Teadlased selgitavad välja parimad meetodid marmosettide puhkeseisundi uurimiseks

Teadlased selgitavad välja parimad meetodid marmosettide puhkeseisundi uurimiseks

Tokyo Metropolitani ülikooli teadlaste juhitud meeskond on tuvastanud parimad meetodid marmoseti ajude puhkeoleku uurimiseks funktsionaalse MRI abil. Uuringutes kasutatakse mõõtmiste ajal liikumise piiramiseks sageli rahusteid ja anesteetikume, kuid ravimid ise võivad mõjutada ajutegevust. Meeskond uuris seitset ravimit ja tuvastas võimalused, mis säilitasid normaalse funktsiooni, vähendades samal ajal liikumist. Nende töö laiendab olulise mudelorganismi uurimisraamistikku.

Mudelorganismid on liigid, mida teadlased uurivad, et mõista bioloogia teatud aspekte, mis võivad kehtida ka teistele organismidele. Näited hõlmavad laias valikus suurusi ja liike, alates pagaripärmist ja puuviljakärbestest kuni merisigadeni. Viimasel ajal on Lõuna-Ameerikast pärit väike primaat harilik marmosett äratanud märkimisväärset huvi, eriti neuroloogiateadustes. Vaatamata väikesele kehasuurusele säilitavad nad primaatide kõrgelt arenenud ajustruktuuri, mis võimaldab viia läbi uuringuid, mis võivad heita valgust sellele, kuidas meie enda aju töötab ja kuidas saame jagu haigustest, mis mõjutavad kõrgemat ajufunktsiooni.

Oluline uurimissuund on funktsionaalse MRI (fMRI) kasutamine marmoseti aju uurimiseks puhkeolekus. fMRI on mitteinvasiivne pildistamistehnika, mis võimaldab kuvada verevoolu kehas; ajus võib see olla seotud lokaalse aktiivsusega. See annab ainulaadse ülevaate puhkeoleku võrgustikust (RSN), mis on oluline aju erinevate osade vaheliste ühenduste võrgustik. Marmosettide uurimine fMRI masinas nõuab aga piiranguid; see omakorda nõuab rahusteid/anesteetikume, et minimeerida loomade stressi. Ravimid ise võivad häirida ajutegevust ja piirata leidude ulatust.

Seetõttu asus dotsent Junichi Hata juhitud teadlaste meeskond uurima ravimeid, millel on RSN-i kõige vähem mõju. Nad testisid seitset levinud rahustit ja anesteetikumi, võrreldi looma RSN-i ärkveloleku ja ravimite võtmise ajal ning jälgisid pea liigutusi, mis omakorda võib mõjutada andmete kvaliteeti. Nad leidsid, et ravimid midasolaam (Mida) ja deksmedetomidiin (Dex) säilitasid võrgustiku kõige paremini, kuid jätsid mõned jäljed pea liikumisest. Ülejäänud viiest kolmel, alfaksaloonil (Alfa), isofluraanil (Iso) ja sevofluraanil (Sevo), leiti olevat märkimisväärne mõju ajufunktsioonile, kuid viimased kaks, propofool (Propo) ning isofluraani ja deksmedetomidiini (IsoDex) kombinatsioon, säilitasid piisavalt RSN-i, hoides liikumise minimaalsena. Töörühm jõudis järeldusele, et midasolaam või deksmedetomidiin kombineerituna kerge ohjeldamisega võib olla kõige realistlikum lahendus kõige täpsemate andmete saamiseks, kuid kui ohjeldamine on keeruline, tuleks kasutada kas propofooli või isofluraani/deksmedetomidiini kombinatsiooni.

Kuigi uuringud õigete annuste ja selle mõju kohta ajufunktsioonile on veel pooleli, annavad need tulemused selge suuna selle kohta, kuidas tulevasi marmosetiuuringuid läbi viia. Paremad andmed tähendavad uusi põnevaid edusamme kõrgetasemelise ajufunktsiooni ja sellega seotud patoloogiate mõistmisel.

Seda tööd toetas Jaapani Meditsiiniuuringute ja Arendusagentuuri haigusuuringute integreeritud neurotehnoloogiate aju kaardistamise programm (grandi number JP21dm0207001), Jaapani teaduse edendamise ühingu KAKENHI toetus (grandi number JP20H03630) ja projekti edendamise avalik uurimisplatvorm. Haridus-, Kultuuri-, Spordiministeeriumi infrastruktuur, Jaapani teadus ja tehnoloogia (grandi number JPMXS0450400622).

Allikas:

Tokyo Metropolitani ülikool

Viide:

Muta, K. et al. (2022) Rahustite või anesteetikumide mõju marmosettide puhkeaju funktsiooni mõõtmisele. Ajukoor. doi.org/10.1093/cercor/bhac406.

.