基于三维坐标系统的动物脑立体定位仪
2025/01/15

脑立体定位仪利用三维坐标系统来精确确定目标脑区的空间位置,从而实现对动物特定脑结构的精准干预。


立体定位手术概述

立体定位手术是一种广泛应用的活体动物脑部操作方法。这项技术使研究人员能够利用立体定位图谱高精度地定位深部脑结构,这些图谱提供了脑区相对于颅骨解剖标志的三维坐标。在暴露颅骨后,被麻醉的动物被固定在被称为立体定位框架的专用仪器上,从而能够将实验工具精确地放置在预定的坐标位置。

该技术对于开展各种实验至关重要,包括激活或抑制特定神经核团或脑区、药物递送、病毒标记和信号采集。利用立体定位仪和标准脑图谱,研究人员可以使用外部颅骨标志(例如啮齿动物的前囟和后囟)准确确定目标坐标,并在指定位置执行精确干预,即使没有直接的视觉暴露。


灵长类动物模型在转化研究中的重要性

由于啮齿动物和人类之间存在显著的物种差异,啮齿动物模型的研究结果通常难以有效地转化为临床应用。由于灵长类动物与人类在进化和生理上最为相似,因此对非人灵长类动物 (NHP) 的研究为直接临床转化提供了最有希望的途径。浦灵生物提供先进的大动物立体定位系统,这对于开发人类神经系统疾病的动物模型至关重要。


核心原理和仪器设计

立体定位系统基于三维坐标系统可以精确定位任何空间位置的原理运行。动物被固定在立体定位框架内,并使用特定物种的脑图谱来识别脑区或神经核团的目标坐标。

主要特点:

  • 仪器类型: 包括经典的机械式、数字式、CNC(计算机数控)式、双臂式和四臂式。
  • 多臂设计: 六个操作臂可以安装在平行轨道上,允许在一个受试者中进行独立靶向。
  • 可调节性: 操作臂通过螺纹导轨控制横向和垂直运动,通过楔形关节控制前后运动。
  • 锁定机制: 改进的锁定组件可防止滑动并能够在任何角度进行固定,提供垂直和水平方向的稳定性。
  • 平滑操作: 标准仪器采用三螺纹螺杆进行线性定位,并可选配微调模块。
  • 对于 NHP 研究,专用的立体定位仪具有双侧左右操作臂、平行导轨和头部固定装置,专为猴子的精确干预而定制。



应用

  • 靶向注射: 与注射泵或递送插管结合使用,该系统可将药物或病毒精确地递送到特定脑区。
  • 光遗传学和光纤光度法: 促进植入陶瓷探针,用于光遗传学操作或光纤光度法实验。
  • 钙成像: 能够在目标区域植入透镜,以监测神经元细胞内钙离子变化。
  • 在体电生理学: 允许植入电极,用于记录活动动物的神经信号。


未来方向

将 MRI(MRI 引导的中枢神经系统药物递送研究)和 PET 等先进成像技术与立体定位系统相结合,将提高靶向精度并扩展研究能力。诸如用于优化靶向的机器学习算法和减少动物应激的无线技术等创新,预计将彻底改变神经科学研究。


结论

浦灵生物专注于大动物立体定位系统,为使用 NHP 进行中枢神经系统研究提供全面的服务。凭借在创建神经系统疾病临床前模型方面的专业知识,我们的解决方案弥合了研究与临床应用之间的差距,为全球神经科学界提供无与伦比的支持。