Detta protokoll presenterar en metod för att skapa en stor ensidig kraniotomi under de temporala och parietala områdena av mus-cerebral cortex. Detta är särskilt användbart för realtidsavbildning över ett expansivt område med en kortikal halvklotet.
Kraniotomi är ett vanligt utfört förfarande för att exponera hjärnan för in vivo-experiment. I mus forskning, de flesta laboratorium utnyttjar en liten kraniotomi, typiskt 3 mm x 3 mm. Detta protokoll introducerar en metod för att skapa en väsentligen större 7 mm x 6 mm kraniala fönster exponerar det mesta av en cerebrala hemisfären över mus temporala och parietala cortex (t.ex. bregma under 2,5 – 4,5 mm, lateralt till 0 – 6 mm). Att utföra denna operation, måste huvudet lutas cirka 30 ° och mycket av den temporala muskeln måste dras tillbaka. Grund av den stora mängden av avlägsnande ben, är detta förfarande endast avsett för akuta experiment med djuret bedövades under hela operationen och experiment.
Den största fördelen med denna innovativa stora laterala kraniell fönster är att ge samtidig tillgång till både mediala och laterala delar av hjärnbarken. Denna stora ensidiga kraniell fönster kan användas för att studera neurala dynamiken mellan celler,såväl som mellan olika kortikala områden genom att kombinera flerelektrodelektrofysiologiska inspelningar, avbildning av neuronal aktivitet (t.ex. inre eller yttre avbildning), och optogenetic stimulering. Dessutom denna stora kraniotomi utsätter också ett stort område av kortikala blodkärl, vilket möjliggör direkt manipulation av den laterala kortikala kärl.
Kraniotomi är en standardprocedur som används av neuroforskare för att avslöja en del av hjärnan. Sedan början av elektro har kraniotomi tillåts utan motstycke genombrott inom neurovetenskap. Tät kartläggning av hjärnbarken med elektroder har lett till försök att testa hypoteser och teorier baserade på dessa kartor. Vi har nyligen gått in i en ny era där kraniotomi är utnyttjas för in vivo avbildning av kortikalt blodflöde 1, 2, 3 och neurovaskulära arkitektur 4, som möjliggör realtidsvisualisering av kortikalt aktivitet inom de exponerade områdena 5, 6, 7. Även om många studier använder craniotomies kombinerat med in vivo optiska avbildningstekniker för att studera strukturen och funktionen av kortikala neuroner, glia, och cortiska vaskulatur 8, 9, är ytterligare undersökningar begränsas av små områden av exponerat cortex (men se 10).
Syftet med detta protokoll är att tillhandahålla en metod för att skapa en stor lateral kraniotomi, utsätta hjärnbarken från mittlinjen till squamosal benet, och som sträcker sig bortom bregma och lambda. Denna stora kraniotomi möjliggör samtidig visning av associations cortex (retrosplenial, cingulate, och parietal), primär och sekundär motor, somatosensoriska, visuell och hörselbarken. Denna metod har tidigare tillsammans med spänningskänsligt färgämne imaging (VSDI) för att undersöka hur flera kortikala områden interagerar med varandra under spontan och stimulus-inducerad kortikal aktivitet 5, 11, 12. De mest utmanande aspekterna av detta förfarande inkluderar att placera huvudethos djuret, fixering av huvudplattan, och att undvika blödning medan separera den temporala muskeln från parietala benet. Försiktighet måste också tas under borrning och skallen borttagningsprocesser som skallen kurvor vid en sned vinkel.
Denna innovativa protokoll för en stor kraniell fönster möjliggör samtidig avbildning över de temporala och parietala områden av hjärnbarken. Kombinerat med optisk avbildning, kan det hjälpa att avslöja neurala dynamiken i kortikala områden under spontan och stimulus-inducerad aktivitet. Denna expansiva kraniotomi exponerar också ett stort förlängning av den kortikala vaskulaturen nätverket, inklusive den proximala änden av den mellersta hjärnartären (MCA), som möjliggör in vivo-avbildning av…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöddes av en naturvetenskaplig och teknisk forskning Council of Canada (NSERC) Discovery Grant # 40352, Campus Alberta för innovation Chair, Alberta Alzheimer Research Program till MHM och NSERC SKAPA i BIF doktorandstipendium och AIHS forskarutbildning gemenskap till MK. Vi tackar Pu Min Wang för utvecklingen av detta protokoll och för kirurgisk utbildning och Behroo Mirza Agha och Di Shao för djurhållning.
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 |