Лазерная травма головного мозга в моторном кортексе крыс

Во всем мире инсульт является второй по величине причиной смерти и третьей по счету причиной^{инвалидности 1.} Инсульт также приводит к тяжелой инвалидности, часто требующей дополнительной помощи со стороны медицинского персонала и родственников. Существует, следовательно, необходимо понять осложнений, связанных с расстройством и улучшить потенциал для более положительных результатов.

Использование моделей животных является первым шагом к пониманию заболеваний. Для обеспечения наилучших результатов исследований типичная модель будет включать простую технику, доступность, высокую воспроизводимость и минимальную изменчивость. Детерминанты в моделях ишемического инсульта включают объем отеков мозга, размер инфаркта, степень распада гемового барьера (BBB) и функциональные нарушения, обычно оцениваемые с помощью неврологического балла^{тяжести 2.}

Наиболее широко используемая методика индукции инсульта в моделях грызунов затмевает среднюю мозговую артерию (MCA) преходяще или постоянно^3. Этот метод производит модель инсульта похож на те, в организме человека: он имеет полутени, окружающие погладил области, является весьма воспроизводимой, и регулирует продолжительность ишемии и reperfusion⁴. Тем не менее, метод MCAO имеет некоторые осложнения. Техника склонна к внутричерепным кровоизлияниям и повреждению ипсилатеральной сетчатки с дисфункцией зрительной коры и общей гипертермией, что часто приводит к^{дополнительным исходам 5,,6,,7.} Другие ограничения включают высокие различия в индуцированном инсульте (в результате вероятного распространения ишемии на непреднамеренные регионы, такие как область внешней сонной артерии), недостаточное окклюзии MCA, и преждевременное реперфузии. Кроме того, крысы различных штаммов и размеров обладают различными инфарктными томами^8. В дополнение ко всем упомянутым недостаткам, модель MCAO не может вызвать небольшие изолированные инсульты в глубоких областях мозга, поскольку она технически ограничена с точки зрения требования минимального размера сосуда для катетеризации. Это делает потребность в альтернативной модели еще более критической. Другой метод, фототромбоз, обеспечивает возможную альтернативу процедурам MCAO, но не повышает эффективность^9. Этот метод цели инсульта со светом и предлагает некоторые улучшения на предыдущих моделях. Тем не менее, фототромбоз требует инвазивной краниотомии, которая связана со вторичными compications⁹.

В свете изложенных недостатков представленный здесь протокол предоставляет способную альтернативную лазерную технику для индуцирования черепно-мозговой травмы у грызунов. Механизм действия лазерной техники основан на фототермальных эффектах лазера на живые ткани, что приводит к поглощению световых лучей тканями организма и их превращению в тепло. Преимущества использования лазерной техники являются его безопасность и простота манипуляции. Способность лазера производить тепло, чтобы остановить кровотечение делает его очень важным в медицине, в то время как его способность усиливать различные лучи в данной точке встречи гарантирует, что лазеры избежать уничтожения здоровых тканей, что стоит на пути точки^{мишени 10}. Лазерный луч, используемый в этом протоколе, может проходить через низкую жидкую среду, такую как кость, не излучая ее энергию и/или не вызывая никаких разрушений. Как только он достигает высокой жидкой среды, такой как ткани мозга, он использует свою энергию, чтобы уничтожить ткани-мишени. Техника, таким образом, может вызвать черепно-мозговую травму только в соответствующей области мозга.

Техника, представленная здесь, показала огромную способность регулировать свои уровни облучения, производя выбранные вариации черепно-мозговой травмы, предназначенные с самого начала. В отличие от оригинального MCAO, который влияет как коры и стриатума, лазерная техника была в состоянии регулировать воздействие черепно-мозговой травмы, вызывая травмы только на предполагаемой моторной коры. В этом случае предусмотрен протокол о лазерной черепно-мозговой травме и резюме репрезентативных результатов процедуры, выполняемой на коре головного мозга крыс.