מטרת הבדיקות התנהגות המוצגת כאן היא לזהות חסרונות פונקציונלי בחולדות לאחר פגיעה מוחית טראומטית. ארבע בדיקות ספציפיות מוצגים המאתרות גירעונות בהתנהגויות כדי לשקף את הנזק לאזורים מסוימים במוח הארכת לפעמים שנה אחת לאחר פציעה.
עם השכיחות הגוברת של פגיעה מוחית טראומטית (TBI) באוכלוסיות אזרחיים וצבאיים, TBI נחשב כיום מחלה כרונית; עם זאת, מחקרים מעטים חקרו את ההשפעות ארוכות הטווח של פגיעה במודלים מכרסם של TBI. כאן מוצגות באמצעים התנהגותיים המהווים ומבוססת במחקר TBI פעמים מוקדם לאחר פציעה, כמו שבועיים, עד חודשיים. חלק מהאמצעים בעבר שימשו בתקופות מאוחרות יותר לאחר פציעה, עד שנה אחת, אלא על ידי מעבדות מעט מאוד. השיטות הפגינו כאן הם הערכה נוירולוגית קצר לבדיקת רפלקסים, קרן-איזון לבחון את האיזון, קרן-הליכה מבחן שיווי משקל, קואורדינציה, ואת גרסה זיכרון העבודה של המבוך מוריס מים יכולים להיות רגישים לגירעונות הפניה זיכרון. זכר חולדות שטופלו, מאומנים כדי נוירולוגיות, איזון, קואורדינציה בדיקות לקראת קבלת הפציעה הקשה נוזל parasagittal (FPI) או פציעה של העמדת פנים. חולדות יכול להיבדק על המבדק נוירולוגיות קצר (neuroscore), הקרן-האיזון, הקרן-ההליכה מספר פעמים, תוך בדיקה על המבוך מים יכול להיעשות רק פעם אחת. ההבדל הוא כי חולדות יכול לזכור את הפעילות, ובכך משתנה מתערב התוצאות אם חוזרים עליו בדיקות ניסיון של אותה חיה. לאחר בדיקות מאחד עד שלושה ימים לאחר פציעה, הבדלים משמעותיים זוהו ב כל שלוש הפעילויות הלא-קוגנטיביים. עם זאת, הבדלים בפעילות קרן-הליכה לא היו לזיהוי בנקודות זמן מאוחר יותר (לאחר 3 חודשים). הגירעונות אותרו 3 חודשים באיזון-הקרן וכן ב 6 חודשים neuroscore. לגירעונות זיכרון העבודה של האורחים אותרו ע ל-12 חודשים לאחר פציעה, גירעון זיכרון הפניה הופיע לראשונה בגיל 12 חודשים. לפיכך, בבדיקות שגרתיות התנהגותית יכול להיות שימושי למדידת גירעונות התנהגותיות מתמשכות לאחר FPI.
השיטות המובאות כאן נועדו לזהות חסרונות פונקציונלי באזורים מסוימים במוח המושרה על ידי מודל ניסיוני של TBI בחולדה. ארבע בדיקות התנהגות שונה יתוארו. ראשית, ניתן לבצע את ההערכה נוירולוגיות קצר, המכונה של neuroscore, מבלי לדרוש כל ציוד אבל דורשים תרגול; בדיקה זו מגלה גירעונות עניין רפלקסים. שנית, הבדיקה קרן-איזון מזהה גירעונות ביכולת לאזן. משימה זו מחייבת את המטפל להבקיע את החולדה מבוסס בקנה מידה של מספר סידורי ממין ודורש הכשרה של המטפל. הבדיקה קרן-איזון דורש קרן צרה, הוא רגיש גירעונות במערכת שיווי המשקל. המבחן השלישי מעריך vestibulomotor תיאום. בדיקה זו נקראת הפעילות קרן-הליכה, למרות נדרשת הכשרה קדם של העכברוש, ההליך זה אובייקטיבי יותר מאשר השניים הקודמים כמו ההשהיה לחצות את הקרן הוא מדד אובייקטיבי אינו תלוי הבקיע סובייקטיבית. ההבדל הזה נובע נמדד הזמן לעבור קרן צרה כדי להגיע אל הכספת. הבדיקה קרן-הליכה מחייב קרן יותר מאשר את הקורה-איזון, כמו גם קופסת לברוח. בדיקה זו מודדת לגירעונות קואורדינציה ואיזון, ולכן הוא רגיש לנזק המוח הקטן, אזורים מוטוריים במוח קשורים. גירסה זיכרון עבודה של המבוך המים מוריס (עם אמא-WM) בדיקות בעיקר בהיפוקמפוס הפונקציה ושילוב עם קליפת המוח הקדם חזיתית או פונקציה המבצעת. הגירסה של מבוך המים מוריס המוצג יכול לשמש גם כדי לזהות חסרונות הפניה זיכרון1.
שיטות אלה נבחרו בהתבסס על רקורד ומבוססת שלהם בספרות. כל אחד היה יעיל ידיים רבות ממעבדות שונות עם זנים רבים של חולדות במשך שנים רבות של מחקר. עם זאת, בעבר, לאחר פציעה מודד עד שבועיים לאחר פציעה נחשבו נקודות זמן “כרונית”. לפיכך, להקים טכניקות התנהגותיות לחקר תופעות כרוניות של TBI מכרסמים, שיטות אלה ידועים זקוק להערכה רגישות לזהות TBI המושרה גירעונות בנקודות זמן ארוך לאחר פציעה. אמנם יש עכשיו מספר מודלים מכרסם של TBI, המודל FPI הוא אחד הנפוצה ביותר, והיא מיושמת במחקר זה. מודל זה פורסם לראשונה ב-19502, מאז, ניירות יותר מ-1,000 המועסקים FPI חולדות3. Neuropathology של סוג זה של פציעה כבר היטב תיאר על ידינו4 , ואחרים5,6,7. בקצרה, פציעה עצביים בהיפוקמפוס הוכח להיות למינון באמצעות פטור-ג’ייד מכתים בזמנים קצרים לאחר פציעה, קרי, 24-48 שעות; תוך כדי ניוון ברוטו, קוויטציה כולל דילול של הקפסולה פנימי, קליפת דווח בגיל שנה לאחר הפציעה6,7.
הייצוג הכי משמעותי של תפקוד המוח מוערך על-ידי שימוש באמצעים התנהגותיים התוצאה לאחר פציעת מוח נסיוני. עם זאת, הרוב המכריע של ניסויים FPI המשתמשות תוצאות התנהגותיות להפוך אמצעים יחסית מוקדם, בדרך כלל בין 1 ל-14 ימים לאחר פציעה. שימוש בשיטות הפגינו כאן, שכמה חסרונות התנהגותיים יכולים להתגלות החוצה ל-12 חודשים לאחר פציעה1. הפונקציה נוירולוגיות, פונקציה vestibulomotor ברוטו, קואורדינציה בסדר היו העריכו בימים לאחר פציעה (Pid) 1-3 ו- 3, 6, ו 12 חודשים לאחר הניתוח, באמצעות הערכה נוירולוגית קצרה (Neuroscore; שונה מ- Schallert8), קרן-איזון פעילות ואת קרן-הליכה פעילות9,10,11. הפניה של זיכרון העבודה היו העריכו באמצעות גירסה זיכרון העבודה של מוריס מים מבוך1,12,13.
כאשר עורכים בכל סוג של בדיקה התנהגותית, זה קריטי להיות עקבי. פרט זה כולל שיקולים רבים נראים חסרי חשיבות, אך יש השפעה גדולה על התגובה של החיה. שלב חשוב זה לא ניתן להתעלם היא בעזיבה של בעלי חיים כדי המצב הבית-כלוב/הדיור שלהם לפני כל ניסוי. הכנת מפחית את ההשפעות של תגובת המתח פיזיולוגיים החיה, אשר יכול לשנות תוצאות התנהגותיות18. באופן דומה, זה חיוני כי נעשה כל מאמץ כדי להתמודד עם כל בעלי החיים באופן זהה. עקביות זו כוללת, כפי שצוין קודם לכן, להתאקלמות לדיור וגם להתאקלמות טיפול, תחבורה בין חדרים לפני אימון או בדיקות. לא ניתן להפריז המושג הזה. מרושל לטיפול בבעלי חיים הוא אסון בכל בדיקה התנהגותית19. באופן דומה, כל מאמץ צריך להיעשות כדי לבדוק חיות באותו זמן של יום, אם במהלך המחזור שלהם כהים או בהירים. לצורך בדיקות שנדונו כאן, בדיקות בשלב בהיר או כהה הוא מקובל, כל עוד הבדיקות מבוצעות באופן עקבי. בדיקה לעשות בזמנים שונים במהלך מחזור היממה הוכח לשנות תוצאות התנהגותיות18,20. בנוסף, המטפל, כמו גם את החיה צריך להיות במצב חופשי, רגוע מתח כדי למקסם את הדיוק של התוצאות.
במיוחד במקרה של, Neuroscore תוצאות חיוביות שגויות. ותשלילים הם נפוצים. תוצאות חיוביות שגויות מתרחשות בדרך כלל כאשר חיה היא בלתי באופן מלא כדי טיפול ובדיקה. החיה חייב להיות רגוע לחלוטין אז התגובה שנצפה הוא רפלקסיבי, לא בשל השרירים הידוק ממנו להגיב החוצה של מתח או פחד. עוזר מתוחה יכול להשפיע על התוצאות על ידי שידור מתח לחיה. לכן, מחזיק את החולדה חזק מדי או משוחרר מדי יכולים להיות בעייתי. בנוסף, אם המטפל הוא עצבני, זה יכול לבלבל התגובה של החולדות. יש גם הסיכון כי משקיף לא מנוסה מפסיקה התגובה של החולדה. אימון טוב, אימון רב חיוניים להצלחת ו עקביות של Neuroscore.
באופן כללי, דאגתו עם בדיקות אלה היא חוסר הבדל גדול, לפעמים אין הבדל, בין קבוצות הטיפול. מאז בעלי חיים יכול להגיב אחרת מטפלים שונים, רעשים, פעמים ביום, באופן פוטנציאלי, עונות21, יש לבצע כל מאמץ כדי להפחית את כל הגורמים מבלבלים אפשריים.
התוצאות של קרן-איזון של קרן-הליכה הפעילויות המוצגות כאן מדגימים כי בדיקות אלה שימושיים מוקדם לאחר פציעה כדי לזהות חסרונות בפונקצית vestibulomotor. גירעונות אלה לפתור בדרך כלל מעל הזמן1,14. במודל זה, על ידי 6 חודשים אחרי הפציעה, הגירעונות הנוצרות על-ידי פגיעה שהעניין נפתר. התוצאות של נקודת הזמן 6 חודש מציינים כי אין הבדלים בין נאיבי, דמה, או חולדות פצוע; אולם, כל העכברושים היה מרגיע בכלובים שלהם הביתה במשך 6 חודשים, הזדקנות ולעלות במשקל. לפיכך, עד שהם מחדש שנבדקו בגיל 6 חודשים לאחר הניתוח (או שווה ערך במקרה של תמים), הם בעצם הופכים להיות זקנה, שמנה, לכן כל הקבוצות אינם מבצעים כמו גם הם בהשוואה הבסיסית שלהם יום 0 תוצאות.
שיקול חשוב נוסף הוא המבחן התנהגות המשמש המבחן הנכון. לדוגמה, הבדיקות המועסקים כאן הם חשבו לייצג את הפונקציה של אזורים ספציפיים במוח. דוגמה אחת היא מערכת שיווי המשקל, וזה חשוב לאיזון. אזורים במוח המעורבים פונקציית sensorimotor, כגון קליפת המוח כולל קליפת sensorimotor, תלמוס, הנוירונים corticospinal, בגרעיני הבסיס, nigro-סטריאטום, שם כמה, הם כולם מעורבים בתיאום vestibulomotor. לפיכך, גירעונות קרן-איזון או קרן-הליכה מצביעים על פוטנציאל גירעונות באזורים אלה. יתר על כן, היפוקמפוס, קליפת המוח הקדם חזיתית מעורבים בלמידה ובזיכרון פונקציות נבדק על ידי המבוך מים של זיכרון העבודה. גם כאשר המבחן הנכון נבחר, המגבלות של הבדיקות אשר מועסקים חייב להישמר בראש. לדוגמה, אף אחד המוצגים כאן רגישים גירעונות במצב רוח, כגון דיכאון, חרדה, או אינטראקציות חברתיות כגון תוקפנות, קבלת החלטות או אימפולסיביות. לחזור ולהדגיש, זה הכרחי כדי לבחור את המבחן המתאים לאזור התנהגות והמוח להערכה.
פרשנות וניתוח של נתונים התנהגותיים יש לגשת בזהירות. מומלץ לכלול ניתוח הכוח של כל סוג של מבחן בנפרד, כי היא בעזרת תוצאה התנהגותית כאמצעי של גרעון עצבית, מעצם טיבו, מדד גולמי של אפקט עדין. יתר על כן, בדיקות שונות דורשות סוגים שונים של ניתוחים סטטיסטיים. לדוגמה, הבדיקות Neuroscore ואיזון קרן תיאר תלויות הפרשנות של משקיף מיומן כדי להבקיע את התנהגות באמצעות סולם סודר. סוגי נתונים אלה אינם רציפים, סטטיסטיקה לא יופץ בדרך כלל, אז nonparametric אמור לשמש, כגון המבחן Kruskal-איי ווליס, כפי שמתואר בסעיפים 6.1 ו- 6.2. לחלופין, קרן-הליכה ובדיקות עבודה זיכרון המים מבוך לייצר נתונים אינם רציפים, סטטיסטיקה יופץ בדרך כלל, אז פרמטרית יכול לשמש, כגון חד-כיווני אנובה או חוזר על עצמו-אמצעים ANOVA דו-כיווני, הפגינו סעיפים 6.3 ו- 6.4.
הפעילויות התנהגותיים שהוצגו כאן עמד במבחן הזמן ולתת תוצאות לשחזור, במיוחד כאשר יחד עם דגם FPI בחולדות, למרות שיטות רבות אחרות של בדיקה התנהגותית של פגיעה מוחית קיימות. Neuroscore הוא הערכה קצרה הופיע עם מינימום של ציוד. בדיקות אחרות של רפלקסים וכוח הינם זמינים, יכול לשלב הערכה נוירולוגית, כגון הפעילות pulsion לרוחב, הבדיקה akinesia, מישור משופע בדיקת חוזק אחיזה (ראה פוג’ימוטו. et al. 22 ו זהב. et al. 23)-הן פעילויות קרן-איזון של קרן-הליכה תיאר מדדים של גירעונות vestibulomotor לאחר פציעה. תיאום Vestibulomotor יכול להיחשב מדד אחד התנהגות גינקולוגיות ברוטו, ואילו אמצעים אחרים של גירעונות גינקולוגיות ברוטו כוללים את Rotarod, הקוטב מסתובב, ולפתוח שדה פעילות. היכולת לשחות, הנמדדת לשחות במהירות במהלך המבוך מים, הוא גם מעיד על קואורדינציה ברוטו22,23. הפעילות מבוך מים זיכרון עבודה משלים ערכת בדיקות על-ידי זיהוי שניהם הפניה גירעונות זיכרון (שצוין על-ידי המשפט 1) ועבודה גירעונות זיכרון (מסומן על-ידי משפט 2 או ההבדל בין משפט 1 משפט 2). אמצעים אחרים של תפקוד קוגניטיבי כוללים המבוך רדיאלי הזרוע שמונה, המבוך בארנס, מבחן ההכרה אובייקט הרומן ו וריאציות שונות של המבוך מים. וריאציות אלה כוללים מבוך המים מוריס המקורי, המבוך לאשלי השלישי (שוב ראה פוג’ימוטו. et al. 22 ו זהב. et al. 23)-סוללת מבחנים זו הוכיחה להיות שימושי מוקדם לאחר פציעה, בדרגות בחוץ כדי 12 חודשים לאחר פציעה1.
בנוסף, ניתן להשתמש את הפעילויות המודגמות כאן עם זנים שונים, מין בגילאים של חולדות; עם זאת, ייתכן חדרי אירוח חייבים להיעשות לגדלים שונים וכן במקרים של חולשה גדולה יותר. לדוגמה, מבוגר יותר, כבדים יותר, חולדות צריך קרן רחב יותר כדי להפוך את פעילות קרן-איזון חולדות בגילאי, שברירית, אולי צריך משך קצר יותר פעמים לשחות במים מבוך. לפיכך, יש מקום עבור גמישות המבחנים האלה, פוטנציאל להתפתחות של בדיקות חדשות שיתאימו למצבים שונים וכן השערות.
The authors have nothing to disclose.
אנו מודים איאן הדגשה על סיוע כירורגי הכנת אליזבת סאמנר והנושאים לעריכה קפדנית שלה. מחקרים אלה הושלמו כחלק צוות במימון פרויקט מודי Translational לחקר פציעה טראומטית של המוח.
Sprague-Dawley rats | Charles Rivers Laboratories 251 Ballardvale St Wilmington, MA 01887-1096 Phone: 800-522-7287 |
CD-IGS rats, strain code 001 | male, albino, 300-350g at arrival |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Beam-Balance | |||
Beam | home built | wood, 25" l x 1" h x 3/4" w sealed with polyurethane varnish | |
C-clamp | Home Depot | 1422-C | 2 1/2" |
barrier | Home Depot | styrofoam, 18" x 17 1/2" | |
table (for both BB & BW) | generic office supply | 37" h x 30" w x 60" l | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Beam-Walk | |||
Beam | home built | wood 38-1/2" l x 1-3/4" h x 1" w sealed with polyurethane varnish (~ 37" off floor) | |
escape box | home built | woodpainted black 12 1/2 " l x 9" h x 7-1/4" w | |
nails (pegs) | 2" | ||
hinges | |||
clamps | |||
white noise machine | San Diego Instruments 9155 Brown Deer Rd, Suite 8 San Diego, CA 92121 Phone: (858)530-2600 |
http://www.sandiegoinstruments.com/libraries/misc/datasheets/whitenoise.pdf | |
light | Home Depot | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Morris Water Maze | |||
fiberglass pool | manufacturer unknown | ||
(similar to one made by SDI) | San Diego Instruments | 7000-0723 | 72" diameter x 30" deep (~ 500 gal) |
plexiglass platform | hand-made by Maggie Parsley | 10 cm diameter, 26" tall with silicone applied to the surface of the platform to provide a gripping surface | |
(similar to one made by SDI) | SDI | 7500-0272 | |
plexiglass animal boxes w/ lids | UTMB Machine Shop | 2 boxes, 10" w x 16" L x 9" h | |
spot lights/ heat lamps | Home Depot | 3 around pool, 2 over boxes to dry animals | |
AnyMaze | San Diego Instruments 9155 Brown Deer Rd, Suite 8 San Diego, CA 92121 Phone: (858)530-2600 |
/9001 | http://www.sandiegoinstruments.com/any-maze-video-tracking/ |