Combining Imaging and Electrophysiology to Visualize and Record Spreading Depolarizations in Mice

我们的研究范围是使用大脑模型了解扩散的去极化与轻度创伤性脑损伤之间的关系。我们小组和其他人最近表明，扩散性去极化发生在小鼠的轻度闭合颅骨损伤中。常用的体内电生理放大器会过滤掉与扩散去极化相关的缓慢细胞外偏移，因此几乎不可能检测到扩散的去极化。

该方案的优点是利用成像和体内电生理学来确认轻度创伤性脑损伤后是否存在扩散的去极化。我们已经开始了解传播去极化在与 MTBI 相关的急性行为、病理和长期认知缺陷中的作用。首先，将麻醉的动物放在立体定位框架中，并使用加热垫保持动物的体温。

使用 10 号手术刀刀片，沿中线从喙部到尾部切开一个切口。并立即将氰基丙烯酸酯胶涂在切口上。然后，横向展开皮肤以露出头骨。

在颅骨上再滴一两滴氰基丙烯酸酯胶以提供额外的保护。当胶水干燥时，使用无菌手术剪刀增加小脑上的切口大小。接下来，使用 0.8 毫米钻头在头骨上钻导向孔，然后将螺钉拧入头骨。

将多余的电线缠绕在螺钉上，以便以后放置头部平台时保持一些松弛。一旦所有头骨螺钉就位，将所有金针插入所需的头部平台连接器。用立体定位臂将连接器固定到位，将连接器引脚靠近螺钉头上方，不要接触电线。

用氰基丙烯酸酯胶密封整个区域，确保颅骨螺钉前面的成像区域不受干扰。在金针的底部周围堆积牙科粘接剂，确保颅骨螺钉的金针不会连接到头部的金针上。在取下头部载物台连接器之前，让牙科粘结剂固化。

首先，打开 IOS 电脑和 LED 面板。将植入电极的麻醉动物安装在相机下方的冲击床上。并调整对焦环以覆盖皮质表面。

加载固有光信号或 IOS 设置后，按下 Live 按钮查看鼠标并将动物的头骨置于相机下方的中心。然后，按 Multi-D Acquisition 访问采集设置并选择所需的时间点。将图像保存到具有适当名称前缀的指定文件路径。

将动物的金针连接到头部tage 连接器，然后连接到头部tage。打开电生理计算机，并将计算机连接到电生理设备。加载 Intan 软件的设置后，单击 Choose File Format 图标，然后在弹出窗口中选择 One File Per Signal Type Format。

然后，在 Hardware Bandwidth 下的 BW 选项卡中，选择 0.13 到 500 赫兹的放大器带宽。在 Filter Display Selector 下选择 Wide。设置低通和高通滤波器后，单击 Select Filename 图标以选择要保存的文件路径。

对于冲击，打开电磁撞击器并轻弹控制杆，检查尖端是否正常缩回和伸展。快速将动物放在泡沫床上，然后将床滑到撞击器尖端下方。将撞击器尖端与中线对齐，并将其放置在前囟的 1 毫米嘴部。

然后，降低撞击器尖端，直到它牢固地接触动物的头顶。推动控制杆以缩回撞击器尖端，然后在激活冲击杆之前手动将其降低 5 毫米。立即将动物从泡沫床上移开，并在 5 秒内将其放在相机下方进行成像。

单击 Acquire 在 Multi-Dimensional Acquisition 窗口中启动 IOS 成像。捕获图像 4 分钟，以记录整个扩散去极化事件。要开始电生理记录，请单击 Intan 软件中的记录图标。

录制完成后，从头部载物台和连接器上拔下动物的插头，然后将其放回笼子中。要打开图像堆栈，请单击 文件，然后单击 导入 和 图像序列.使用光标绘制一个正方形，定义感兴趣区域，以生成展宽去极化图。

导航到 Image，然后是 Stacks，然后导航到 Plot Z-axis Profile 来绘制图形，然后单击 Live 按钮。在生成的绘图中，单击 List （列表） 以生成值列表。为了进行可视化，请使用火焰查找表转换灰度图像。

观察到扩散的去极化通过窗户在皮层和大血管中传播。电生理学记录中的高频活动显示，去除异氟醚后，假动物的快速恢复。但在去极化动物中，高频活性在恢复前保持了几分钟的抑制。

功效图显示，在这两种情况下，从抑制中恢复后，功效明显增加。