ここに示す行動テストの目的は、外傷性脳損傷後ラットにおける機能的障害を検出するためです。4 つの特定のテストは傷害の後の 1 年間に拡張する時特定の脳の領域への損傷を反映するように行動の赤字を検出するを掲載されています。
外傷性脳損傷 (TBI) 両方の民間および軍事集団での増加率、TBI 今慢性的な疾病を考慮します。ただし、ほとんどの研究は、TBI の齧歯動物モデルにおける損傷の長期効果に します。ここでは、2 ヶ月までの 2 週間のような損傷後早期回 TBI の研究で確立された行動措置。これらのメソッドのいくつか以前で使用されている怪我後の後の時代まで非常に少数の研究所が 1 年間。ここでは、反射神経をテストするための短い神経学的評価、バランス、バランスとモーターの調整と赤字に敏感になることができますモリス水迷路のワーキング メモリーのバージョンをテストするビーム散歩をテストするビーム バランス メソッドを実証メモリを参照します。雄ラット処理され、バランス、神経学的に事前訓練を受けて、傍矢状洞流動打楽器の傷害 (FPI) または偽の傷害を受け取る前にモーターの調整をテストします。ラットは短い神経学的評価 (neuroscore)、ビーム バランスをテストすることができ・ ビーム歩行複数回水迷路のテスト中のみ一度。この違いは、ラットは、タスク、同じ動物でテストが試行を繰り返した場合、こうして結果を交絡を覚えることができるためです。1 受傷後 3 日からテスト、3 つの非認知タスクで有意差が検出された場合します。ただし、ビーム徒歩タスクの違い検出されなかった後時点で (後で 3 か月)。ビーム バランスで 3ヶ月と、neuroscore で 6 ヶ月で赤字が検出されました。傷害後、12 ヶ月ワーキング メモリの赤字を検出し、12 ヶ月でリファレンス ・ メモリに赤字が初めて登場しました。したがって、標準的な行動テストは FPI 後永続的な行動の赤字の有用な施策をすることができます。
紹介した方法は TBI のラット実験モデルによる特定の脳領域の機能的障害を検出するために設計されています。4 つの異なる動作テストが表示されます。まず、neuroscore と呼ばれる短いの神経学的評価はいずれかは専門機器しますが、不要な行為を必要とせず実行できます。このテストでは、反射の赤字を検出します。第二に、ビーム バランス テストは、バランスを取る能力の赤字を検出します。このタスクは、順序尺度に基づくラットをスコアにハンドラーが必要ですし、ハンドラーのいくつかのトレーニングが必要です。ビーム バランス テストは狭いビームを必要とする、前庭系の赤字に敏感。3 番目のテストは、vestibulomotor 調整を評価します。このテストはビーム徒歩タスクと呼ばれ、ラットのいくつかの事前の訓練が必要ですが、この手順は、前の 2 つよりもより客観的にビームを走査する待機時間は主観的な採点に依存しない客観的に測定。この違いは、安全なボックスに到達する狭いビームを走査する時間は測定されるためです。・ ビーム歩行テストは、ビーム バランスだけでなく、エスケープ ボックスより長いビームを必要です。このテストは、モーターの調整とバランスの赤字を測定し、こうして小脳や運動関連脳領域への損傷に敏感であります。モリス水迷路 (MWM WM) のワーキング メモリーのバージョンは、主に海馬機能と前頭前皮質または執行機能との統合をテストします。示されているモリス水迷路のバージョンを参照メモリ1に赤字を検出する使用もできます。
これらのメソッドは、文献での老舗の実績に基づいて選ばれました。それぞれは、研究の多くの年にラットの複数系統と異なる所から多くの手に有効されています。ただし、過去には、受傷後は傷害は、「慢性」の時点が考慮された後 2 週間までを測定します。したがって、齧歯動物の TBI の慢性的な影響の研究のための行動のテクニックを確立する TBI を検出する感度を評価するために必要なこれらのよく知られているメソッドは損傷後長い時点で赤字を誘発しました。今、TBI のいくつかの齧歯動物モデル、FPI モデルは最も広く使用されているの一つです、この研究に適用されます。21950 年代に発表されたこのモデルと、それ以来、1,000 以上の論文は、ラット3FPI を採用しています。このタイプの傷害の病理は私たち4と他の人がよく記載されている5,6,7。簡単に言えば、海馬で神経細胞傷害がフッ素玉が損傷、すなわち24-48 h; 後短時間で染色を用いた線量に依存する示されています。総萎縮しキャビテーションは、内包と皮質の菲薄化を含む傷害6、7の後の 1 年間に報告されています。
脳機能の最も意味のある表現は、実験的脳損傷後の行動結果の措置を使用して評価されます。ただし、行動の結果を使用する FPI 実験の大半対策を行います、比較的早く通常傷害の後の 14 日に 1 から。メソッドを使用していくつかの行動の赤字は、傷害1後 12 ヶ月を検出できる、ここで示します。神経学的な機能、総 vestibulomotor 機能、細かい運動の調整後負傷日 (Pid) 1-3 と 3、6、12 ヶ月短い神経学的評価を用いた手術後に評価された (Neuroscore; シャラート8から変更)、ビーム バランス タスク、およびビーム徒歩タスク9,10,11。参照記憶および作業記憶は、モリス水迷路1,12,13のワーキング メモリーのバージョンを使用して評価されました。
行動テストの任意の種類を行うときは、一致する重要です。この詳細には、微々 たるものが、動物の応答に大きな影響を与える多くの考慮事項が含まれます。見逃すことのできない重要なステップは、どんな実験の前に彼らの家/ケージハウジング状況に動物の馴化です。この準備には、行動の結果18を変更することができます動物の生理学的ストレス反応の影響が軽減されます。同様に、それはすべての動物を同じ方法で処理されるあらゆる努力が不可欠です。この一貫性は、住宅に前述のとおり、順化も順化訓練やテスト前に部屋の間の輸送と含まれています。この概念を誇張することはできません。ずさんな動物の取り扱いは任意の行動テスト19に悲惨です。同様に、あらゆる努力をする必要があります日の同じ時に動物をテストする暗いまたは光のサイクルの間にあるかどうか。一貫したテストを行う限り、ここで説明するテスト、光や暗い段階でテスト可能です。概日周期のさまざまな段階で行っている検査は、行動の結果18,20を変更する示されています。さらに、動物と同様に、ハンドラーは結果の精度を最大化するためにストレス フリー、穏やかな状態でなければなりません。
Neuroscore、特に偽陽性とネガが多い。偽陽性は、動物は処理およびテストに完全に慣れていないときに通常発生します。観察された応答は再帰とストレスや恐怖のうち反応から引き締め筋肉によらないので、動物が完全にリラックスして必要があります。緊張したハンドラー動物にストレスを送信することで結果に影響することができます。したがって、きつすぎるまたは余りに緩い、ラットを保持することができます両方問題となります。また、ハンドラーは神経質な場合これはラットの反応を混同できます。また、経験の浅いオブザーバーがラットの応答を誤解すること危険があります。良い訓練と実践の多くは、成功と、Neuroscore の一貫性に不可欠です。
一般に、これらのテストの主な関心事の大きな違いと時々 治療群間差は、不足しています。動物は、別のハンドラー、騒音、時刻と、潜在的に、季節21別様に反応できる、のであらゆる努力はすべての可能な交絡因子を減らすために行わなければなりません。
ここに示すビーム バランスとビーム徒歩タスクの結果は、これらのテストは、vestibulomotor 機能の欠損を検出する損傷後早期は役を示しています。これらの赤字は通常時1,14を解決します。このモデルで、受傷後 6 ヶ月で、傷害による赤字が解決されています。6 月時点の結果を示すナイーブ、偽、または傷つけられたラットに差がないです。ただし、すべてのラットされているリラックス ホーム檻の中で 6 ヶ月間、加齢と体重が増えます。したがって、彼らは、6 ヶ月間手術後 (または素朴な場合と同等) 再テストまで、本質的に古いと脂肪となっております、したがってグループだけでなく、彼らは彼らのベースライン 0 日と比較して実行しないでくださいすべての結果します。
もう一つの重要な考慮事項は、使用の動作テストが正しいテストです。たとえば、ここに採用テストは、特定の脳領域の関数を表すと考えられます。1 つの例は前庭系、バランスのために重要であります。皮質、視床、皮質ニューロン、荷-線条体、数名、大脳基底核を含む大脳皮質などの感覚運動機能に関与する脳の領域は、すべて vestibulomotor 調整に関与しています。したがって、ビーム バランスやはり徒歩で赤字はこれらの分野で潜在的な障害を示します。さらに、前頭前野と海馬は、学習と記憶関数は作業メモリの水迷路でテストに関与しています。正しいテストを選択した場合にも採用されているテストの限界を念頭に保たれなければなりません。たとえば、ここで説明したテストのどれも気分、抑うつ、不安、攻撃性、意思決定、または衝動性など社会的な相互作用などで赤字に敏感。繰り返しますが、評価される行動と脳領域の適切なテストを選択することが不可欠です。
行動データの解釈、分析は、慎重に接近する必要があります。それはので、その性質上、微妙な効果の原油の測定は、神経赤字の対策として行動の結果を使用して個別にテストの種類ごとの電力解析を含めるに勧めします。さらに、別のテスト統計解析の種類が必要です。たとえば、説明する Neuroscore とビーム バランス テスト、順序尺度を使用して動作を獲得する訓練を受けた観察者の解釈に依存します。これらの種類のデータが連続しないと正規分布ではない、だからノンパラ メトリック統計を使用するクラスカル-ウォリス検定などのセクション 6.1、6.2 に示すよう。または、ビーム徒歩とワーキング メモリ水迷路テストが連続データを作成し、正規分布、だからパラメトリック統計などを使用できる、一方通行 ANOVA または繰り返される措置二元セクション 6.3、6.4 に示すよう。
ここで示した行動のタスク時間の試練に立っているし、特にと組み合わせればラット、FPI モデル行動実験脳損傷のための他の多くの方法が存在するが、再現可能な結果を与えます。Neuroscore は、装置の最低実行短い評価です。反射と強度の他のテストは利用できる、横 pulsion タスク無動テスト、傾斜面のテスト、握力 (藤本らを参照してくださいなどの神経学的な評価に組み込むことが22金ら23). のビーム バランスはり徒歩タスクの説明が傷害の後 vestibulomotor 赤字の対策です。Vestibulomotor の調整は、総歩行障害の他の措置 Rotarod、回転棒が含まれます、フィールド活動を開く総行動の 1 つのメジャーと見なすことができます。、泳ぐ能力は、水迷路の中に泳ぐ速度測定も総運動協調性22,23の示します。ワーキング メモリ水迷路課題によるテストのこのセットを完了する両方参照 (トライアル 1 によって示される) 記憶障害を検出し、作業記憶の障害 (トライアル 2 または体験版 1 と体験版 2 の違いによって示されます)。認知機能の他の措置 8 腕放射状迷路、バーンズ迷路、新規オブジェクト認識テスト、水迷路のさまざまなバリエーションがあります。これらのバリエーションは、元のモリス水迷路、ラシュリー III 迷路 (また見なさい藤本ら22金ら23). この一連のテストができることが実証損傷後早期と様々 な角度でアウト傷害1後 12 ヶ月。
異なる系統、セックス、ラットの年齢とここでデモンストレーションされるタスクを使用ことができますさらに、ただし、宿泊施設が異なるサイズおよびより大きいもろさの場合に行われる必要があります。たとえば、古い、重いラット ビーム バランス課題や高齢者、虚弱なラットの広いビームを必要があります、必要があります水の遊泳時間の短い期間の迷路のことがあります。したがって、これらのテストの柔軟性のための部屋と仮説とさまざまな状況に対応する新しいテストの開発の可能性があります。
The authors have nothing to disclose.
彼女の細心の編集のための手術準備科目、エリザベス ・ サムナーをイアン ・太字を感謝いたします。これらの研究は、橋渡しの外傷性脳損傷研究のための不機嫌なプロジェクトによって資金を供給チームの一員として完成しました。
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/ |