatur 8, 9, vil ytterligere undersøkelser begrenset av små områder av eksponert cortex (men se 10).
Hensikten med denne protokollen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å danne en stor sideveis kraniotomi, utsette den cerebrale cortex fra midtlinjen til den squamosal ben, og som strekker seg utover bregma og lambda. Denne store kraniotomi muliggjør samtidig visning av Association kortekser (retrosplenial, cingulate, og parietale), primær og sekundær motor, somatosensorisk, visuell og auditiv cortex. Denne metode har tidligere blitt koplet til spenningsfølsomt fargestoff imaging (VSDI) for å undersøke hvordan flere hjernebark samvirke med hverandre under den spontane og stimulusfremkalte kortikal aktivitet 5, 11, 12. De største utfordringene ved denne fremgangsmåte omfatter å posisjonere hodetav dyret, festehodeplaten, og å unngå blødning, mens man separerte det temporale muskel fra den parietalbenet. Hensyn må også tas under bore og skalle fjerningsprosesser som skalle kurvene ved en skrå vinkel.
Denne innovative protokollen for et stort kranialvindu muliggjør simultan avbildning over de tidlige og parietale områdene i hjernebarken. Kombinert med optisk avbildning, kan det bidra til å avdekke nevral dynamikk innen kortikale områder under spontan og stimulus-indusert aktivitet. Denne ekspansive kraniotomi viser også en stor forlengelse av det kortikale vasculaturnettverket, inkludert den proximale enden av den midtre cerebrale arterien (MCA), som muliggjør in vivo avbildning av blodstrøm og direkt…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av en naturvitenskap og Engineering Research Council of Canada (NSERC) Discovery Grant # 40352, Campus Alberta for innovasjonsprogram Chair, Alberta Alzheimer Research Program til MHM, og NSERC CREATE i BIF doc og AIHS hovedfags fellesskap til MK. Vi takker Pu Min Wang for utviklingen av denne protokollen og for kirurgisk trening, og Behroo Mirza Agha og Di Shao for oppdrett.
Heating Pad | FHC | 40-90-2 | |
Fine Scissors | Fine Science Tools | 14058-09 | |
Forceps | Fine Science Tools | 11251-35 | 2 or more pairs are recommended |
Spring scissors | Fine Science Tools | 15000-00, 15000-10 | 1 pair should be designated for dura removal |
Jet tooth shade powder | LANG Dental | Jet Tooth Shade Powder | to be mixed with the Jet Liquid |
Jet tooth shade liquid | LANG Dental | Jet Tooth Shade Liquid | to be mixed wihth the Jet Powder |
Drill Heads – Carbide Burs FG 1/4 389 | Midwest Dental | 385201 | |
Agarose Powder | Sigma-Aldrich | A9793 | |
Gelfoam | Sinclair Dental Canada | Pfizer Gelfoam | |
Isoflurane | Western Drug Distribution Centre Ltd | 124125 | |
Lidocaine 2% Epinephrine | Western Drug Distribution Centre Ltd | 125299 | |
Dexamethazone 5 mg/mL | Western Drug Distribution Centre Ltd | 125231 | |
Butyl cyanoacrylate glue (VetBond) | Western Drug Distribution Centre Ltd | 12612 |