対称Bihemispheric死後脳人間に健康と病理学的脳条件を研究するためにカッティング

Summary

主催脳の切断手順は決定的な神経病理学的診断と特定の神経精神現象を相関させる必要があります。脳挿し木は、様々な臨床学術不測の事態に基づいて異なる方法で実行されています。このプロトコルは、ヒトの脳の病理における半球の違いを調査し、現在および将来の生体分子/ニューロイメージング技術を最大限にするために、対称bihemispheric脳切断手順を説明します。

Abstract

神経病理学者は、時々、脳の剖検が要求された人のために、これらの患者に説明し、複雑な神経精神現象の決定的な診断を生成するのに必要な知識の量におびえを感じます。生物医学科学とニューロイメージングの進歩は、神経精神分野に革命を起こしているが、彼らはまた、脳の解剖のみ確認値を持っていることを誤解を招くようなアイデアを生成しています。この偽のアイデアは、結果として、減少する可能性が人間の脳の未知の多数の正常および病的な側面を理解するために必要な、より詳細かつ広範な神経病理学的調査を実行するために、剖検率の大幅な削減を作成します。観測された神経精神現象とその可能性neurohistological相関の対応するローカリゼーション/特性評価との間の相関の伝統的な推論方法は、紛れもない価値を持ち続けています。 neuropsychiの文脈でそれは脳組織の直接の物理的な評価に特異的に依存しているので、atric疾患は、伝統的な臨床病理学的方法は、まだそれらに対応する神経病理学的基質にユニークな精神神経機能をリンクするため、可能な限り最高の方法論（および多くの場合のみ利用可能）です。死後脳の評価は、異なる神経病理学センター間で異なる脳の切断手順に基づいています。脳挿し木は、各施設に存在する様々な臨床的および学術不測の事態に基づいて、比較的広範かつ体系的な方法で行われています。より多くの解剖学的に包括的かつ対称双半球脳の切断方法は、少なくとも深さ、特定のための人間の脳（ すなわち 、半球専門と定位の特殊性と正常および病的状態で、コヒーレントに調査するために人間の神経病理学の研究目的のために使用されるべきです機能）。このような方法は、より包括的なコレを提供するであろう現在および将来のバイオテクノロジー及びニューロイメージング技術のための利用可能な神経病理学的によく特徴付けられた脳のction。私たちは、人間の脳の病理における半球の違いの調査のため、現在での使用だけでなく、将来の生体分子/ニューロイメージング技術のための対称双半球脳の切断手順を説明します。

Introduction

神経病理学者は、人間の脳を評価するための科学的な権限、知的名誉、および診断義務があります。何十年もの間、脳疾患と人間の死後脳におけるそれらの可能neurohistological相関を個別化するための主要な取り組みの詳細な臨床説明が行われています。歴史的に、これらの努力は、現代の時代に高度な、最も生産性の高い医学によるモダリティ、特に神経を表します。以前の著名な神経病理学者と献身、決意、奨学金、および（しばしば非常にルディメンタルツールを使用して）正常および異常脳組織とを区別するための驚異的な能力のおかげで、我々は今、このようなアルツハイマーPerusini病などの疾患を調査し、ターゲットすることができます（不当のみアルツハイマー病と呼ばれます疾患; APD / ^AD）1、パーキンソン病^（PD）2、クロイツフェルト・ヤコブ病^{（CJD）3、}ルー・ゲーリック病/筋萎縮性側索硬化Sclerosi^{S（ALS）4、}およびグアム病^5は 、いくつかを言及します。

、機能的および形態学的磁気共鳴イメージング（ すなわち、fMRIの、拡散MRI、ラクト-MRI など ）、ポジトロン放出断層撮影法等の高精細コンピュータ断層撮影（CT血管造影、すなわち 、マルチセクションスパイラルCTスキャン）のような神経画像の高度な技術、 （PET）、超音波ベースのイメージング、および他のものは、確かに診断し、神経学的および精神病患者を治療する方法に関する私たちの一般的なアプローチを変更しました。それにもかかわらず、神経画像技術が生きている、彼らは直接ニューロンなどの細胞の高度に複雑な細胞および細胞内構造を分析するために、発生した瞬間に、機会を提供していないとき、人の脳を可視化することが可能であるものの、または、マークを視覚化し、細胞内の病変の特定のタイプを定量します。または正確に周回し、サブで彼らの神経解剖学や小地域局在を示すために周回解剖学的レベル。例えば、神経画像技術は、嗅内皮質でADの古典的な特徴を黒質（SN）、PDに関連する一般的な病理学的特徴、または神経原線維変化（NFT）の色素性ニューロンにおけるレビー小体（LB）を識別またはローカライズすることができず、他の脳の病理。高度なデジタル顕微鏡と組み合わせた神経病理学的研究は決定的な診断のために、このように、詳細な臨床病理学的相関関係をまだunreplaceableあると。

人間の脳の特異な解剖機能特性に、特にその解剖学的局在する（つまり、頭蓋骨、その内容を直接審査を許可していない自然保護システム内部）、in vivoでの神経画像技術の導入非常にこの複雑な組織の謎のいくつかに最初の答えを見つけるために臨床医や研究者を支援してきました。しかし、臨床的またはneuroimagiはありません直接剖検時に脳組織を分析するためのユニークな機会を置き換えることができますngの方法。組織的な収集、保存、および人間の脳の分類のみを変更、確認するために、神経細胞および非神経細胞、それらの細胞内成分、細胞内および細胞外の病変、および脳内部の異常のいずれかの種類の直接的かつ体系的調査を許可することができ、または臨床診断を再定義し、新しい臨床病理学的相関を発見します。剖検で脳の評価に関する明白な制限の1つは、この手順は、断面の方法であるという事実でした。常に継続的な神経病理学的プロセス（臨床的に明らかかどうか）とneurohistologicalレベルでそれを定義する機会があれば、間の遅延があります。これは主に自分自身を再生成するために人間の脳の無能力によるものです。 PEを作成せずに、in vivoでの脳組織を得ることが現在可能ではありませんrmanent損傷。これにより、縦方向および神経病理学的に同じ脳/人を評価することはできません。しかし、標準化された脳の銀行手続き、一般市民の間で脳の寄付のための意識向上が大幅に一貫して収集して分析するための例数を増やすことで脳剖検タイミング問題の解決に貢献することができます。このように、死後脳のより適切な数字は、各人間の脳疾患に関連した脳病変の各特定の種類の病理学的起源および進行の一定のパターンを定義するために得ることができました。これは、すべての年齢層全体で寄付し、できるだけ多くの脳のコレクション任意の神経精神障害に罹患した患者から、同様の健康な対照被験者を必要とするであろう。一つの可能​​な方法は、標準的なルーチンなどの一般的な、専門の医療センターからできるだけ多くの死後脳を集めることができました。脳の寄付の必要性は、最近、発現されています認知症と正常な老化^6を研究者たちによります。同じ必要性は全体として精神神経フィールドによって表現されるべきです。

上記および他の理由のために、継続的な脳の切断手順の更新が必要です。また、手続きを切断脳は普遍的にもアカウントに、より良いに調査し、うまくいけば、決定的に理解することは、脳疾患の原因やメカニズムするために、現在および将来のバイオテクノロジーの技術を採用する可能性を取って、世界中のさまざまな神経病理学研究センター全体で標準化されるべきです人間。

ここでは、主に研究目的のために、我々は、ヒトの死後脳の切断のための対称的な方法論を説明します。この手順は、正常に行わよりも多くの脳領域を収集し、大脳と小脳両半球から提案しています。対称双半球脳切断手順は、人間の私たちの現在の知識を持ってはるかに良いフィットします神経解剖学、神経化学、および神経生理学。また、この方法は、可能性が神経病理学的に、一般的または排他的に存在する私たちの種で高い認知および非認知機能と関連しているような半球専門や定位などの人間の脳のユニークな機能を、分析することができます。半球専門/定位脳病変の特定のタイプの間の特定の病原性の関係が存在するかどうか、または独特の精神神経病原性のイベントがあるかどうかを最初に、広く、または排他的に特定の半球に関連した機能は、現在知られていません。この対称的な脳の切断手順を記述することにより、私たちはより良い高度に専門的な組織における正常および病的状態、脳を理解するのに役立つ可能性があり、人間の脳の解剖の更新方法を提案することを目指しています。この方法も考慮に人間だけに存在したものモルフォ機能半球の側面を取ります。

Protocol

死後のヒト組織を含む手順は、倫理審査委員会により審査し、45 CFR（連邦規則集）の下で免除されています。 注：このプロトコルは、ヒトにおける神経病理学的研究のために確定死後脳の評価のための対称bihemispheric脳切断手順を説明します。装置、器具、材料、人間の脳の切断を実行するために必要な消耗品の詳細な説明は除外されます。脳の解剖のための材料および消耗品は、単一の治験責任医師?…

Representative Results

プロトコルの長さ単一の対称bihemispheric固定脳切断手順のために費やされた時間は1時間と推定されている（;ラベリング;表面を解剖テーブル、ツールを設定し、切削費やした時間を除く。 など ）。単一の対称双半球交互凍結固定脳切断手順に必要な時間は2時間を要すると推定されます。単一のヒトの脳/主題のための?…

Discussion

この脳の切断方法は、依然として、その主な機能の一つとしてbihemispheric対称な切断手順を維持しながら（例えば、各半球のために評価する脳領域の数を減らすことによって）それぞれの神経病理学研究室の特定のニーズに適合させることができます。この提案されたプロトコルは、日常的な手順（研究指向の神経病理学的中心）または、必要な場合にのみ（特定の臨床的指向の研究）を使用…

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