Výskumníci identifikujú najlepšie metódy na štúdium pokojových stavov mozgu u kosmáčov

Výskumníci identifikujú najlepšie metódy na štúdium pokojových stavov mozgu u kosmáčov

Tím vedený výskumníkmi z Tokyo Metropolitan University identifikoval najlepšie metódy na štúdium pokojového stavu mozgu kosmáčov pomocou funkčnej MRI. Štúdie často používajú sedatíva a anestetiká na obmedzenie pohybu počas meraní, ale samotné lieky môžu ovplyvniť mozgovú aktivitu. Tím skúmal sedem liekov a identifikoval možnosti, ktoré zachovali normálnu funkciu a zároveň minimalizovali pohyb. Ich práca rozširuje výskumný rámec pre dôležitý modelový organizmus.

Modelové organizmy sú druhy, ktoré vedci študujú, aby pochopili určité aspekty biológie, ktoré sa môžu vzťahovať na iné organizmy. Príklady zahŕňajú širokú škálu veľkostí a druhov, od pekárskych kvasníc a ovocných mušiek až po morčatá. V poslednom čase vzbudil značný záujem najmä v neurologických vedách kosmáč obyčajný, malý primát pôvodom z Južnej Ameriky. Napriek svojej malej veľkosti tela si zachovávajú vysoko vyvinutú štruktúru mozgu primátov, čo umožňuje vykonávať štúdie, ktoré môžu objasniť, ako funguje náš vlastný mozog a ako môžeme prekonať choroby, ktoré ovplyvňujú vyššiu mozgovú funkciu.

Dôležitou líniou výskumu je použitie funkčnej MRI (fMRI) na štúdium mozgu kosmáčov v pokoji. fMRI je neinvazívna zobrazovacia technika, ktorá dokáže zobraziť prietok krvi v tele; v mozgu to môže súvisieť s lokalizovanou aktivitou. To poskytuje jedinečný pohľad do siete pokojového stavu (RSN), dôležitej siete spojení medzi rôznymi časťami mozgu. Štúdium kosmáčov na prístroji fMRI si však vyžaduje obmedzenia; to zase vyžaduje sedatíva/anestetiká, aby sa minimalizoval strach zvierat. Samotné lieky môžu zasahovať do mozgovej činnosti a obmedzovať rozsah nálezov.

Preto sa tím výskumníkov pod vedením docenta Junichi Hata pustil do skúmania liekov, ktoré majú najmenší vplyv na RSN. Testovali sedem bežných sedatív a anestetík, porovnávali RSN zvieraťa počas bdelosti a počas užívania liekov a sledovali pohyby hlavy, čo zase môže ovplyvniť kvalitu údajov. Zistili, že lieky midazolam (Mida) a dexmedetomidín (Dex) sieť najlepšie zachovali, no zanechali určité stopy pohybu hlavy. Zistilo sa, že tri zo zvyšných piatich, Alfaxalone (Alfa), Isofluran (Iso) a Sevofluran (Sevo), majú významný vplyv na funkciu mozgu, ale posledné dva, Propofol (Propo) a kombinácia izofluranu a Dexmedetomidínu (IsoDex), zachovali dostatok RSN pri minimálnom pohybe. Tím dospel k záveru, že midazolam alebo dexmedetomidín v kombinácii s miernym obmedzením môže byť najrealistickejším riešením na získanie čo najpresnejších údajov, ale ak je obmedzenie ťažké, mal by sa použiť buď propofol alebo kombinácia izoflurán/dexmedetomidín.

Hoci štúdie o správnom dávkovaní a jeho účinkoch na funkciu mozgu stále prebiehajú, tieto výsledky poskytujú jasný smer, ako by sa mali vykonávať budúce štúdie o kosmáčoch. Lepšie údaje budú znamenať vzrušujúce nové pokroky v chápaní funkcie mozgu na vysokej úrovni a súvisiacich patológií.

Táto práca bola podporená Programom mapovania mozgu pomocou integrovaných neurotechnológií pre štúdie chorôb od Japonskej agentúry pre lekársky výskum a vývoj (číslo grantu JP21dm0207001), grantom KAKENHI od Japonskej spoločnosti na podporu vedy (číslo grantu JP20H03630) a programom „Infraštruktúra projektu MRI na podporu verejnej platformy ministerstva“. Vzdelanie, Kultúra, Šport, veda a technika Japonska (číslo grantu JPMXS0450400622).

Zdroj:

Tokijská metropolitná univerzita

Referencia:

Muta, K., a kol. (2022) Účinky sedatív alebo anestetík na meranie pokojovej funkcie mozgu u kosmáčov. Mozgová kôra. doi.org/10.1093/cercor/bhac406.

.