Tutkijat tunnistavat parhaat menetelmät lepäävien aivojen tilojen tutkimiseen marmoseteissa

Tutkijat tunnistavat parhaat menetelmät lepäävien aivojen tilojen tutkimiseen marmoseteissa

Tokyo Metropolitan Universityn tutkijoiden johtama ryhmä on tunnistanut parhaat menetelmät marmosetin aivojen lepotilan tutkimiseksi toiminnallisen MRI:n avulla. Tutkimuksissa käytetään usein rauhoittavia ja anestesia-aineita rajoittamaan liikettä mittausten aikana, mutta itse lääkkeet voivat vaikuttaa aivojen toimintaan. Tiimi tutki seitsemää lääkettä ja tunnisti vaihtoehtoja, jotka säilyttivät normaalin toiminnan ja minimoivat liikkeen. Heidän työnsä laajentaa tutkimuskehystä tärkeälle malliorganismille.

Malliorganismit ovat lajeja, joita tutkijat tutkivat ymmärtääkseen tiettyjä biologian näkökohtia, jotka voivat koskea muita organismeja. Esimerkkejä ovat laaja valikoima kokoja ja lajeja leivinhiivasta ja hedelmäkärpäsistä marsuihin. Viime aikoina tavallinen marmosetti, pieni kädellinen alun perin Etelä-Amerikasta, on herättänyt suurta kiinnostusta erityisesti neurologisissa tieteissä. Pienestä ruumiin koostaan ​​huolimatta ne säilyttävät kädellisten pitkälle kehittyneen aivorakenteen, mikä mahdollistaa tutkimusten tekemisen, jotka voivat valaista oman aivomme toimintaa ja kuinka voimme voittaa sairauksia, jotka vaikuttavat korkeampaan aivotoimintaan.

Tärkeä tutkimuslinja on toiminnallisen MRI:n (fMRI) käyttö marmosetin aivojen levossa tutkimiseen. fMRI on ei-invasiivinen kuvantamistekniikka, jolla voidaan kuvata veren virtausta kehossa; aivoissa tämä voi liittyä paikalliseen toimintaan. Tämä tarjoaa ainutlaatuisen käsityksen lepotilaverkostosta (RSN), joka on tärkeä yhteysverkosto aivojen eri osien välillä. Marmosettien tutkiminen fMRI-laitteella vaatii kuitenkin rajoituksia; tämä puolestaan ​​vaatii rauhoittavia/anestesia-aineita eläinten ahdistuksen minimoimiseksi. Itse lääkkeet voivat häiritä aivojen toimintaa ja rajoittaa löydösten laajuutta.

Siksi apulaisprofessori Junichi Hatan johtama tutkijaryhmä päätti tutkia lääkkeitä, joilla on vähiten vaikutus RSN:ään. He testasivat seitsemää yleistä rauhoittavaa ja anestesiaa, vertasivat eläimen RSN:ää valveilla ja lääkityksen aikana sekä seurasivat pään liikkeitä, mikä puolestaan ​​voi vaikuttaa tietojen laatuun. He havaitsivat, että lääkkeet midatsolaami (Mida) ja deksmedetomidiini (Dex) säilyttivät verkoston parhaiten, mutta jättivät jälkiä pään liikkeestä. Kolmella jäljellä olevasta viidestä, Alfaxalone (Alfa), Isoflurane (Iso) ja Sevoflurane (Sevo), havaittiin vaikuttavan merkittävästi aivojen toimintaan, mutta kaksi viimeistä, Propofol (Propo) ja isofluraanin ja deksmedetomidiinin yhdistelmä (IsoDex), säilyttivät riittävästi RSN:ää pitäen samalla liikkeet minimaalisena. Tutkimusryhmä päätteli, että midatsolaami tai deksmedetomidiini yhdistettynä lievään pidättymiseen voi olla realistisin ratkaisu tarkimpien tietojen saamiseksi, mutta jos hillitseminen on vaikeaa, tulee käyttää joko propofolia tai isofluraani/deksmedetomidiini-yhdistelmää.

Vaikka tutkimukset oikeasta annostuksesta ja sen vaikutuksista aivojen toimintaan ovat vielä kesken, nämä tulokset antavat selkeän suunnan tulevien marmoset-tutkimusten suorittamiseen. Parempi data merkitsee jännittäviä uusia edistysaskeleita korkean tason aivotoiminnan ja niihin liittyvien patologioiden ymmärtämisessä.

Tätä työtä tuki Japanin lääketieteellisen tutkimus- ja kehitysviraston Integrated Neurotechnologies for Disease Studies -aivojen kartoitusohjelma (apurahanumero JP21dm0207001), Japan Society for the Promotion of Sciencen myöntämä KAKENHI-apuraha (apurahanumero JP20H03630) ja julkisen tutkimusalustan edistämisohjelma. Opetus-, kulttuuriministeriön infrastruktuuri, Japanin urheilu, tiede ja teknologia (apurahanumero JPMXS0450400622).

Lähde:

Tokion Metropolitan yliopisto

Viite:

Muta, K., et ai. (2022) Rauhoittavien tai anestesia-aineiden vaikutukset lepäävien aivojen toiminnan mittaamiseen marmoseteissa. Aivokuori. doi.org/10.1093/cercor/bhac406.

.