Symmetric Bihemispheric Postmortem cerveau de coupe pour étudier en santé et états pathologiques du cerveau chez les humains
Summary
procédures de coupe du cerveau organisés sont nécessaires pour corréler les phénomènes neuropsychiatriques spécifiques avec des diagnostics neuropathologiques définitives. boutures de cerveau sont effectuées différemment selon diverses éventualités clinico-académique. Ce protocole décrit une procédure de coupe du cerveau bihemispheric symétrique pour étudier les différences hémisphériques dans les pathologies du cerveau humain et de maximiser les techniques biomoléculaire / neuroimagerie actuelles et futures.
Abstract
Neuropathologistes, parfois, se sentent intimidés par la quantité de connaissances nécessaires pour produire des diagnostics définitifs des phénomènes neuropsychiatriques complexes décrits chez les patients pour lesquels une autopsie du cerveau a été demandée. Bien que les progrès des sciences biomédicales et neuroimagerie ont révolutionné le domaine neuropsychiatrique, ils ont également généré l'idée trompeuse que les autopsies du cerveau ont seulement une valeur de confirmation. Cette idée fausse a créé une réduction drastique des taux d'autopsie et, par conséquent, une possibilité réduite d'effectuer des enquêtes neuropathologiques plus détaillées et approfondies, qui sont nécessaires pour comprendre de nombreux aspects normaux et pathologiques encore inconnus du cerveau humain. La méthode déductive traditionnelle de corrélation entre les phénomènes neuropsychiatriques observés et correspondant localisation / caractérisation de leurs corrélats neurohistologiques possibles continue d'avoir une valeur indéniable. Dans le contexte de neuropsychimaladies triques, la méthode clinicopathologique traditionnelle est toujours la meilleure méthodologie possible (et souvent le seul disponible) pour relier les caractéristiques neuropsychiatriques uniques à leurs substrats neuropathologiques correspondants, puisqu'il repose précisément sur l'évaluation physique directe des tissus du cerveau. L'évaluation des cerveaux post mortem est basée sur le cerveau des procédures qui varient entre les différents centres de neuropathologie de coupe. boutures de cerveau sont effectuées d'une manière relativement extensive et systématique sur la base des diverses éventualités cliniques et universitaires présents dans chaque établissement. Une méthodologie de coupe du cerveau bi-hémisphérique plus anatomiquement inclusive et symétrique devrait au moins être utilisé à des fins de recherche en neuropathologie humaine pour étudier de manière cohérente, en profondeur, des conditions normales et pathologiques avec les particularités du cerveau humain (c. -à- spécialisation hémisphérique et latéralisation pour particulier les fonctions). Une telle méthode offrirait une colle plus complètection des cerveaux neuropathologique bien caractérisés disponibles pour les techniques de la biotechnologie et de neuroimagerie actuels et futurs. Nous décrivons une procédure de coupe du cerveau bi-hémisphérique symétrique pour l'étude des différences hémisphériques dans les pathologies du cerveau humain et pour une utilisation avec le courant, ainsi que les futures techniques biomoléculaire / neuroimagerie.
Introduction
Neuropathologistes ont le privilège scientifique, l'honneur intellectuelle, et l'obligation de diagnostic pour évaluer les cerveaux humains. Pendant de nombreuses décennies, les descriptions cliniques détaillées des maladies du cerveau et des efforts importants pour individualisent leurs corrélats neurohistologiques possibles dans le cerveau post-mortem humains ont été entreprises. Historiquement, ces efforts représentent la modalité la plus productive par lequel les sciences médicales et la neurologie, en particulier, ont progressé dans l'ère moderne. Merci à neuropathologistes précédents éminents et leur dévouement, la détermination, la bourse, et étonnante capacité de discriminer entre les tissus cérébraux normaux et anormaux (en utilisant souvent des outils très rudimentaires), nous pouvons maintenant étudier et des maladies telles que la maladie d'Alzheimer-Perusini cibles (injustement seulement appelé la maladie d'Alzheimer maladie; APD / AD) 1, la maladie de Parkinson (PD) 2, la maladie de Creutzfeldt-Jakob (MCJ) 3, la maladie de Lou Gehrig / sclérose latérale Sclerosis (ALS) 4, et Guam maladies 5, pour ne citer que quelques – uns.
Des techniques avancées de neuroimagerie, tels que la haute définition tomodensitométrie (c. -à- scan en spirale multisection CT; angiographie CT) (c. -à- IRMf, diffusion-IRM, tractographie-IRM, etc.) tomographie par émission, l' imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et morphologique, Positron (TEP), l'imagerie par ultrasons à base, et d'autres, ont certainement modifié notre approche générale sur la façon de diagnostiquer et guérir les patients neurologiques et psychiatriques. Néanmoins, bien que les techniques de neuroimagerie sont capables de visualiser le cerveau d'une personne de son vivant, ils ne proposent pas la possibilité, pour le moment se produire, d'analyser directement les structures cellulaires et sous-cellulaires hautement complexes de cellules, telles que les neurones; ou de visualiser, d'une marque, et de quantifier des types spécifiques de lésions intracellulaires; ou pour indiquer avec précision leur localisation neuroanatomique ou sous-régional à circuital et sousniveaux anatomiques Circuital. Par exemple, les techniques de neuroimagerie ne peuvent pas identifier ou localiser corps de Lewy (LB) dans les neurones pigmentées de la substantia nigra (SN), une caractéristique pathologique commune associée à PD, ou les dégénérescences neurofibrillaires (NFT) dans le cortex entorhinal, une caractéristique classique de la MA et d'autres pathologies cérébrales. enquêtes neuropathologiques associées à la microscopie numérique de pointe sont encore unreplaceable des corrélations clinicopathologiques détaillées et, par conséquent, pour les diagnostics définitifs.
En raison des propriétés particulières anatomo-fonctionnelle du cerveau humain, et en particulier à sa localisation anatomique (qui est, à l' intérieur du crâne, un système de protection naturelle qui ne permet pas l'examen direct de son contenu), l'introduction de techniques in vivo de neuroimagerie ont les cliniciens et les chercheurs extraordinairement aidé à trouver des réponses initiales à quelques-uns des mystères de ce tissu complexe. Cependant, il n'y a aucune preuve clinique ou neuroimagiméthodologie ng qui peut remplacer l'occasion unique d'analyser directement les tissus du cerveau lors d'une autopsie. Seule la collecte organisée, la préservation et la catégorisation des cerveaux humains peut permettre de diriger des enquêtes et systématiques des cellules neuronales et non neuronales, leurs constituants subcellulaires, intracellulaire et des lésions pathologiques extracellulaires, et tout type d'anomalie dans le cerveau pour confirmer, modifier ou redéfinir les diagnostics cliniques et de découvrir de nouvelles corrélations clinicopathologiques. Une des limitations apparentes concernant l'évaluation du cerveau à l'autopsie a été le fait que cette procédure est une méthode transversale. Il y aura toujours un délai entre un processus continu neuropathologique (manifeste ou non clinique) et la possibilité, le cas échéant, de le définir au niveau neurohistologique. Ceci est principalement dû à l'incapacité du cerveau humain à se régénérer. Il est actuellement impossible d'obtenir les tissus du cerveau in vivo sans créer de pedommages rmanent. Par conséquent, il est impossible d'évaluer longitudinalement et sur le plan neuropathologique le même cerveau / personnes. Toutefois, les procédures cerveau bancaires normalisées et une prise de conscience accrue pour le don du cerveau auprès du grand public pourrait grandement contribuer à la résolution des problèmes de synchronisation cerveau autopsie par augmentation constante du nombre de cas pour recueillir et analyser. De cette manière, un nombre plus adéquat de cerveaux post-mortem ont pu être obtenus pour définir des motifs constants d'origine pathologique et la progression de chaque type de lésion cérébrale associée à chaque maladie du cerveau humain. Cela nécessiterait le don et la collecte d'autant de cerveaux que possible de patients touchés par un trouble neuropsychiatrique, ainsi que des sujets témoins en bonne santé à tous les âges. Une méthode possible pourrait être la collecte autant de cerveaux post mortem que possible des centres médicaux généraux et spécialisés comme une routine standard. La nécessité pour les dons du cerveau a été récemment exprimépar ceux qui étudient la démence et vieillissement normal 6. La même nécessité doit être exprimée par le champ neuropsychiatrique dans son ensemble.
Pour ce qui précède et pour d'autres raisons, une mise à jour des procédures de coupe du cerveau en cours est nécessaire. En outre, le cerveau des procédures de coupe doit être universellement standardisée entre les différents centres de recherche de neuropathologie à travers le monde, en prenant également en compte la possibilité d'utiliser des techniques biotechnologiques actuelles et futures pour mieux enquêter et, espérons-le, de comprendre définitivement, les causes et les mécanismes des maladies du cerveau dans humains.
Ici, principalement à des fins de recherche, nous décrivons une méthode symétrique pour le cerveau post-mortem de coupe chez les humains. Cette procédure propose la collecte de régions plus cérébral que fait normalement et des deux hémisphères cérébraux et cérébelleux. Une procédure de coupe du cerveau bi-hémisphérique symétrique conviendra beaucoup mieux avec nos connaissances actuelles de l'hommeneuroanatomie, neurochimie, et neurophysiologie. Cette méthode permet également la possibilité d'analyser les caractéristiques uniques neuropathologique du cerveau humain, tels que la spécialisation hémisphérique et la latéralisation qui sont associés à des fonctions cognitives et non cognitives supérieures typiquement ou exclusivement présente dans notre espèce. Qu'il y ait des relations pathogéniques spécifiques entre l'hémisphère spécialisation / latéralisation et des types spécifiques de lésions cérébrales, ou si un événement pathogénique neuropsychiatrique particulière est d'abord, prévalente, ou exclusivement associés à un hémisphère spécifique et la fonction ne sont pas actuellement connus. En décrivant cette procédure de coupe du cerveau symétrique, nous nous efforçons de proposer une méthode mise à jour de la dissection du cerveau humain qui pourrait aider à mieux comprendre les conditions normales et pathologiques dans un tissu hautement spécialisé, le cerveau. Cette méthode prend également en considération les aspects de l'hémisphère morpho-fonctionnelles qui existent seulement chez les humains.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cette méthode de cerveau de coupe peut être adaptée aux besoins spécifiques de chaque laboratoire de neuropathologie (par exemple, en réduisant le nombre de régions cérébrales pour évaluer pour chaque hémisphère), tout en conservant la procédure de coupe symétrique bihemispheric comme l'une de ses principales caractéristiques. Ce protocole proposé pourrait être utilisé pour des procédures de routine (centres neuropathologiques orientés vers la recherche) ou seulement lorsque cela est nécessaire (…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank the thousands of brain donors, patients, families, and neuroscientists around the world who, during the last two centuries and through their generous gifts and intellectual efforts, helped to discover how the human brain works, to understand devastating brain diseases, and to develop treatments thereof. We particularly thank Mrs. Cecilia V. Feltis for editing and reviewing this manuscript.
Materials
| Copy of signed informed consent allowing autopsy and brain donation for research use. | |||
| Detailed clinical history of the subject which should include a detailed description of any neurologic and psychiatric symptoms and signs. | |||
| Medical or not-medical video-recordings when available (especially useful in movement disorders field). Next-of-kin’s consent required. | |||
| Neuroimaging, neurophysiology, neuropsychiatric and assessment or clinicometric scales. | |||
| Genetic and family history data. Genetic reports review, if neurogenetic diseases were diagnosed. | |||
| Histology Container | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 64233-24 | |
| Histology Cassettes | VWR | 18000-142 (orange) | |
| Histology Cassettes | VWR | 18000-132 (navy) | |
| Knife Handles and Disposable Blades | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 62560-04 | |
| Long Blades | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 62561-20 | |
| Disposable Blade Knife Handles | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 72040-08 | |
| Scalpel Blades | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 72049-22 | |
| Accu-Punch 2 mm | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 69038-02 | |
| Polystyrene Containers – Sterile | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 64240-12 | |
| Dissecting Board | ELECTRON MICROSCOPY SCIENCES | 63307-30 | |
| Formalin solution, neutral buffered, 10% | Sigma-Aldrich | HT501128 SIGMA | |
| Hematoxylin Solution, Gill No. 2 | Sigma-Aldrich | GHS280 SIGMA | |
| Eosin Y solution, aqueous | Sigma-Aldrich | HT1102128 SIGMA | |
| anti-beta-amyloid | Covance, Princeton, NJ | SIG-39220 | 1 500 |
| anti-tau | Thermo Fisher Scientific | MN1020 | 1 500 |
| anti-alpha-synuclein | Abcam | ab27766 | 1 500 |
| anti-phospho-TDP43 | Cosmo Bio Co. | TIP-PTD-P02 | 1 2000 |
| Digital Camera | Any | ||
| Head Impulse Sealing machine | Grainger | 5ZZ35 |
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