一种基于显微CT的小动物脑部病变表征与电极定位方法

该方法通过提供一种更简单、更不易出错且更具定量性的手段来验证脑损伤并定位电极位置，有助于解答神经科学领域中的关键问题。该技术的主要优势在于，无需对脑组织进行切片，即可实现对全脑范围内损伤区域和电极植入位点的验证。最终获得的是脑组织的数字化三维体积图像，并可同时对多个脑样本进行平行处理。

尽管本方法将以大鼠为例进行演示，但也可应用于其他生物体，如小鼠和斑胸雀。通常，初次接触此方法的实验者可能会遇到困难，因为某些步骤需要特别注意以确保最佳结果。首先，将取出的大脑置于50毫升锥形管内的灌注液中。

将样品在 4°C 条件下轻轻振荡保存两至三天。确保锇酸用水稀释，而非缓冲液。因为水可起到温和去污剂的作用，使锇酸深入渗透组织。

用双蒸水配制 50 毫升 2% 四氧化锇溶液。然后将脑组织放入一个新的 50 毫升锥形管中，并加入四氧化锇溶液。盖紧管盖，并用石蜡膜密封以防止泄漏。

将密封的试管置于4°C条件下，轻轻振荡保存两周。确保试管水平放置。脑组织非常致密，物质通过扩散移动的距离较长。

将试管水平放置可使四氧化锇更深入地渗透到组织中。样品在孵育两周后，用双蒸水洗涤五次，以去除样品中所有未结合的四氧化锇。接着，在4°C条件下用双蒸水洗涤样品30分钟。

用四种浓度的乙醇替代双蒸水以对样品进行脱水。为开始树脂渗透过程，将样品依次通过三种丙酮溶液和三种丙酮-树脂混合液，然后将样品浸入100%树脂中，在室温下继续渗透过程。之后，将样品转移至一次性模具中。

在室温下用新鲜的100%树脂浸泡样品4小时。在45摄氏度下将样品置于真空烘箱中脱气15分钟。然后在60摄氏度下将样品放入烘箱中固化48小时。

最后，当样品完成固化后，撕下一次性模具，并用显微CT仪器对样品进行扫描。在传统的切片方法中，脑组织的取向必须预先确定。而使用这种显微CT方法，可以对样品脑组织的数字三维体积进行操作，并在任意方向上进行虚拟切片。

对制备好的大鼠脑组织进行扫描电镜观察，结果证实该组织在用于显微CT成像时未受到显著损伤。此外，按照本方案对斑胸草雀脑组织进行制备和扫描，以验证该方法在其他小型动物脑组织中的适用性。该技术可用于检测脑表面的病灶，以及位于脑深部的病灶。

该技术还可用于原位单根四极电极、电解损伤、电极轨迹、原位四极电极阵列以及原位硅探针的定位。在进行该操作时，需注意确保脑组织有足够的孵育时间，并保持充分的振荡。在完成该操作后，可进一步采用光遗传学和双光子成像等其他方法，以探究不同脑区在各种行为中所起作用的相关问题。

该技术可使神经科学领域的研究人员能够更好地探索大鼠、小鼠、鸣禽及其他小型动物中大脑与行为之间的结构-功能关系。请注意，使用锇时可能具有极高危险性，因此在进行该操作时，必须采取预防措施，例如佩戴手套并在真空罩内操作。