עבודה זו נתמכה על ידי הוכחת UC גילוי הענקת קונספט ועל ידי NIH (R00 EB007241). המחברים רוצים גם להודות לז&#39;קלין האברד על סיועה בניסוי זה.

1. הכנת כירורגים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 1 CD עכברים ממין נקבה בגילים שבין 6-8 שבועות שמשו בניסויים שלנו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדם עכבר עם זריקת intraperitoneal של שילוב קטמין וxylazine (80 מ&quot;ג / קילו ketamine/10 מ&quot;ג / קילו xylazine). הנח את העכבר על משטח homeothermic כדי להבטיח טמפרטורת גוף אופטימלית ב~ 37 ° C. ברציפות לפקח רמה של הרדמה על ידי בדק את הרפלקסים של בעלי החיים (למשל, צובט רגל עם מלקחיים בוטים) ולהזריק יותר הרדמה בעת צורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סוך שתי העיניים עם משחת דמעה מלאכותית. הסרת שיער על הקרקפת בעזרת סכין גילוח והסרת שיער באמצעות רפידות השיורית prep אלכוהול 70%. למרוח שכבה דקה של קרם להסרת שיער יאיר על הקרקפת ולחכות 2 דקות כדי שזה ייכנס לתוקף. לנגב בעדינות את השיער שנותר ויאיר באמצעות מי מלח הטבול ספוגיות כותנה ורפידות מכינים אלכוהול. קרקפת צריכה להיות עכשיו קרחת לגמרי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחטא את הקרקפת בעזרת מקל צמר גפן ולנקות עם פולידין 7רפידות prep אתנול 0%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעטוף בזהירות בחית וילאות כירורגיות כדי להבטיח טמפרטורת גוף אופטימלית של ~ 37 מעלות צלזיוס ולצאת לחיים למסגרת stereotaxic כדי לשתק את הגולגולת. קל לנצל את הגולגולת כדי להבטיח את יציבותו. רשימה של חומרים המשמשים מסופקת בטבלת 1. </li></ol> 2. הכנת חלון קליפת מוח, גולגולת דללה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל את החתך בנקודת קו האמצע בין העיניים. המשך caudally לנקודת קו האמצע בין האוזניים. חלק העור עם מלקחיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אתר את האזור לדילול תחת מיקרוסקופ לנתח ולהסיר בעדינות fascia באמצעות פינצטה. ייבש את הגולגולת עם מטליות כותנה סטריליים לפני יצירת חלון קליפת המוח הדק יותר. בניסויים שלנו, יצרו 4 × 4 מ&quot;מ דלל חלון גולגולתי ~ 1 מ&quot;מ אחורי וצדדי לגבחת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בגין דילול הגולגולת באמצעות סיבוב קרביד ספחת עם גודל מקדח 0.75 מ&quot;מ במקדחת יד כירורגית באמצעות onl תנועה גורף אורy. אל תפעיל לחץ על ישיר בגולגולת. עצור קידוח כל 20-30 שניות כדי להסיר אבק עצם באמצעות מלוח סטרילית וצמר גפן וכדי להימנע מהתחממות יתר של הגולגולת. המלוח גם יסייע במתפוגג החום לאורך הגולגולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שהשכבה החיצונית של העצם הקומפקטי נמחקה לחלוטין שכבת העצם הספוגית האמצע עכשיו צריכה להיות גלויה. אולי יש איזה דימום קל ככלי דם הם יותר נראים לעין בשכבת העצם הספוגית. לעבור לספחת אבן ירוקה וימשיך קידוח באמצעות זהירות כשכבה הספוגית היא עדינה יותר. ספחת האבן הירוקה תסיר פחות חומר עצם תוך יצירת אחידות בכל החלון גולגולתי. עצור קידוח לעתים כדי להסיר אבק עצם וכדי לקרר את הגולגולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבסוף, כאשר הגולגולת הפכה שקופה יותר ומערכת כלי דם במוח נראה כעת, מתחיל ליטוש הגולגולת באמצעות ספחת ליטוש. זה יאפשר מדויק יותר דליל בזמן החליק את הגולגולת. בדקו רזון של מקll על ידי קשה על זה בעדינות עם מלקחיים. עצור ליטוש כאשר הגולגולת נעשית מעט גמישה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החלון גולגולתי הדליל עכשיו צריך להיות חלק לגמרי, ומהורהר ומוכן להדמיה (איור 1). בשל האופי של רקמות מאוד פיזור של המוח, הגולגולת צריכה להיות דלילה ללפחות 55 מיקרומטר לחדירים לעומק אופטימלי. רשימה של חומרים המשמשים מסופקת בטבלת 1. </li></ol> 3. טומוגרפיה אופטית קוהרנטיות הדמיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הניתוח הושלם, לבדוק את השיעור ורפלקסים הנשימה של בעל חיים כדי להבטיח רמה נאותה של הרדמה ולנהל הרדמה נוספת במידת צורך. הסר חיה ממסגרת stereotaxic, לשמור על בעלי החיים עטופים בוילאות כירורגיות, ובעלי חי תחבורה לתחנת ההדמיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני ההדמיה לבדוק סימנים לרפלקסים ולהחיל דמעה מלאכותית נוספת במידת צורך. הר חיה על מסגרת stereotaxic כדי לאבטח את הגולגולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חית מקום תחתמצלמת אוקטובר ועמדת TSCW תחת הקורה האופטית (איור 2). נוף חתך של הגולגולת והמוח כעת ניתן דמיין (איור 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רכישת נתונים יכולה להתחיל מייד בתחום העניין שלו הוא נמצא. לצורך ההדמיה, אנו משתמשים במראות galvo להשיג חלון הדמיה, ברוחב של 4.0 מ&quot;מ. עומק הדמיה של 2 מ&quot;מ שהושג עם 6 מגה ואט של כוח האירוע ומוקד 1 מ&quot;מ מתחת לגולגולת הדקה יותר. כל שטח חתך כלל 2,048 סריקות ציריות עם שיעור רכישה של 0.14 שניות לכל תמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סריקות נפחיות של המוח יכולות גם להיות מושגת על ידי איסוף סדרה של תמונות 2D חתך באמצעות שתי קבוצות של מראות galvo לxy סריקה עם המראה הראשונה galvo סריקת האלומה בכיוון sagittal ומראה galvo 2 סריקה בעטרה כיוון. </li></ol>

<ol>
	<li>Bizheva, K., Unterhuber, A., Hermann, B., Povazay, B., Sattmann, H., Drexler, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+ex+vivo+and+in+vitro+brain+morphology+in+animal+models+with+ultrahigh+resolution+optical+coherence+tomography.">Imaging ex vivo and in vitro brain morphology in animal models with ultrahigh resolution optical coherence tomography.</a> Journal of Biomedical Optics. 9, 719-724 (2004).</li><li>Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+for+ultrahigh+resolution+in+vivo+imaging.">Optical coherence tomography for ultrahigh resolution in vivo imaging.</a> Nature Biotechnology. 21, 1361-1367 (2003).</li><li>Wantanabe, H., Rajagopalan, U. M., Nakamichi, Y., Igarashi, K. M., Kadono, H., Tanifuji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swept+source+optical+coherence+tomography+as+a+tool+for+real+time+visualization+and+localization+of+electrodes+used+in+electrophysiological+studies+of+brain+in+vivo.">Swept source optical coherence tomography as a tool for real time visualization and localization of electrodes used in electrophysiological studies of brain in vivo.</a> Biomedical Optics Express. 2, 3129-3134 (2011).</li><li>Huang, D., Swanson, E. A., Lin, C. P., Schuman, J. S., Stinson, W. G., Chang, W., Hee, M. R., Flottee, T., Gregory, K., Puliafito, C. A., Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography.">Optical coherence tomography.</a> Science. 254, 1178-1181 (1991).</li><li>Mitsui, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+range+of+optical+reflectometry+with+spectral+interferometry.">Dynamic range of optical reflectometry with spectral interferometry.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 38, 6133-6137 (1999).</li><li>de Boer, J. F., Cense, B., Park, B. H., Pierce, M. C., Tearney, G. J., Bouma, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+signal-to-noise+ratio+in+spectral-domain+compared+with+time-domain+optical+coherence+tomograhy.">Improved signal-to-noise ratio in spectral-domain compared with time-domain optical coherence tomograhy.</a> Optics Letters. 28, 2067-2069 (2003).</li><li>de Boer, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ch.+5.">Ch. 5.</a> Optical Coherence Tomography: Technology and Applications. , (2008).</li><li>Choma, M. A., Sarunic, M. V., Yang, C., Izatt, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitivity+advantage+of+swept+source+and+fourier+domain+optical+coherence+tomography.">Sensitivity advantage of swept source and fourier domain optical coherence tomography.</a> Optics Express. 11, 2183-2189 (2003).</li><li>Leitgeb, R. A., Drexler, W., Unterhuber, A., Hermann, B., Bajraszewski, T., Le, T., Stingl, A., Fercher, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh+resolution+fourier+domain+optical+coherence+tomography.">Ultrahigh resolution fourier domain optical coherence tomography.</a> Optics Express. 12, 2156-2165 (2004).</li><li>Drew, P. J., Shih, A. Y., Driscoll, J. D., Knutsen, P. M., Blinder, P., Davalos, D., Akassoglou, K., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+optical+access+through+a+polished+and+reinforced+thinned+skull.">Chronic optical access through a polished and reinforced thinned skull.</a> Nature Methods. 7, 981-984 (2010).</li><li>Shih, A. Y., Mateo, C., Drew, P. J., Tsai, P. S., Kleinfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Polished+and+Reinforced+Thinned-skull+Window+for+Long-term+Imaging+of+the+Mouse.">A Polished and Reinforced Thinned-skull Window for Long-term Imaging of the Mouse.</a> J. Vis. Exp. 61, e3742 (2012).</li><li>Yang, G., Pan, F., Parkhurst, C. N., Grutzendler, J., Gan, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thinned-skull+cranial+window+technique+for+long-term+imaging+of+the+cortex+in+live+mice.">Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice.</a> Nature Protocols. 5, (2010).</li><li>Lu, M., Majewska, S., K, A., Gelbard, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Thin-skull+Window+Technique+for+Chronic+Two-photon+In+vivo+Imaging+of+Murine+Microglia+in+Models+of+Neuroinflammation.">A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation.</a> J. Vis. Exp. (43), e2059 (2010).</li><li>Wang, Y., Oh, C. M., Oliveira, M. C., Islam, M. S., Ortega, A., Park, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GPU+accelerated+real-time+multi-functional+spectral-domain+optical+coherence+tomography+system+at+1300nm.">GPU accelerated real-time multi-functional spectral-domain optical coherence tomography system at 1300nm.</a> Optics Express. 20, 14797-14813 (2012).</li><li>Aguirre, A. D., Chen, Y., Fujimoto, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Depth-resolved+imaging+of+functional+activation+in+the+rat+cerebral+cortex+using+optical+coherence+tomography.">Depth-resolved imaging of functional activation in the rat cerebral cortex using optical coherence tomography.</a> Opt. Lett. 31, 3459-3461 (2006).</li><li>Chen, Y., Aguirre, A. D., Ruvinskaya, L., Devor, A., Boas, D. A., Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography+(OCT)+reveals+depth-resolved+dynamics+during+functional+brain+activation.">Optical coherence tomography (OCT) reveals depth-resolved dynamics during functional brain activation.</a> Journal of Neuroscience Methods. 178, 162-173 (2009).</li><li>Liang, C., Wierwille, J., Moreira, T., Schwartzbauer, G., Jafri, M. S., Tang, C., Chen, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+forward-imaging+needle-type+OCT+probe+for+image+guided+stereotactic+procedures.">A forward-imaging needle-type OCT probe for image guided stereotactic procedures.</a> Opt Express. 19, 26283-26294 (2011).</li><li>Srinivasan, V. J., Sakadzic, S., Gorczynska, I., Ruvinskaya, S., Wu, W., Fugimoto, J. G., Boas, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+cerebral+blood+flow+with+optical+coherence+tomography.">Quantitative cerebral blood flow with optical coherence tomography.</a> Optics Express. 18, 2477-2494 (2010).</li><li>Galetta, K. M., Calabresi, P. A., Frohman, E. M., Balcer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+Coherence+Tomography+(OCT):+imaging+the+visual+pathway+as+a+model+for+neurodegeneration.">Optical Coherence Tomography (OCT): imaging the visual pathway as a model for neurodegeneration.</a> The Journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 8, 117-132 (2011).</li><li>Seigo, M. A., Sotirchos, E. S., Newsome, S., Babiarz, A., Eckstein, C., Ford, E., Oakley, J. D., Syc, S. B., Frohman, T. C., Ratchford, J. N., Balcer, L. J., Frohman, E. M., Calabresi, P. A., Saidha, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+assessment+of+retinal+neuronal+layers+in+multiple+sclerosis+with+maual+and+automated+optical+coherence+tomography+segementation+techniques.">In vivo assessment of retinal neuronal layers in multiple sclerosis with maual and automated optical coherence tomography segementation techniques.</a> J. Neurol. , (2012).</li><li>Frohman, E. M., Fujimoto, J. G., Frohman, T. C., Calabresi, P. A., Cutter, G., Balcer, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+coherence+tomography:+a+window+into+the+mechanisms+of+multiple+sclerosis.">Optical coherence tomography: a window into the mechanisms of multiple sclerosis.</a> Nature Clinical Practice. 4, 664-675 (2008).</li><li>Gill, A. S., Rajneesh, K. F., Owen, C. M., Yeh, J., Hsu, M., Binder, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+optical+detection+of+cerebral+edema+in+vivo.">Early optical detection of cerebral edema in vivo.</a> J. Neurosurg. 114, 470-477 (2011).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

הדמיה עם אוקטובר ו- גולגולת דלילה היא טכניקת נוירו הדמיה חדשנית שרק נחקרה 15, 16 לאחרונה. בניסויים שלנו, אנחנו הוכחנו את הכדאיות של SD-אוקטובר הדמיה באמצעות TSCW במודל של עכברים בגוף חי. מהתוצאות שלנו, הגולגולת דקה יותר בכ 55 מיקרומטר ועומק החדירה מתקבל בכ 1 מ&quot;מ עם רזולוציית תמונה של 8 מיקרומטר ו 20 מיקרומטר בכיוון הצירי ורוחבי, בהתאמה. בפרופיל עוצמת האות, אוקטובר הדמיה באמצעות TSCW מגבירה את עוצמת אות והחדירה לעומק בהשוואה לגולגולת רגילה (איור 4). לשם השוואה, הדמית שני פוטונים עם TSCW בעובי גולגולת של 10-15 ~ מיקרומטר יכולה להגיע לעומקי הדמיה של 150-250 מיקרומטר מתחת לפני שטח pial 10, 11, 13 עם רזולוציה צירית ב~ 3 מיקרומטר 10, תוך גולגולת דלילה של ~ עומק 20 מיקרומטר הדמיה יכול להגיע עד 300-400 מיקרומטר בתוך 12 קליפת המוח. Overall, דימות אופטי באוקטובר מוכיח להיות שיטת הדמיה מבטיחה, מתיר TSCW עבה יותר בתהליך ההרזיה, תוך מתן חדיר לעומק עמוק יותר ממיקרוסקופ mutiphoton. ניצול-גולגולת דלילה הוא יתרון בהדמיה אופטית כגון אוקטובר 15, 16 ו מיקרוסקופיה שני פוטונים 10-13 כפי שהוא מספק לא מעט neuroinflammation לעומת craniotomy אם הדילול מתבצע בהצלחה 11, 12, 15, 16,. העסקת craniotomy הדמיה עלולה לגרום המיקרוגליאה תגובתי כמו גם גברת ביטוי של חלבון גליה fibrillary חומצי (GFAP) בהאסטרוציטים תגובתי לאחר פגיעות קשות במוח. עם זאת, הדמיה לאחר אימוץ טכניקת גולגולת דללה מגלה המיקרוגליאה לא פעילה וimmunostaining GFAP החלש רומז האסטרוציטים הלא מגיבים 10. באמצעות דילול תקינים של הגולגולת, מבנים ספציפיים בתוך קליפת המוח, כגון מורפולוגיה המיקרוגליאה וכלי דם בקליפת מוח, גלהבדיל 11-13. עם זאת, ישנם חסרונות של שימוש TSCW להדמיה אופטית. אם הגולגולת לא התמעטה ועובי הנכון או הגולגולת יש משטחים קשים עקב חדירת עומק דילול בלתי הולמת עבור הדמיה עשויה להיות מוגבל. חסרון נוסף לעומק הדמיה ירוד יכול לנבוע מדימום תת dural בשל תנודות של קידוח. הדימום מתחת הדורה הוא בלתי נמנע, ולכן לא ניתן להשתמש לאוקטובר הדמיה. במקרים כגון אלה, מודל חיה חדשה אמור לשמש לצורך הניסוי. זיהוי מבנים מסוימים בקליפת המוח באמצעות אוקטובר דרך TSCW יכול להיות מועיל במחלות ניווניות ומעקב בחקר שינויים בתפקוד המוח. זרימת דם הדמיה יכולה להיות מושגת באמצעות דופלר אוקטובר 17, 18 ככימות זרימת דם במוח היא בעל חשיבות עליונה במעקב אחר הדרישות המטבולית של המוח בלימוד שבץ, מחלת אלצהיימר 18, או גידולים במוח 17. Axonalוניוון עצבי הוא גם בולט בתמונות אוקטובר ויכול להפיק תועלת מחקרים של הפרעות שונות במוח. על ידי הדמית שכבת הרשתית עצבי סיבים (RNFL), המכילה אקסונים הגנגליון תאים, מנגנוני נוירו ניוון, נוירו הגנה, ונוירו תיקון ניתן דמיין לא רק בהפרעות אופטיות אלא גם במחל נוירולוגיות כמו פרקינסון 19 ומרובים 20 טרשת, 21, שהאחרון שכבר נחקר בפירוט על ידי מדידת עובי השכבה 21 ורשתית המקולה באמצעות טכניקות פילוח אוקטובר 20. Neuro-הדמיה עם אוקטובר מוגבלת למבני הדמיה ופונקציות של המוח לא רק. אוקטובר יכול להיות יתרון בכרוני in vivo הדמית 10, 11 וכן בהליכי Stereotactic כגון מחקרים אלקטרו וmicroinjection 1, 3, 15-17. בנוירוכירורגיה, אוקטובר יכול לשמש ככלי עזר ביופסיה או 2 כך שהוא מאפשר למנתחים להציגתמונות משוב בזמן אמת של מאפיינים אנטומיים ספציפיים בתוך המוח 17. עם התפתחויות נוספות, אנו מאמינים שהשילוב הנוכחי שלנו של SD-אוקטובר עם TSCW יש את הפוטנציאל לשפר את יכולתו של מטפל לגירעונות אבחון נוירולוגים כאשר הוא מיושם בשיטות אחרות, כגון לחץ תוך גולגולתי (ICP) 22 צג, דימות תהודה מגנטיות ( MRI), או טומוגרפיה צירית ממוחשבת (CAT) 1.

מאז השקתו בשנת 1990 מוקדמים, אוקטובר כבר נעשה שימוש נרחב להדמיה ביולוגית של מבנה רקמות ותפקוד 2. אוקטובר מייצר תמונות חתך על ידי מדידת עיכוב זמן הד של אור 4 backscattered ידי יישום מקור אור קוהרנטיות נמוך עם interferometer סיבים אופטיים מייקלסון 2,4. SD-אוקטובר, הידוע גם בתחום הפורה אוקטובר (FD-OCT), הוצג לראשונה בשנת 1995 5, ומציע שיטת הדמיה טובה יותר בהשוואה עם הזמן מסורתי תחום אוקטובר (TD-אוקטובר). ב SD-אוקטובר, זרוע ההתייחסות נשמרה נייחת וכתוצאה מכך במהירות גבוהה ורכישה גבוהה במיוחד רזולוציית תמונת 6-9. כיום, מודלי TSCW היו בשימוש בעיקר ליישומים בהדמיה מוחית vivo של מיקרוסקופיה שני פוטונים במקום craniotomy מסורתי. TSCW אלה שמש במקביל ללוחית גולגולת מותאמת אישית או תלוש כיסוי זכוכית 10-13 לספק ima נוסףגינג יציבות. במחקרים שלנו, יש לנו ציינו כי אבזרים כגון אלה אינם הכרחיים לאוקטובר הדמיה כאשר TSCW משמש. לכן, חוסר צלחת גולגולת או תלושי כיסוי זכוכית מאפשר למגוון רחב יותר של גודל חלון הדמיה כפי שהם עלולים להפריע לקרן האופטית ולשנות תמונות אוקטובר הכנה-גולגולת דללה הוכיחה להיות יתרון בבדיקות הדמיה של המוח באמצעות מיקרוסקופ שני פוטונים 10-13. בניסויים שלנו, אנו מנצלים מערכת SD-אוקטובר לתמונת קליפת in vivo דרך TSCW. התקנת SD-אוקטובר ההדמיה המותאמת אישית שלנו מכילה פס רחב מקור, נמוך קוהרנטיות אור המורכב משתי דיודות superluminescent (SLD) המרוכזים ב1295 ננומטר ברוחב פס של 97 ננומטר וכתוצאה מכך רזולוציה צירית ורוחבית של 8 מיקרומטר ו 20 מיקרומטר, בהתאמה 14 . עם מכשיר ההדמיה האופטית שלנו, אנו צופים כי באמצעות הדמיה TSCW יש פוטנציאל גדול בזיהוי והדמיית מבנים ופונקציות בoרקמת המוח ptically צפופה.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> חומרים </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגים </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> קטמין </td><td> תרופות פניקס </td><td> 57319-542-02 </td><td></td></tr><tr><td> Xylazine </td><td> Akorn, Inc </td><td> 139-236 </td><td></td></tr><tr><td> משחת דמעות מלאכותית </td><td> רוגבי </td><td> 0536-6550-91 </td><td></td></tr><tr><td> תאיר </td><td> הכנסייה &amp; דווייט ושות, Inc </td><td> 4010130 </td><td></td></tr><tr><td> האלכוהול סטרילי Prep Pad </td><td> קנדל בריאות </td><td> 6818 </td><td></td></tr><tr><td> כותנת כטיפ Applicators </td><td> Fisherbrand </td><td> 23-400-115 </td><td></td></tr><tr><td> Swabstick התמיסה פולידין </td><td> מוצרי פרדו &lt;/ Td&gt; <td> 67618-153-01 </td><td></td></tr><tr><td> תמיסת מלח, .9% </td><td> תרופות פניקס </td><td> 57319-555-08 </td><td></td></tr><tr><td> מסגרת Stereotactic </td><td> Stoelting </td><td></td><td></td></tr><tr><td> מקדחת יד כירורגים במהירות גבוהה </td><td> Foredom </td><td></td><td> 38000 סל&quot;ד </td></tr><tr><td> קרביד הסיבוב Bur </td><td> Stoelting </td><td></td><td> 0.75 מ&quot;מ </td></tr><tr><td> אבני דורא ירוק </td><td> Shofu </td><td></td><td> שאנק: HP צורה: BA1 </td></tr><tr><td> CompoMaster גס וCompoMaster לטש </td><td> Shofu </td><td></td><td> צורה: מיני Pt. </td></tr><tr><td> SpaceDrapes </td><td> Braintree Scientific, Inc </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

thinned-skull cortical window technique for in vivo optical coherence tomography imaging

טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית (אוקטובר) היא טכניקת הדמיה ביו עם רזולוציה גבוהה של מרחב וזמן. עם גישתה פולשנית אוקטובר כבר נעשה שימוש נרחב ברפואת עיניים, רפואת עור, וגסטרואנטרולוגיה 1-3. שימוש בחלון גולגולת דללה קליפת מוח (TSCW), אנו מעסיקים אפנות אוקטובר רפאים-תחום (SD-אוקטובר) ככלי לדימוי לקליפת המוח בגוף חי. בדרך כלל, פתחה את גולגולת שמשה במשך נוירו הדמיה כפי שהוא מספק יותר צדדי, לעומת זאת, גישת TSCW היא פחות פולשנית והוא אומר יעיל להדמיה לטווח ארוכה במחקרי נוירופתולוגיה. כאן, אנו מציגים שיטה ליצירת TSCW במודל עכבר לin vivo אוקטובר הדמיה של קליפת המוח.

לאחר יצירת חלון דליל מעל קליפת מוח vasculature עכשיו צריך להיות יותר חזותי בולט (איור 1) ויאפשר לעומק הדמיה עמוקה יותר (עד 1 מ&quot;מ). קליפת מוח הימין התמעטה כ 55 מיקרומטר לעומת גולגולת רגילה נמדדה ב 140 מיקרומטר (איור 1) ומספקת בהירות אופטית גדולה יותר. בהמשך לדילול 10-15 מיקרומטר הוא אפשרי אך לא הכרחי 11 כמו השימוש בתלושי כיסוי זכוכית וצלחות גולגולת אינן מיושם בניסויים שלנו (איור 1, 2). שיטה מסוימת זו אפשרה לנו לזהות מבנים ספציפיים (קליפת מוח, כפיס מוח) באוקטובר תמונות החתך (איור 3). תמונות Parasagittal אוקטובר של גולגולת תקינה (האיור 3A) לעומת גולגולת דקה יותר (איור 3 ב &#39;) מוצגות להשוות את התוצאה של תמונת אוקטובר עם TSCW מוצלח. בנוסף, חתך אוקטובר עטרהתמונה מתקבלת גם כדי להקל בזיהוי מבני קו אמצע (האיור 3C). עוצמת האות המקסימלי לאיור 3 היא 45 dB מעל רצפת הרעש. השוואת פרופיל עצמה של גולגולת שאינן סחוטות וגולגולת דקה יותר מגלה עצמה גדולה יותר אות וחדירה לעומק בדגם TSCW (איור 4). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/50053/50053fig1.jpg" /> איור 1. TSCW במודל עכבר. 4 × 4 חלון מ&quot;מ דלל גולגולת (מסומן בתיבה המרובעת המקווקות) נוצר ~ 1 מ&quot;מ אחורי וצדדי לגבחת על אונת המוח הימנית באמצעות burs שיניים שונים. קליפת המוח הימנית (מדולל לכ 55 מיקרומטר) היא באופן משמעותי יותר שקופה מהגולגולת שאינן דלילה-(קליפת המוח השמאלית, 140 מיקרומטר) מתן חדיר לעומק רב יותר לשימוש בהדמיה אופטית אוקטובר β = גבחת, λ = למבדה, אס = sagittאל תפר. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/50053/50053fig2.jpg" /> איור 2. אוקטובר ההדמיה של TSCW in vivo. מודל עכבר עם גולגולת-דלילה קבועה במסגרת stereotactic תחת אובייקטיבי לאוקטובר הדמית in vivo. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/50053/50053fig3.jpg" /> איור 3. תמונות אוקטובר של קליפת המוח בגוף חי. () תמונת Parasagittal אוקטובר של הקליפה תחת גולגולת נורמלית. (ב) תמונת Parasagittal אוקטובר של הקליפה תחת גולגולת דקה יותר. (ג) תמונת עטרת אוקטובר של גולגולת דקה יותר (משמאל) וגולגולת נורמלית (מימין). המבנים של המוח הם יותר חזותיים לכאורה תחת TSCW לעומת גולגולת נורמלית. תמונות מאוקטובר התקבלו מאותו העכבר בvivo עם גודל ההדמיה 5.5 מ&quot;מ × 2 מ&quot;מ עם עוצמת אות מקסימלי של 45 דציבלים. β = גבחת, CC = כפיס מוח, אס = sagittal תפר, סרגל קנה מידה = 1 מ&quot;מ. <img alt="איור 4" fo:content-width="3.4in" fo:src="/files/ftp_upload/50053/50053fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50053/50053fig4.jpg" /> איור 4. השוואות עצמת פרופיל של מכינות גולגולת רגילה ומדולל. TSCW מאפשרות עוצמת אות גדלה וחדיר לעומק. TSCW משיג עומק הדמיה של כ 1 מ&quot;מ עם יחס אות לרעש מספק.

Watch this Scientific Journal Video about Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging at JoVE.com

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

אנו מציגים שיטה ליצירת חלון גולגולת דללה קליפת מוח (TSCW) במודל של עכברים ל<em&gt; In vivo</em&gt; אוקטובר הדמיה של קליפת המוח.

טכניקת חלון קליפת מוח, גולגולת דקה יותר עבור<em&gt; In Vivo</em&gt; טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית הדמיה

Optical coherence tomography (OCT) is a biomedical imaging technique  with high spatial-temporal resolution. With its minimally invasive approach OCT  has ...

thinned-skull-cortical-window-technique-for-vivo-optical-coherence

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

15.1K Views.  University of California, Riverside. אנו מציגים שיטה ליצירת חלון גולגולת דללה קליפת מוח (TSCW) במודל של עכברים ל In vivo אוקטובר הדמיה של קליפת המוח.

Video: Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

Traditionally in neuroscience, in vivo two photon imaging of the murine central nervous system has either involved the use of open-skull1,2 or thinned-skull 3 preparations. While the open-skull technique is very versatile, it is not optimal for studying microglia because it is invasive and can cause microglial activation. Even though the thinned-skull approach is minimally invasive, the repeated re-thinning of skull required for chronic imaging increases the risks of tissue injury and microglial activation and allows for a limited number of imaging sessions. Here we present a chronic thin-skull window method for monitoring murine microglia in vivo over an extended period of time using two-photon microscopy. We demonstrate how to prepare a stable, accessible, thinned-skull cortical window (TSCW) with an apposed glass coverslip that remains translucent over the course of three weeks of intermittent observation. This TSCW preparation is far more immunologically inert with respect to microglial activation than open craniotomy or repeated skull thinning and allows an arbitrary number of imaging sessions during a time period of weeks. We prepare TSCW in CX3CR1 GFP/+ mice 4 to visualize microglia with enhanced green fluorescent protein to &le;150 &mu;m beneath the pial surface. We also show that this preparation can be used in conjunction with stereotactic brain injections of the HIV-1 neurotoxic protein Tat, adjacent to the TSCW, which is capable of inducing durable microgliosis. Therefore, this method is extremely useful for examining changes in microglial morphology and motility over time in the living brain in models of HIV Associated Neurocognitive Disorder (HAND) and other neurodegenerative diseases with a neuroinflammatory component.

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

We describe a method for repeatedly visualizing murine microglia and circulating monocytes in vivo over hours, days or weeks using transcranial two-photon microscopy. We demonstrate how to prepare a thinned-skull window that allows intermittent observation of quiescent microglia that can be activated by adjacent stereotactic injection of the HIV-1 regulatory protein Tat.

הגולגולת דק חלון טכניקה כרונית דו פוטון ב-vivo הדמיה של microglia Murine של מודלים של Neuroinflammation

Traditionally in neuroscience, in vivo two photon imaging of the murine central nervous system has either involved the use of open-skull1,2 or ...

Chronic Imaging of Mouse Visual Cortex Using a Thinned-skull Preparation

In vivo imaging using two-photon laser scanning microscopy (2PLSM) allows the study of living cells and neuronal processes in the intact brain. The technique presented here allows the imaging of the same area of the brain at several time points (chronic imaging) with microscopic resolution allowing the tracking of dendritic spines which are the small structures that represent the majority of postsynaptic excitatory sites in the CNS. The ability to clearly resolve fine cortical structures over several time points has many advantages, specifically in the study of brain plasticity in which morphological changes at synapses and circuit remodeling may help explain underlying mechanisms. In this video and supplementary material, we show a protocol for chronic in vivo imaging of the intact brain using a thinned-skull preparation. The thinned-skull preparation is a minimally invasive approach, which avoids potential damage to the dura and/or cortex, thus reducing the onset of an inflammatory response. When this protocol is performed correctly, it is possible to clearly monitor changes in dendritic spine characteristics in the intact brain over a prolonged period of time.

In this video and supplemental material, we show a protocol for chronic in vivo imaging of the intact brain using a thinned-skull preparation.

הדמיה כרונית של עכבר-Visual Cortex שימוש ההכנה סחוט הגולגולת

In vivo imaging using two-photon laser scanning microscopy (2PLSM) allows the study of living cells and neuronal processes in the intact brain. The ...

A Polished and Reinforced Thinned-skull Window for Long-term Imaging of the Mouse Brain

In vivo imaging of cortical function requires optical access to the brain without disruption of the intracranial environment. We present a method to form a polished and reinforced thinned skull (PoRTS) window in the mouse skull that spans several millimeters in diameter and is stable for months. The skull is thinned to 10 to 15 &mu;m in thickness with a hand held drill to achieve optical clarity, and is then overlaid with cyanoacrylate glue and a cover glass to: 1) provide rigidity, 2) inhibit bone regrowth and 3) reduce light scattering from irregularities on the bone surface. Since the skull is not breached, any inflammation that could affect the process being studied is greatly reduced. Imaging depths of up to 250 &mu;m below the cortical surface can be achieved using two-photon laser scanning microscopy. This window is well suited to study cerebral blood flow and cellular function in both anesthetized and awake preparations. It further offers the opportunity to manipulate cell activity using optogenetics or to disrupt blood flow in targeted vessels by irradiation of circulating photosensitizers.

We present a method to form an imaging window in the mouse skull that spans millimeters and is stable for months without inflammation of the brain. This method is well suited for longitudinal studies of blood flow, cellular dynamics, and cell/vascular structure using two-photon microscopy.

מלוטשת מחוזק דליל, הגולגולת חלון הדמיה לטווח ארוך של מוח עכבר

In vivo imaging of cortical function requires optical access to the brain without disruption of the intracranial environment. We present a method to form ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety of brain disorders1,2. To better understand the mechanisms by which brain circuits react to an animal's experience requires the ability to monitor the experience-dependent molecular changes in a given set of neurons, over a prolonged period of time, in the live animal. While experience and associated neural activity is known to trigger gene expression changes in neurons1,2, most of the methods to detect such changes do not allow repeated observation of the same neurons over multiple days or do not have sufficient resolution to observe individual neurons3,4. Here, we describe a method that combines in vivo two-photon microscopy with a genetically encoded fluorescent reporter to track experience-dependent gene expression changes in individual cortical neurons over the course of day-to-day experience. 
One of the well-established experience-dependent genes is Activity-regulated cytoskeletal associated protein (Arc)5,6. The transcription of Arc is rapidly and highly induced by intensified neuronal activity3, and its protein product regulates the endocytosis of glutamate receptors and long-term synaptic plasticity7. The expression of Arc has been widely used as a molecular marker to map neuronal circuits involved in specific behaviors3. In most of those studies, Arc expression was detected by in situ hybridization or immunohistochemistry in fixed brain sections. Although those methods revealed that the expression of Arc was localized to a subset of excitatory neurons after behavioral experience, how the cellular patterns of Arc expression might change with multiple episodes of repeated or distinctive experiences over days was not investigated. 
In vivo two-photon microscopy offers a powerful way to examine experience-dependent cellular changes in the living brain8,9. To enable the examination of Arc expression in live neurons by two-photon microscopy, we previously generated a knock-in mouse line in which a GFP reporter is placed under the control of the endogenous Arc promoter10. This protocol describes the surgical preparations and imaging procedures for tracking experience-dependent Arc-GFP expression patterns in neuronal ensembles in the live animal. In this method, chronic cranial windows were first implanted in Arc-GFP mice over the cortical regions of interest. Those animals were then repeatedly imaged by two-photon microscopy after desired behavioral paradigms over the course of several days. This method may be generally applicable to animals carrying other fluorescent reporters of experience-dependent molecular changes4.

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

Experience-dependent molecular changes in neurons are essential for the brain's ability to adapt in response to behavioral challenges. An in vivo two-photon imaging method is described here that allows the tracking of such molecular changes in individual cortical neurons through genetically encoded reporters.

In vivo שני פוטוני הדמיה של שינויים מולקולריים ניסיון תלוי בנוירונים בקליפת מוח

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

In the mammalian cortex, neurons form extremely complicated networks and exchange information at synapses. Changes in synaptic strength, as well as addition/removal of synapses, occur in an experience-dependent manner, providing the structural foundation of neuronal plasticity. As postsynaptic components of the most excitatory synapses in the cortex, dendritic spines are considered to be a good proxy of synapses. Taking advantages of mouse genetics and fluorescent labeling techniques, individual neurons and their synaptic structures can be labeled in the intact brain. Here we introduce a transcranial imaging protocol using two-photon laser scanning microscopy to follow fluorescently labeled postsynaptic dendritic spines over time in vivo. This protocol utilizes a thinned-skull preparation, which keeps the skull intact and avoids inflammatory effects caused by exposure of the meninges and the cortex. Therefore, images can be acquired immediately after surgery is performed. The experimental procedure can be performed repetitively over various time intervals ranging from hours to years. The application of this preparation can also be expanded to investigate different cortical regions and layers, as well as other cell types, under physiological and pathological conditions.

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

Time-lapse imaging in the living animal provides valuable information on structural reorganization in the intact brain. Here, we introduce a thinned-skull preparation that allows transcranial imaging of fluorescently labeled synaptic structures in the living mouse cortex by two-photon microscopy.

שני פוטונים<em&gt; In vivo</em&gt; הדמיה של קוצים הדנדריטים בCortex העכבר באמצעות דלילה, גולגולת הכנה

In the mammalian cortex, neurons form extremely complicated networks and exchange information at synapses. Changes in synaptic strength, as well as ...

Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo

Structural changes in the retina are common manifestations of ophthalmic diseases. Optical coherence tomography (OCT) enables their identification in vivo&#8212;rapidly, repetitively, and at a high resolution. This protocol describes OCT imaging in the mouse retina as a powerful tool to study optic neuropathies (OPN). The OCT system is an interferometry-based, non-invasive alternative to common post mortem histological assays. It provides a fast and accurate assessment of retinal thickness, allowing the possibility to track changes, such as retinal thinning or thickening. We present the imaging process and analysis with the example of the Opa1delTTAG mouse line. Three types of scans are proposed, with two quantification methods: standard and homemade calipers. The latter is best for use on the peripapillary retina during radial scans; being more precise, is preferable for analyzing thinner structures. All approaches described here are designed for retinal ganglion cells (RGC) but are easily adaptable to other cell populations. In conclusion, OCT is efficient in mouse model phenotyping and has the potential to be used for the reliable evaluation of therapeutic interventions.

Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo

This manuscript describes a protocol for the in vivo imaging of the mouse retina with high-resolution spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT). It focuses on retinal ganglion cells (RGC) in the peripapillary region, with several scanning and quantifying approaches described.

טומוגרפיה אופטית קוהרנטית: הדמיה העכבר גנגליון תאים In Vivo

Structural changes in the retina are common manifestations of ophthalmic diseases. Optical coherence tomography (OCT) enables their identification in ...

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging methods exist for examining the brain tissue of live newborn mammals. Herein we summarize a protocol for imaging individual cortical neurons in living neonatal mice. This protocol includes the following two methodologies: (1) the Supernova system for sparse and bright labeling of cortical neurons in the developing brain, and (2) a surgical procedure for the fragile neonatal skull. This protocol allows the observation of temporal changes of individual cortical neurites during neonatal stages with a high signal-to-noise ratio. Labeled cell-specific gene silencing and knockout can also be achieved by combining the Supernova with RNA interference and CRISPR/Cas9 gene editing systems. This protocol can, thus, be used for analyzing the developmental dynamics of cortical neurons, molecular mechanisms that control the neuronal dynamics, and changes in neuronal dynamics in disease models.

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

We present an in vivo two-photon imaging protocol for imaging the cerebral cortex of neonatal mice. This method is suitable for analyzing the developmental dynamics of cortical neurons, the molecular mechanisms that control the neuronal dynamics, and the changes in neuronal dynamics in disease models.

אין ויוו שני הפוטונים הדמיה של נוירונים בקליפת המוח בעכברים Neonatal

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging ...

Using Optical Coherence Tomography and Optokinetic Response As Structural and Functional Visual System Readouts in Mice and Rats

Optical coherence tomography (OCT) is a fast, non-invasive, interferometric technique allowing high-resolution retinal imaging. It is an ideal tool for the investigation of processes of neurodegeneration, neuroprotection and neuro-repair involving the visual system, as these often correlate well with retinal changes. As a functional readout, visually evoked compensatory eye and head movements are commonly used in experimental models involving the visual function. Combining both techniques allows a quantitative in vivo investigation of structure and function, which can be used to investigate the pathological conditions or to evaluate the potential of novel therapeutics. A great benefit of the presented techniques is the possibility to perform longitudinal analyses allowing the investigation of dynamic processes, reducing variability and cuts down the number of animals needed for the experiments. The protocol described aims to provide a manual for acquisition and analysis of high quality retinal scans of mice and rats using a low cost customized holder with an option to deliver inhalational anesthesia. Additionally, the proposed guide is intended as an instructional manual for researchers using optokinetic response (OKR) analysis in rodents, which can be adapted to their specific needs and interests.

A detailed protocol for the assessment of structural and visual readouts in rodents by optical coherence tomography and optokinetic response is presented. The results provide valuable insights for ophthalmologic as well as neurologic research.

באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית ותגובה Optokinetic כמו המפרט מבנית ופונקציונליים מערכת הראייה של עכברים וחולדות

Optical coherence tomography (OCT) is a fast, non-invasive, interferometric technique allowing high-resolution retinal imaging. It is an ideal tool for ...

In Vivo Optical Calcium Imaging of Learning-Induced Synaptic Plasticity in Drosophila melanogaster

Decades of research in many model organisms have led to the current concept of synaptic plasticity underlying learning and memory formation. Learning-induced changes in synaptic transmission are often distributed across many neurons and levels of processing in the brain. Therefore, methods to visualize learning-dependent synaptic plasticity across neurons are needed. The fruit fly Drosophila melanogaster represents a particularly favorable model organism to study neuronal circuits underlying learning. The protocol presented here demonstrates a way in which the processes underlying the formation of associative olfactory memories, i.e., synaptic activity and their changes, can be monitored in vivo. Using the broad array of genetic tools available in Drosophila, it is possible to specifically express genetically encoded calcium indicators in determined cell populations and even single cells. By fixing a fly in place, and opening the head capsule, it is possible to visualize calcium dynamics in these cells whilst delivering olfactory stimuli. Additionally, we demonstrate a set-up in which the fly can be subjected, simultaneously, to electric shocks to the body. This provides a system in which flies can undergo classical olfactory conditioning - whereby a previously na&#239;ve odor is learned to be associated with electric shock punishment - at the same time as the representation of this odor (and other untrained odors) is observed in the brain via two-photon microscopy. Our lab has previously reported the generation of synaptically localized calcium sensors, which enables one to confine the fluorescent calcium signals to pre- or postsynaptic compartments. Two-photon microscopy provides a way to spatially resolve fine structures. We exemplify this by focusing on neurons integrating information from the mushroom body, a higher-order center of the insect brain. Overall, this protocol provides a method to examine the synaptic connections between neurons whose activity is modulated as a result of olfactory learning.

In Vivo Optical Calcium Imaging of Learning-Induced Synaptic Plasticity in Drosophila melanogaster

Here we present a protocol with which pre- and/or postsynaptic calcium can be visualized in the context of Drosophila learning and memory. In vivo calcium imaging using synaptically localized calcium sensors is combined with a classical olfactory conditioning paradigm such that the synaptic plasticity underlying this type of associative learning may be determined.

ב-Vivo סידן הדמיה אופטית של למידה הנגרמת הפלסטיות הסינפטית בדרוזופילה מלאנוסטר

Decades of research in many model organisms have led to the current concept of synaptic plasticity underlying learning and memory formation. ...

Retinal Vascular Reactivity as Assessed by Optical Coherence Tomography Angiography

The vascular supply to the retina has been shown to dynamically adapt through vasoconstriction and vasodilation to accommodate the metabolic demands of the retina. This process, referred to as retinal vascular reactivity (RVR), is mediated by neurovascular coupling, which is impaired very early in retinal vascular diseases such as diabetic retinopathy. Therefore, a clinically feasible method of assessing vascular function may be of significant interest in both research and clinical settings. Recently, in vivo imaging of the retinal vasculature at the capillary level has been made possible by the FDA approval of optical coherence tomography angiography (OCTA), a noninvasive, minimal risk and dyeless angiography method with capillary level resolution. Concurrently, physiological and pathological changes in RVR have been shown by several investigators. The method shown in this manuscript is designed to investigate RVR using OCTA with no need for alterations to the clinical imaging procedures or device. It demonstrates real time imaging of the retina and retinal vasculature during exposure to hypercapnic or hyperoxic conditions. The exam is easily performed with two personnel in under 30 min with minimal subject discomfort or risk. This method is adaptable to other ophthalmic imaging devices and the applications may vary based on the composition of the gas mixture and patient population. A strength of this method is that it allows for an investigation of retinal vascular function at the capillary level in human subjects in vivo. Limitations of this method are largely those of OCTA and other retinal imaging methods including imaging artifacts and a restricted dynamic range. The results obtained from the method are OCT and OCTA images of the retina. These images are amenable to any analysis that is possible on commercially available OCT or OCTA devices. The general method, however, can be adapted to any form of ophthalmic imaging.

This article describes a method for measuring retinal vasculature reactivity in vivo with human subjects using a gas breathing provocation technique to deliver vasoactive stimuli while acquiring retinal images.

תגובתיות כלי דם רשתית המשוער על ידי קוהרנטיות אופטיות של טומוגרפיה ממוחשבת

The vascular supply to the retina has been shown to dynamically adapt through vasoconstriction and vasodilation to accommodate the metabolic demands of ...