Forskare identifierar de bästa metoderna för att studera vilande hjärntillstånd hos silkesapa

Forskare identifierar de bästa metoderna för att studera vilande hjärntillstånd hos silkesapa

Ett team ledd av forskare vid Tokyo Metropolitan University har identifierat de bästa metoderna för att studera vilotillståndet hos silkesapahjärnor med hjälp av funktionell MRI. Studier använder ofta lugnande och bedövningsmedel för att begränsa rörelsen under mätningar, men läkemedlen i sig kan påverka hjärnans aktivitet. Teamet undersökte sju mediciner och identifierade alternativ som bevarade normal funktion samtidigt som rörelsen minimerades. Deras arbete utökar forskningsramen för en viktig modellorganism.

Modellorganismer är arter som forskare studerar för att förstå vissa aspekter av biologi som kan gälla andra organismer. Exempel inkluderar ett brett utbud av storlekar och arter, från bagerijäst och fruktflugor till marsvin. Nyligen har den vanliga silkesapa, en liten primat som ursprungligen kommer från Sydamerika, väckt stort intresse, särskilt inom neurologiska vetenskaper. Trots sin lilla kroppsstorlek behåller de primaternas högt utvecklade hjärnstruktur, vilket gör det möjligt att genomföra studier som kan belysa hur våra egna hjärnor fungerar och hur vi kan övervinna sjukdomar som påverkar högre hjärnfunktion.

En viktig forskningslinje är användningen av funktionell MRI (fMRI) för att studera silkesapahjärnor i vila. fMRI är en icke-invasiv avbildningsteknik som kan avbilda blodflödet i kroppen; i hjärnan kan detta vara associerat med lokal aktivitet. Detta ger en unik inblick i Resting State Network (RSN), ett viktigt nätverk av kopplingar mellan olika delar av hjärnan. Att studera silkesapor i en fMRI-maskin kräver dock begränsningar; detta kräver i sin tur lugnande medel/bedövningsmedel för att minimera lidandet för djuren. Läkemedlen i sig kan störa hjärnans aktivitet och begränsa omfattningen av fynden.

Därför satte sig ett team av forskare under ledning av docent Junichi Hata för att undersöka läkemedel som har minst inverkan på RSN. De testade sju vanliga lugnande och bedövningsmedel, jämförde djurets RSN när de var vakna och medan de var på medicin, och spårade huvudrörelser, vilket i sin tur kan påverka kvaliteten på data. De fann att läkemedlen midazolam (Mida) och dexmedetomidin (Dex) bevarade nätverket bäst, men lämnade några spår av huvudrörelser. Tre av de återstående fem, Alfaxalone (Alfa), Isoflurane (Iso) och Sevofluran (Sevo), visade sig ha en betydande inverkan på hjärnans funktion, men de två sista, Propofol (Propo) och en kombination av Isoflurane och Dexmedetomidin (IsoDex), bevarade tillräckligt med RSN samtidigt som rörelsen hölls minimal. Teamet drog slutsatsen att midazolam eller dexmedetomidin i kombination med mild återhållsamhet kan vara den mest realistiska lösningen för att få de mest exakta uppgifterna, men om återhållsamhet är svårt bör antingen propofol eller isofluran/dexmedetomidin-kombinationen användas.

Även om studier om korrekt dosering och dess effekter på hjärnans funktion fortfarande pågår, ger dessa resultat en tydlig vägledning om hur framtida silkesapastudier bör genomföras. Bättre data kommer att innebära spännande nya framsteg när det gäller att förstå hjärnfunktion på hög nivå och relaterade patologier.

Detta arbete stöddes av Program for Brain Mapping av Integrated Neurotechnologies for Disease Studies från Japan Agency for Medical Research and Development (Grant Number JP21dm0207001), ett KAKENHI Grant-in-Aid från Japan Society for the Promotion of Science (Grant Number JP20H03630 för), och ett program "Promoting of the Public Research Platform for Project" ministeriet för utbildning, kultur, Japans sport, vetenskap och teknik (bidragsnummer JPMXS0450400622).

Källa:

Tokyo Metropolitan University

Hänvisning:

Muta, K., et al. (2022) Effekter av lugnande medel eller anestetika på mätning av vilande hjärnfunktion hos silkesapa. Hjärnbark. doi.org/10.1093/cercor/bhac406.

.