La plupart des travaux de base et translationnels proviennent d’animaux anesthésiés. Les anesthésiques peuvent ajouter des variables confusionnelles à l’analyse et à l’interprétation des données. Ce travail permet à l’imagerie éveillée chez le rat de contourner ce problème.
Cette conception est assez simple. L’ensemble est léger, il ne nuit donc pas à la vie normale de l’animal. Cela signifie qu’il peut également être utilisé pour l’imagerie chronique à long terme.
Le Dr Mehwish Bhatti, postdoctorant senior de notre laboratoire, aidera à démontrer cette procédure. Commencez par faire l’implant de tête à l’aide d’un logiciel de CAO pour imager la zone postérieure au bregma et adjacente à la ligne médiane centrée sur le cortex somatosensoriel. Assurez-vous que l’implant de tête couvre une zone de 0,9 à 1,9 millimètre sur le crâne, loin de la zone d’imagerie.
Utilisez seulement trois vis pour ancrer l’implant de tête sur le crâne du rat. Concevez tous les trous de vis du côté opposé de la ligne médiane dans la partie controlatérale de l’hémisphère de l’image. Pour permettre aux fils de fixer le capuchon de tête à l’implant de tête, placez une barre creuse dans la partie supérieure de l’implant de tête.
Ensuite, concevez le capuchon en veillant à ce qu’il couvre entièrement la zone d’imagerie et le protège de tout traumatisme. Ajoutez une courbure au capuchon de tête afin qu’il s’aligne sur la forme de la tête sans causer de difficulté aux activités quotidiennes de l’animal dans les cages aménagées standard. Coupez le côté intérieur du capuchon de tête dans une forme rectangulaire plus large afin que la partie supérieure de l’implant de tête puisse s’y insérer.
Perpendiculairement à ce rectangle, coupez deux autres régions rectangulaires pour ancrer le capuchon de tête à l’implant de tête. Pour fixer le capuchon de tête sur la tête du rat, passez les fils à travers la barre supérieure creusée de l’implant de tête. Concevez le cadre de tête de manière à ce qu’une partie coupée puisse se déplacer à travers la barre supérieure de l’implant de tête et soit fixée à l’aide d’une pince.
Pour rendre le côté controlatéral accessible à l’imagerie, inclinez l’autre partie coupée pour fournir une résistance supplémentaire pour maintenir la tête du rat fixe. Imprimez l’implant de tête et le capuchon de tête à l’aide de l’imprimante 3D. Mesurer le poids de l’animal pour calculer la quantité d’anesthésique à administrer.
Anesthésier l’animal en injectant du pentobarbital sodique par voie intrapéritonéale. Plusieurs alternatives anesthésiques peuvent être utilisées dans cette chirurgie telles que l’isoflurane, la kétamine ou la xylazine. Injectez de l’atropine par voie intramusculaire pour réduire les sécrétions de mucus tout en respirant.
À l’aide d’une tondeuse à cheveux, rasez la tête du rat en commençant entre les yeux jusqu’à l’arrière des oreilles à cinq millimètres centrés autour de la ligne médiane. Ensuite, surveillez la saturation partielle en oxygène et la fréquence cardiaque à l’aide d’un oxymètre de pouls et d’une sonde de moniteur de fréquence cardiaque fixée à la patte arrière du rat. Essuyez la tête du rat et la zone environnante trois fois avec de la bétadine et des lingettes alcoolisées à 70% alternativement.
Fixez le rat dans un système stéréotaxique. Ensuite, insérez une sonde rectale lubrifiée à la vaseline pour mesurer la température corporelle du rat et maintenez-la grâce au système de rétroaction de la couverture chauffante pour éviter l’hypothermie après l’administration d’anesthésiques. Appliquez une pommade ophtalmique sur les deux yeux pour éviter le dessèchement.
Administrer 2% d’anesthésique local par voie sous-cutanée sur le site chirurgical et trois millimètres de solution de Ringer lactated à température ambiante par voie sous-cutanée pour prévenir la déshydratation et fournir une alimentation pendant la chirurgie. À l’aide de ciseaux chirurgicaux tranchants, retirez la partie de la peau sur le site chirurgical. Disséquer et enlever une partie de la peau entre l’oreille et l’œil sur la partie temporale de la tête.
À l’aide d’un scalpel, retirez le tissu cutané sous-jacent pour exposer le crâne. Nettoyez ensuite le crâne à l’aide de gaze de coton stérilisée. Coupez le muscle temporal et exposez la région du crâne sur l’hémisphère controlatéral pour l’implant de tête.
Placez l’implant de tête sur le crâne pour déterminer l’emplacement des vis d’ancrage pour l’implant. Maintenant, marquez le crâne en utilisant de l’encre de Chine pour percer les vis avec le foret un. Percez les trous de bavure pour les vis à l’aide du foret dentaire trois et vissez l’implant de tête en place.
Séchez le crâne à l’aide de gaze stérile et appliquez une fine couche d’adhésif tissulaire autour et sous l’implant de tête pour le coller au crâne. Utilisez du ciment dentaire pour soutenir davantage l’implant de tête en place et laissez le ciment sécher pendant deux à trois minutes. En outre, utilisez le foret dentaire trois pour diminuer l’épaisseur d’une zone de 7,5 millimètres par 7,5 millimètres sur le côté gauche du crâne juste en arrière du bregma et latéralement à la ligne médiane à 50 micromètres.
Appliquez une pommade antibiotique topique sur le site chirurgical, puis recouvrez-la d’une fine couche de caoutchouc de silicone pour protéger le crâne mince. Ensuite, couvrez le site chirurgical à l’aide du capuchon de tête et fixez-le en place avec les deux petits morceaux de fils traversant à la fois l’implant de tête et le capuchon de tête. Appliquez du caoutchouc de silicone pour couvrir le capuchon et le crâne afin de stabiliser le capuchon de tête plus loin sur la tête du rat.
Administrer de la buprénorphine et des antibiotiques par voie intrapéritonéale pour gérer la douleur et l’inflammation et prévenir l’infection respectivement. Les signaux d’imagerie optique de la réponse additionnée d’un rat éveillé et d’un seul essai d’un rat anesthésié sont montrés. La réponse fonctionnelle du rat fixe à tête éveillée est 140 fois plus forte que celle du rat anesthésié.
Veillez à ne pas ajouter trop de ciment sur la plaque de tête. Il peut empêcher le bouchon d’être correctement fixé. Cette méthode peut être largement appliquée à la neuroimagerie du crâne mince fixe à tête éveillée.
Avec les craniotomies, il peut être étendu à d’autres protocoles de neuroimagerie, y compris l’imagerie par ultrasons fonctionnels, l’imagerie calcique et l’imagerie par fluorescence. L’imagerie éveillée permettra un nouveau corpus de travail sans les variables confusionnelles introduites avec les anesthésiques.
