ラットにおける安静状態機能磁気共鳴画像データの取得

安静状態機能磁気共鳴画像法(rs-fMRI)は、脳が安静で特定のタスクに従事していない場合の血中酸素レベル依存性(BOLD)シグナルの尺度である。これらの信号は、脳領域間の相関関係を測定して、ニューラルネットワーク内の機能的な接続性を決定するために使用することができます。rs-fMRIは、その非侵襲性と患者の必要な労力の少ない(タスクベースのfMRIと比較して)のために臨床研究で広く使用され、多様な患者集団に最適である^1。

技術の進歩により、rs-fMRIはげっ歯類モデルで使用できるように適応し、疾患状態の基礎となるメカニズムを明らかにしました(レビューについては、参照² を参照)。疾患またはノックアウトモデルを含む前臨床動物モデルは、ヒトでは適用されない広範な実験的操作を可能にし、また研究は、実験をさらに強化するために事後分析サンプルを利用することもできる^2。それにもかかわらず、動きを制限することとストレスを軽減することの両方の困難のために、げっ歯類のMRI獲得は伝統的に麻酔下で行われる。麻酔薬は、それらの薬物動態、薬力学、および分子標的に応じて、脳血流、脳代謝に影響を及ぼし、神経血管結合経路に影響を与える可能性がある。

神経血管結合と脳ネットワーク機能^{3、4、5、6、7、8}を維持する麻酔プロトコル^を開発するための多くの努力がありました。我々は以前に、α 2アドレナリン受容体アゴニストデクスメデトミジン⁹の低用量と一緒にイソフルランの低用量を適用する麻酔療法を報告した。この麻酔法の下でラットは、確立された投影経路(腹側および腹腔視床核、一次および二次体性体性感覚皮質)と一致する領域におけるウィスカー刺激に対する堅牢なBOLD応答を示した。デフォルトモードネットワーク^{10、11および}salienceネットワーク¹²を含む大規模な休止状態の脳ネットワークも一貫して検出されている。さらに、この麻酔プロトコルは、同じ動物に繰り返しイメージングを可能にし、これは疾患の進行と実験操作の効果を縦方向に監視するために重要である。

本研究では、実験のセットアップ、動物の調製、および生理学的モニタリング手順を詳述する。特に、各段階における特定の麻酔段階とスキャンの取得について述べています。データ品質は、各休止状態スキャンに従って評価されます。また、スキャン後の分析の概要も説明します。ラットでrs-fMRIを使用する可能性を明らかにすることに興味を持っている研究所は、このプロトコルが有用であることがわかります。