التصوير الوظيفي للسمعي اللحاء في القطط الكبار باستخدام الحقل عالي الرنين المغناطيسي الوظيفي

الهدف العام من هذا الإجراء هو تصوير القشرة السمعية السليمة للقطة وظيفيا باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي عالي المجال. يتم تحقيق ذلك عن طريق إعداد معدات الصوت أولا لعرض التحفيز. الخطوة الثانية هي تحضير القطة للمسح عن طريق التخدير ، ثم وضعها في زلاجة متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي.

بعد ذلك ، يتم جمع الصور التشريحية والوظيفية عبر الدماغ بأكمله أثناء عرض التحفيز. الخطوة الأخيرة هي معالجة الصور لتحديد مستوى تنشيط الدماغ أثناء عرض التحفيز. في النهاية ، يتم استخدام التصوير الوظيفي لإظهار مدى التنشيط أثناء العرض الصوتي في القشرة السمعية للقطط السليمة.

يمكن استخدام هذه الطريقة للمساعدة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في الوظيفة السمعية ، مثل وجود تسلسل هرمي في القشرة السمعية. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية مثل التصوير البصري ، هي أن FMRI غير جراحي ويمكنه قياس النشاط القشري الوظيفي داخل الجمجمة السليمة. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة للوظيفة السمعية ويمكن تطبيقها على الطرائق الحسية الأخرى مثل الرؤية والإحساس الجسدي.

سيوضح الإجراء بام نيكسون ، فني بيطري مسجل ، وإيمي هول ، طالبة دراسات عليا في مختبرنا. يجب أن تحصل جميع الإجراءات الحيوانية كما هو موضح في هذا البروتوكول على موافقة لجنة استخدام في مؤسستك قبل التجربة. لبدء التحضير لهذا البروتوكول ، قم أولا بتوصيل الكمبيوتر ، والذي سيتم استخدامه لتقديم التحفيز السمعي لبطاقة الصوت الخارجية عبر كابل USB.

ثم قم بتوصيل الكابلات التي تربط منافذ الإخراج لبطاقة الصوت الخارجية بمنافذ الإدخال الخاصة بمكبر طاقة الاستريو. بعد ذلك ، قم بتوصيل الكابلات التي تربط منافذ الإخراج لمضخم طاقة الاستريو بمنافذ الإدخال الخاصة بصندوق المحولات لنظام سماعة الأذن المتوافق مع FMRI. استخدم الكابلات المحورية المحمية مع توصيلات BNC لتوصيل صندوق المحولات بلوحة الاختراق خارج غرفة الماسح الضوئي.

ثم قم بتوصيل مجموعة كبل سماعة الأذن بمنافذ BNC المقابلة على لوحة الاختراق. داخل غرفة الماسح الضوئي ، قم بتوصيل أطراف الأذن الرغوية بسماعات الأذن. ثم قم بتوصيل سماعات الأذن بمجموعة الكابل.

قم بتشغيل محفز سمعي تجريبي للتأكد من أن الصوت ينتقل من الكمبيوتر إلى سماعات الأذن. افصل سماعات الأذن وأدخل الرغوة بإحكام في أذني القطة أثناء مرحلة تحضير. أولا ، قم بإعداد مضخة الحقنة لاستخدامها في الحفاظ على التخدير أثناء التصوير الجمع بين 60 مل من المحلول الملحي و 0.07 مل من الكيتامين في حقنة سعة 60 مليلتر ووضعها في مضخة الحقنة.

ثم يتناول مزيجا مهدئا من كبريتات الأتروبين وبرومازين SUP عن طريق الحقن تحت الجلد. بعد 20 دقيقة ، قم بإعطاء الكيتامين وهيدروكلوريد الميتو عن طريق الحقن العضلي للحث على التخدير. بمجرد أن تفقد القطة منعكس الكتابة ، ضع مرهم العين على العينين لمنع الجفاف أثناء العملية.

أيضا ، ضع قسطرة ساكنة في الوريد الصافن الإنسي لتوصيل الكيتامين عن طريق الوريد. أثناء الإجراء ، مرة أخرى ، اختبر تحريض التخدير الناجح عن طريق الضغط على إصبع القدم على المخلب الأربعة وملاحظة ما إذا كانت القطة تسحب مخلبها. بمجرد اختفاء منعكس البتلة ، قمع منعكس الكمامة عن طريق رش الليدوكائين على جدران البلعوم.

ثم قم بتنبيب القطة بأنبوب القصبة الهوائية 4.0 أو 4.5. حافظ على التخدير طوال جلسة التصوير بمعدل تسريب ثابت للكيتامين والفلور المستنشق الذي يتم توصيله بأكسجين بنسبة 100٪ بمعدل واحد إلى 1.5 لتر في الدقيقة. الطبقة التالية غلاف فقاعة بلاستيكية عازلة على أرضية الزلاجة المتوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي.

ثم ضع وسادات تسخين دافئة مملوءة بالشمع فوق غلاف الفقاعات. ضع طبقة أخرى من غلاف الفقاعات البلاستيكية فوق وسادات التدفئة. ثم ضع القطة في وضع قصي داخل غلاف الفقاعة العازلة في الزلاجة المتوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي.

بمجرد وضع القطة ، اضبط الرأس للوصول إلى الأذنين. قم بلف أطراف الأذن الرغوية في أصغر قطر ممكن. ثم أدخل كل طرف أذن بعمق في قناة الأذن.

بمجرد إدخالها ، يجب أن تتمدد أطراف الأذن الرغوية لملء الفراغ داخل قنوات الأذن. اضبط القطة حتى يتم وضع رأسها بشكل صحيح داخل ملف التردد اللاسلكي ثلاثي القنوات ، وقم بتثبيت الرأس باستخدام رغوة الذاكرة المثبطة الصوتية. تأكد من وضع رغوة حول الأذنين لتوفير توهين إضافي لضوضاء الماسح الضوئي.

الآن لف جسم القطة في بطانية من غلاف الفقاعات البلاستيكية العازلة. ثم قم بتأمين الزلاجة ونقلها إلى سرير الماسح الضوئي. قم بتوصيل خطوط التسريب وأنابيب توصيل التخدير ومعدات المراقبة بالقطة.

أيضا ، قم بتوصيل سماعات الأذن بمجموعة كابل سماعة الأذن المرفقة بلوحة الاختراق. ابدأ ضخ الكيتامين بمعدل التدفق الأساسي البالغ 0.6 ملليغرام لكل كيلوغرام في الساعة. ثم قم بزيادة معدل التدفق حسب الحاجة بناء على عمق التخدير ، اضبط جرعة الفلور الأولية على 0.5٪ ثم انخفضها إلى 0.4٪ بمجرد جمع الفحوصات التشريحية.

راقب وسجل تشبع الأكسجين في دم القطة وعنوان ثاني أكسيد الكربون2 مستويات معدل ضربات القلب والتنفس ودرجة حرارة المستقيم طوال التجربة. استخدام معدات مراقبة متوافقة مع التصوير بالرنين المغناطيسي موضوعة على مسافة مناسبة من الماسح الضوئي. عادة ما ترتبط الزيادات المطردة في معدل ضربات القلب والتنفس بالتعافي الوشيك من التخدير.

ابدأ بجمع عمليات المسح المرجعي التشريحي لدماغ القطة في اتجاه شريحة محورية باستخدام تسلسل تصوير فلاش مع معلمات التصوير التي تظهر على الشاشة هنا. يجب أن تكون مدة الفحص التشريحي حوالي ست دقائق. بعد ذلك ، قم بإعداد التصوير الوظيفي باستخدام اكتساب مستو صدى مجزأ متشابك مع معلمات التصوير التي تظهر على الشاشة هنا.

ابدأ الحصول على حجم الصورة مع تقديم محفز للضوضاء البيضاء عريضة النطاق. في تصميم الكتلة ، يجب تشغيل التحفيز السمعي لمدة 30 ثانية وتناوب مع حالة خط الأساس الصامت 32. كرر هذه الخطوة حتى يتم استحضار الأنشطة الجريئة صوتيا التي لوحظت في القشرة السمعية.

يجب أن تكون مدة كل تشغيل وظيفي باستخدام تصميم كتلة حوالي 4.5 دقائق ل 90 مجلدا. قدم الحافز للعدد المطلوب من عمليات التشغيل الوظيفية. بعد اكتمال جلسة التصوير بالرنين المغناطيسي ، قم بإزالة القطة من الزلاجة.

استمر في توفير تدفئة إضافية مع وسادات التدفئة والمناشف حتى يتعافى تماما. بمجرد عودة منعكس الكمامة ، قم بإزالة الأنبوب الرغامي. راقب CAT حتى يتم استعادة منعكس الكتابة.

ثم أعد إلى المنشأة. قم بتقييم في اليوم التالي للإجراء للتأكد من عدم وجود آثار ضارة من التجربة. بعد التجربة ، حدد برنامج تحليل FMRI المناسب مثل SPM أو FSL لمعالجة وحدات التخزين الوظيفية المكتسبة.

هنا يمكننا أن نرى التنشيط الجريء في حيوانين استجابة لتحفيز ضوضاء النطاق العريض رقم 32 المقدم في كتلة. تصميم خرائط إحصائية T لضوضاء النطاق العريض مقابل تباين خط الأساس. في طائرتين لشريحة الصورة ، تكشف مجموعات متجاورة من النشاط الثنائي المستحث صوتيا في القشرة السمعية.

تظهر هذه المخططات تعديلات في الإشارة الغامقة أثناء تشغيل وظيفي واحد عند فوكسيل المميز. وهنا يمكننا أن نرى الدورات الزمنية المتوسطة المرتبطة بالحدث للاستجابة الجريئة التي تم تطبيعها إلى متوسط إشارة خط الأساس الجريئة. في هذه الأمثلة ، تظهر الإشارة الجريئة زيادة كبيرة بالنسبة لخط الأساس بعد ثلاث إلى ست ثوان من بداية التحفيز.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم مراقبة المعلمات الفسيولوجية للقطة عن كثب لضمان مستوى ثابت من التخدير طوال العملية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إجراء تجربة تصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لفحص الوظيفة القشرية السمعية في مستحضر مخدر. لا تنس أن العمل مع ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي يمكن أن يكون خطيرا.

أثناء تنفيذ هذا الإجراء ، تأكد دائما من أن الموظفين قد تم فحصهم بشكل مناسب ، وأن الإعداد التجريبي متوافق مع التصوير بالرنين المغناطيسي ، وأن أجهزة المراقبة آمنة للتصوير بالرنين المغناطيسي أو موضوعة على مسافة آمنة من المغناطيس.