Nuestro laboratorio se dedica a la aplicación puntual de tecnologías basadas en ultrasonidos para estudiar la función cerebral y tratar los trastornos cerebrales. Nuestra investigación actual gira principalmente en torno a dos errores clave: la imagen de ultrasonido funcional y la neuromodulación de ultrasonido focalizado. Centrado en la neuromodulación ultrasonora se considera un enfoque potencial para la intervención cerebral en humanos, sin embargo, sus mecanismos no están claros.
Recientemente, se ha aprobado que la integración de la fibra optométrica y el enfoque en la neuromodulación de ultrasonido es útil para detectar parámetros efectivos para modular tipos específicos de neuro en varias regiones desarrollables. Este protocolo tiene como objetivo que los investigadores detecten la neuroactividad modulada por ultrasonidos en ratones que se mueven libremente sin anestesia ni fijación estereotáctica del marco mediante el uso de tecnología de fibra optométrica mínimamente invasiva para capturar la dinámica del calcio como una medida de la neuroactividad debajo del implante. Mitiga los posibles efectos de confusión del cultivo, el sonido, la vibración de la propia sonda.
Este protocolo es adecuado para estudiar la percepción, la coordinación y el comportamiento. Permite la investigación de enzimas compatibles implicadas en la neuromodulación ultrasónica y el desarrollo de nuevos sitios de parámetros para el tratamiento de trastornos cerebrales. Para empezar, prepara una placa piezoeléctrica.
Con pasta de plata epoxi, conecte el cable a ambos lados de la placa piezoeléctrica. Una vez que la pasta epoxi se haya solidificado, use un multímetro para medir la resistencia en ambos extremos del cable para asegurarse de que sea aproximadamente cero. A continuación, aplique una capa de cinta adhesiva de doble cara sobre una superficie de lámina de vidrio limpia.
Adhera firmemente la placa piezoeléctrica y el anillo de cobre a la lámina de vidrio. Inserte de forma segura el tubo de polipropileno con un diámetro exterior de tres milímetros en el centro de la placa piezoeléctrica y adhiéralo firmemente a la lámina de vidrio. Ahora, aspire el pegamento de resina epoxi preparado.
Con una jeringa desechable, extraiga el epoxi e inyéctelo lentamente en el anillo de cobre. Con un soldador electrónico, suelde los extremos sueltos de dos cables en el conector de la tuerca de bayoneta. Después de quitar la lámina de vidrio, limpie la superficie del transductor con alcohol.
Para comenzar, coloque el hidrófono y el transductor en un tanque de agua lleno de agua desionizada. Descubra un campo máximo en el plano focal a través del escaneo 2D. A continuación, identifique un máximo de campo en otro plano con un máximo claro.
Después de comparar las coordenadas X e Y de los dos máximos, ajuste la posición y la orientación del transductor si es necesario. Ajuste la punta del hidrófono para que esté a un milímetro de la superficie del transductor, colocándola en el centro del borde derecho. A continuación, inicie el programa de escaneo para capturar el campo acústico libre en el plano XC.
Mueva el hidrófono a lo largo del eje Z para determinar las profundidades asociadas con la presión máxima espacial. A continuación, mueva el hidrófono a la esquina inferior derecha del transductor en el plano XY. Encienda e inicie el programa de escaneo para capturar el campo acústico libre en el plano XY.
Después de colocar el transductor en el cráneo del ratón preparado, adquiera el XC en el campo acústico transcraneal del avión XY a través de la exploración con hidrófono. Lea las amplitudes de presión. Lea las dimensiones focales a 3 decibelios y la posición en los planos XY y XC dentro del campo acústico transcraneal, informe los parámetros de temporización de pulsos, incluidos Amax, duración del pulso, intervalo de repetición de pulsos, duración del tren de pulsos y envolvente.
Para empezar, utilice un fader para recortar el pelo de la cabeza del animal anestesiado y desinfecte la zona con etanol al 70% y povidona yodada. Coloque el ratón en posición prona sobre el marco estereotáxico. Hacer una incisión a lo largo de la sutura sagital, desde el hueso occipital hasta el comienzo del hueso nasal.
Una vez que se retira la piel que cubre los hemisferios, use solución salina estéril para limpiar el cráneo y eliminar cualquier resto de periostio. Con un hisopo de algodón, aplique peróxido de hidrógeno al 3% en el cráneo expuesto durante aproximadamente dos o tres segundos para crear microporos. Después, enjuague bien con solución salina estéril y asegúrese de que el área esté completamente seca.
A continuación, cree una craneotomía con orificio de fresa de 0,6 milímetros de diámetro. Lave cualquier residuo con solución salina estéril. Inserte la férula de fibra óptica en el soporte de la sonda y conéctela al brazo estereotáxico.
Utilice el brazo estereotáxico para alinear el implante directamente sobre la región de interés e insertarlo en la región de interés. Ahora use un palillo de dientes estéril para esparcir una capa delgada de cemento dental preparado sobre el cráneo y sobre la parte inferior del implante. Separe con cuidado el soporte de la sonda.
Prepara una tubería de polipropileno y córtala en toda su longitud. Con unas pinzas, fije el tubo a la parte inferior del implante. Después de verter el polvo de cemento dental en la tubería, agregue el líquido requerido y espere unos minutos para que el cemento dental se solidifique.
Ubique la abertura de la tubería y sujétela con cuidado para quitarla con unas pinzas. Después de preparar la mezcla de cemento dental para su aplicación, asegúrese de que se extienda una capa uniforme y delgada por todo el cráneo. A continuación, perfora tres agujeros en el anillo impreso en 3D.
Asegure los tornillos en sus respectivos orificios. Inserte la parte superior del implante en el orificio del transductor prefabricado. Asegúrate de que la pared interior del anillo impreso en 3D sea lisa.
A continuación, colóquelo alrededor del transductor colocado en el cráneo del ratón. Aplique cemento dental en la unión entre el anillo y el cráneo. Luego espere unos minutos para que el cemento dental se solidifique.
Retire con cuidado el transductor y apriete firmemente los tornillos. Después de colocar el ratón anestesiado en el marco estereotáxico, limpie la superficie superior del implante con alcohol. Inyecte agua y un agente de acoplamiento en el espacio entre el implante y el anillo impreso en 3D.
Inserte el cable de conexión de fibra óptica en el centro del transductor preparado. A continuación, conecte el implante al cable de conexión de fibra óptica. Inserte con cuidado el transductor en el área.
A continuación, coloque el mouse en un campo abierto y permita que se despierte. Conecte el transductor al sistema de excitación ultrasónica y conecte el cable de conexión de fibra óptica al sistema de grabación de fibra óptica. Active tanto el dispositivo de excitación ultrasónica como el sistema de grabación de fibra óptica.
Las señales de fibra óptica se registraron bajo neuromodulación de ultrasonido focalizado con las envolventes cuadradas y sinusoidales respectivamente. La señal cuadrada duró 300 milisegundos, mientras que la señal sinusoidal continua duró 471 milisegundos.
