Nosso laboratório é dedicado à aplicação pontual de tecnologias baseadas em ultrassom para estudar a função cerebral e tratar distúrbios cerebrais. Nossa pesquisa atual gira principalmente em torno de dois erros principais: imagem de ultrassom funcional e neuromodulação de ultrassom focalizada. Focada na neuromodulação por ultrassom é considerada uma abordagem potencial para intervenção cerebral em humanos, no entanto, seus mecanismos não são claros.
Recentemente, a integração da optometria de fibra e o foco na neuromodulação por ultrassom foram aprovados para serem úteis para rastrear parâmetros eficazes para modular tipos específicos de neurônios em várias regiões desenvolvíveis. Este protocolo visa que os pesquisadores detectem a neuroatividade modulada por ultrassom em camundongos que se movem livremente sem anestesia ou fixação estereotáxica, usando a tecnologia de optometria de fibra minimamente invasiva para capturar a dinâmica do cálcio como uma medida de neuroatividade sob o implante. Ele mitiga os potenciais efeitos de confusão da vibração sonora da cultura da própria sonda.
Este protocolo é adequado para estudar percepção, coordenação e comportamento. Ele permite a investigação de enzimas correspondentes envolvidas na neuromodulação ultrassônica e o desenvolvimento de novos locais de parâmetros para o tratamento de distúrbios cerebrais. Para começar, prepare uma placa piezoelétrica.
Usando pasta de prata epóxi, prenda o fio em ambos os lados da placa piezoelétrica. Depois que a pasta epóxi solidificar, use um multímetro para medir a resistência em ambas as extremidades do fio para garantir que seja aproximadamente zero. Em seguida, aplique uma camada de fita dupla-face em uma superfície limpa de folha de vidro.
Cole a placa piezoelétrica e o anel de cobre firmemente na folha de vidro. Insira com segurança o tubo de polipropileno com um diâmetro externo de três milímetros no centro da placa piezoelétrica e cole-o firmemente à folha de vidro. Agora, aspire a cola de resina epóxi preparada.
Usando uma seringa descartável, extraia o epóxi e injete-o lentamente no anel de cobre. Usando um ferro de solda eletrônico, solde as pontas soltas de dois fios no conector da porca de baioneta. Depois de remover a folha de vidro, limpe a superfície do transdutor com álcool.
Para começar, coloque o hidrofone e o transdutor em um tanque de água cheio de água deionizada. Descubra um campo máximo no plano focal por meio da digitalização 2D. Em seguida, identifique um máximo de campo em outro plano com um máximo claro.
Depois de comparar as coordenadas X e Y dos dois máximos, ajuste a posição e a orientação do transdutor, se necessário. Ajuste a ponta do hidrofone para ficar a um milímetro da superfície do transdutor, posicionando-a no meio da borda direita. Em seguida, inicie o programa de varredura para capturar o campo acústico livre no plano XC.
Mova o hidrofone ao longo do eixo Z para determinar as profundidades associadas à pressão de pico espacial. Em seguida, mova o hidrofone para o canto inferior direito do transdutor no plano XY. Ligue e inicie o programa de varredura para capturar o campo acústico livre no plano XY.
Depois de colocar o transdutor no crânio do camundongo preparado, adquira o XC no campo acústico transcraniano do plano XY por meio de varredura de hidrofone. Leia as amplitudes de pressão. Leia as dimensões focais a 3 decibéis e a posição nos planos XY e XC dentro do campo acústico transcraniano, relate os parâmetros de tempo de pulso, incluindo Amax, duração do pulso, intervalo de repetição de pulso, duração do trem de pulso e envelope.
Para começar, use um fader para aparar o cabelo da cabeça do animal anestesiado e desinfete a área com etanol a 70% e iodopovidona. Coloque o mouse em uma posição de bruços no quadro estereotáxico. Faça uma incisão ao longo da sutura sagital, começando do osso occipital até o início do osso nasal.
Depois que a pele que cobre os hemisférios for removida, use solução salina estéril para limpar o crânio e eliminar qualquer periósteo restante. Usando um cotonete, aplique peróxido de hidrogênio a 3% no crânio exposto por aproximadamente dois a três segundos para criar microporos. Depois, enxágue bem com solução salina estéril e certifique-se de que a área esteja completamente seca.
Em seguida, crie uma craniotomia com orifício de broca de 0,6 milímetro de diâmetro. Lave todos os detritos com soro fisiológico estéril. Insira a ponteira de fibra óptica no suporte da sonda e conecte-a ao braço estereotáxico.
Use o braço estereotáxico para alinhar o implante diretamente acima da região de interesse e insira-o na região de interesse. Agora use um palito estéril para espalhar uma fina camada de cimento dentário preparado sobre o crânio e na parte inferior do implante. Retire cuidadosamente o suporte da sonda.
Prepare um tubo de polipropileno e corte-o em todo o seu comprimento. Usando uma pinça, prenda o tubo na parte inferior do implante. Depois de despejar o pó de cimento dental no tubo, adicione o líquido necessário e aguarde alguns minutos para que o cimento dental solidifique.
Localize a abertura do tubo e prenda-a cuidadosamente para removê-la usando uma pinça. Depois de preparar a mistura de cimento dental para aplicação, certifique-se de que uma camada uniforme e fina seja espalhada pelo crânio. Em seguida, faça três furos no anel impresso em 3D.
Prenda os parafusos em seus respectivos orifícios. Insira a parte superior do implante no orifício do transdutor pré-fabricado. Certifique-se de que a parede interna do anel impresso em 3D esteja lisa.
Em seguida, coloque-o ao redor do transdutor posicionado no crânio do rato. Aplique cimento dental na junção entre o anel e o crânio. Em seguida, aguarde alguns minutos para que o cimento dental solidifique.
Remova cuidadosamente o transdutor e aperte bem os parafusos. Depois de posicionar o mouse anestesiado na estrutura estereotáxica, limpe a superfície superior do implante com álcool. Injete água e um agente de acoplamento no espaço entre o implante e o anel impresso em 3D.
Insira o patch cord de fibra óptica no centro do transdutor preparado. Em seguida, conecte o implante ao patch cord de fibra óptica. Insira cuidadosamente o transdutor na área.
Em seguida, coloque o mouse em um campo aberto e deixe-o acordar. Conecte o transdutor ao sistema de excitação ultrassônica e conecte o patch cord de fibra óptica ao sistema de gravação de fibra óptica. Ative o dispositivo de excitação ultrassônica e o sistema de gravação de fibra óptica.
Os sinais de fibra óptica foram registrados sob neuromodulação de ultrassom focalizado com os envelopes sendo quadrados e senoidais, respectivamente. O sinal quadrado durou 300 milissegundos, enquanto o sinal senoidal contínuo durou 471 milissegundos.
