동시 집속 초음파 신경 조절 및 광섬유 광도 측정(Free-Moving Mouse)의 기록

우리 연구실은 뇌 기능을 연구하고 뇌 장애를 해결하기 위해 초음파 기반 기술의 포인트 응용에 전념하고 있습니다. 우리의 현재 연구는 주로 기능적 초음파 영상과 집속 초음파 신경조절이라는 두 가지 주요 오류를 중심으로 진행됩니다. 초음파에 초점을 맞춘 신경조절은 인간의 뇌 개입을 위한 잠재적인 접근 방식으로 간주되지만 그 메커니즘은 불분명합니다.

최근에는 광섬유 검안법의 통합과 초음파 신경 조절에 대한 초점이 다양한 개발 가능한 영역에서 특정 신경 유형을 조절하기 위한 효과적인 매개변수를 스크리닝하는 데 유용한 것으로 승인되었습니다. 이 프로토콜은 두 연구원 모두의 목표로, 최소 침습적 섬유 검안 기술을 사용하여 임플란트 아래의 신경 활동의 척도로 칼슘 역학을 포착함으로써 마취 또는 정위 프레임 고정 없이 자유롭게 움직이는 마우스에서 초음파 조절 신경 활동을 감지하는 것을 목표로 합니다. 프로브 자체의 문화, 소리 진동의 잠재적인 혼란 효과를 완화합니다.

이 프로토콜은 지각, 조정 및 행동을 연구하는 데 적합합니다. 이를 통해 초음파 신경 조절의 관련 매칭 효소를 조사하고 뇌 질환을 치료하기 위한 새로운 매개변수 부위를 개발할 수 있습니다. 시작하려면 압전 플레이트를 준비하십시오.

에폭시 실버 페이스트를 사용하여 와이어를 압전 플레이트의 양쪽에 부착합니다. 에폭시 페이스트가 응고되면 멀티미터를 사용하여 와이어 양쪽 끝의 저항을 측정하여 약 0인지 확인합니다. 그런 다음 깨끗한 유리판 표면에 양면 테이프 층을 바릅니다.

압전판과 구리 링을 유리 시트에 단단히 부착합니다. 외경이 3mm인 폴리프로필렌 파이프를 압전 플레이트의 중앙에 단단히 삽입하고 유리 시트에 단단히 부착합니다. 이제 준비된 에폭시 수지 접착제를 진공 청소기로 청소합니다.

일회용 주사기를 사용하여 에폭시를 추출하고 구리 링에 천천히 주입합니다. 전자 납땜 인두를 사용하여 두 전선의 느슨한 끝을 총검 너트 커넥터에 납땜합니다. 유리 시트를 제거한 후 알코올로 변환기 표면을 청소하십시오.

시작하려면 수중청음기와 변환기를 탈이온수로 채워진 물 탱크에 넣습니다. 2D 스캐닝을 통해 초점면에서 최대 시야를 발견하십시오. 그런 다음 명확한 최대값이 있는 다른 평면의 필드 최대값을 식별합니다.

두 최대값의 X와 Y 좌표를 비교한 후 필요한 경우 변환기의 위치와 방향을 조정합니다. 수중청음기 팁을 변환기 표면에서 1mm 떨어진 곳에 조정하여 오른쪽 가장자리 중앙에 배치합니다. 그런 다음 스캐닝 프로그램을 시작하여 XC 평면의 자유 음향 필드를 캡처합니다.

Z축을 따라 수중청음기를 이동하여 공간 최고 압력과 관련된 깊이를 확인합니다. 그런 다음 수중청음기를 XY 평면에서 변환기의 오른쪽 하단 모서리로 이동합니다. 전원을 켜고 스캐닝 프로그램을 시작하여 XY 평면의 자유 음향 필드를 캡처합니다.

준비된 마우스의 두개골에 변환기를 배치한 후 수중 청음기 스캐닝을 통해 XY 평면의 경두개 음향장에서 XC를 획득합니다. 압력 진폭을 읽습니다. 3데시벨에서 초점 치수와 경두개 음향장 내에서 XY 및 XC 평면의 위치를 읽고 Amax, 펄스 지속 시간, 펄스 반복 간격, 펄스 트레인 지속 시간 및 엔벨로프를 포함한 펄스 타이밍 매개변수를 보고합니다.

먼저 페이더를 사용하여 마취된 동물의 머리에 있는 털을 다듬고 70% 에탄올과 포비돈 요오드로 해당 부위를 소독합니다. 마우스를 입체식 프레임의 엎드린 위치에 놓습니다. 시상 봉합사를 따라 후두골에서 시작하여 코뼈의 시작 부분까지 절개합니다.

반구를 덮고 있는 피부가 제거되면 멸균 식염수를 사용하여 두개골을 청소하고 남아 있는 골막을 제거합니다. 면봉을 사용하여 노출된 두개골에 3%의 과산화수소를 약 2-3초 동안 바르면 미세 기공이 생성됩니다. 그런 다음 멸균 식염수로 철저히 헹구고 해당 부위가 완전히 건조되었는지 확인하십시오.

다음으로, 0.6mm 직경의 버홀 개두술을 만듭니다. 멸균 식염수로 이물질을 씻어냅니다. 광섬유 페룰을 프로브 홀더에 삽입하고 입체 암에 연결합니다.

입체식 암(stereotaxic arm)을 사용하여 임플란트를 관심 영역 바로 위에 정렬하고 관심 영역에 삽입합니다. 이제 멸균 이쑤시개를 사용하여 준비된 치과 시멘트의 얇은 층을 두개골과 임플란트의 아래쪽 부분에 펴 바릅니다. 프로브 홀더를 조심스럽게 분리합니다.

폴리 프로필렌 파이프를 준비하고 길이로 자릅니다. 핀셋을 사용하여 파이프를 임플란트 바닥에 부착합니다. 치과용 시멘트 분말을 파이프에 부은 후 필요한 액체를 추가하고 치과용 시멘트가 응고될 때까지 몇 분 동안 기다립니다.

파이프 개구부를 찾아 조심스럽게 clamp핀셋을 사용하여 제거합니다. 적용을 위해 치과용 시멘트 혼합물을 준비한 후 두개골 전체에 균일하고 얇은 층이 퍼져 있는지 확인하십시오. 그런 다음 3D 프린팅 링에 세 개의 구멍을 뚫습니다.

나사를 각각의 구멍에 고정합니다. 임플란트의 상단을 사전 제작된 변환기의 구멍에 삽입합니다. 3D 프린팅된 링의 내벽이 매끄러운지 확인하십시오.

그런 다음 마우스 두개골에 위치한 변환기 주위에 놓습니다. 링과 두개골 사이의 접합부에 치과용 시멘트를 바르십시오. 그런 다음 치과 시멘트가 굳을 때까지 몇 분 동안 기다립니다.

변환기를 조심스럽게 제거하고 나사를 단단히 조입니다. 마취된 마우스를 정위 안경테에 위치시킨 후 임플란트의 상단 표면을 알코올로 청소합니다. 임플란트와 3D 프린팅 링 사이의 공간에 물과 커플링제를 주입합니다.

준비된 변환기의 중앙에 광섬유 패치 코드를 삽입합니다. 그런 다음 임플란트를 광섬유 패치 코드에 연결합니다. 변환기를 해당 영역에 조심스럽게 삽입하십시오.

그런 다음 마우스를 열린 필드에 놓고 깨어나도록 합니다. 변환기를 초음파 여기 시스템에 연결하고 광섬유 패치 코드를 광섬유 기록 시스템에 연결합니다. 초음파 여기 장치와 광섬유 기록 시스템을 모두 활성화합니다.

광섬유 신호는 집속 초음파 신경 조절하에 기록되었으며 엔벨로프는 각각 정사각형과 사인파였습니다. 사각형 신호는 300밀리초 동안 지속된 반면 연속 정현파 신호는 471밀리초 동안 지속되었습니다.