Whole-brain imaging von Mäusen während Verhalten: Funktionelle Ultraschall-Bildgebung hat viel versprechende Anwendungen für Ophthalmologische, neurologische und psychiatrische Erkrankungen

In einer Studie In Neuron, Emilie Macé von Botond Roska Gruppe und Mitarbeiter demonstrieren, wie funktionelle Ultraschall-Bildgebung kann Ertrag der hohen Auflösung, Gehirn-weite Aktivität Karten von Mäusen, die für bestimmte Verhaltensweisen. Die nicht-invasive Technologie hat vielversprechende Anwendungen für Ophthalmologische, neurologische und psychiatrische Erkrankungen.

„Funktionelle Ultraschall-Bildgebung Erträge Bilder in sehr viel höhere Auflösung und eine einfachere, weniger teuer und einfacher zu bedienen als functional magnetic resonance imaging (fMRI)“, erklärt Botond Roska. „Am wichtigsten ist, die Technologie erlaubt uns die Erforschung der Folgen von ophthalmologischen Krankheiten, überwachen der Wirkung der Behandlung und die Fortschritte der rehabilitation in das gesamte Gehirn bei Mäusen.“

Große Zahl von Regionen des Gehirns aktiv sind, während Verhaltensweisen. Gehirn-weite Aktivität Karten können führen zu einer system-Ebene verstehen, wie die Aktivität des Gehirns bezieht sich auf spezifische Verhaltensweisen. Das internationale team von Wissenschaftlern aus dem Institut für Molekulare und Klinische Ophthalmologie in Basel, der FMI und der Neuro-Elektronik-Forschung-Flandern, entwickelte hochauflösende funktionelle Ultraschall-imaging zur Aufzeichnung Aktivität im gesamten Gehirn von Mäusen, während Verhalten. Wurde dies nicht möglich, so weit tierischen Modelle, denn die aktuellen whole-brain-funktionelle bildgebende Technologien wie fMRI, sind begrenzt in der Auflösung und nur schwer anwenden, um wach und benimmt sich Mäuse.

Das team war besonders daran interessiert, die Regionen des Gehirns beteiligt in der optokinetik reflex. Die optokinetik reflex stabilisiert die Bilder Driften auf der Netzhaut sowohl horizontal als auch vertikal, indem Sie bewegen das Auge in die Richtung von Bild-drift. Zum Beispiel: wie schauen wir aus dem Fenster eines Zuges unsere Augen reflexartig verschieben, befolgen Sie die vorbeiziehende Landschaft. Dieser reflex ist angeboren und gut konserviert über Spezies, von der Maus bis zum Menschen.

In Ihrer Studie fanden die Forscher heraus, dass von den 181 Gehirn Regionen konsequent identifiziert, die in allen Tieren, die Tätigkeit in 87 Regionen verteilt über das ganze Gehirn moduliert wurden während der optokinetik reflex.

Zur Untersuchung der Funktion dieser Gehirn-Regionen, die Mannschaft gegenüber der Aktivität des Gehirns bei gesunden Mäusen mit Mäusen, die nicht über die optokinetik reflex-entweder aufgrund einer genetischen Krankheit, die macht die Netzhaut unfähig zur Erzeugung der reflex, oder weil Auge Bewegung war mechanisch blockiert. Die Mehrheit der Gehirn Regionen aktiv, die auf Augenbewegungen bei normalen Mäusen inaktiv in den Mäusen mit dem genetischen Krankheit, die zeigen, dass Sie beteiligt sind, erzeugen den reflex. Unter den Regionen, in einigen Regionen des thalamus sind besonders interessant: Sie reagieren immer noch im normalen Mäusen, deren Auge Bewegungen sind blockiert, aber nicht in Mäusen, die mit der genetischen Krankheit, die zeigen, dass Sie unabhängig von den motor-Ausgang des reflex.

Der erste Autor Emilie Macé, Postdoktorand in die Gruppe um Botond Roska, wer entwickelt das Konzept der funktionellen ultraschallbildgebung während der Arbeit in Paris, kommentierte: „Wir waren überrascht, wie genau wir könnten map-Aktivität auf das Gehirn und wie viele Regionen des Gehirns aktiv wurde, während dieser reflex. Unser Gehirn-weiten Ansatz offenbart neue Regionen, kann nun untersucht werden, genauer gesagt in versucht zu verstehen, die Logik der sensomotorischen Transformationen auf der Ebene der integrierten schaltkreise.“ Botond Roska hebt auch den Wert der Technologie für die zukünftige Anwendung in verschiedenen medizinischen Bereichen: „Die Einfachheit, niedrige Kosten und Einfachheit in der Anwendung des whole-brain-funktionelle Ultraschall-imaging, zusammen mit der Fähigkeit, genau zu identifizieren, die Regionen des Gehirns, bietet ein system für die Erlangung eines unvoreingenommenen Blick von der Aktivität des Gehirns in andere Arten von Verhalten als auch in tierischen Modellen von neurologischen oder psychiatrischen Erkrankungen.“