Summary
corticospinal पथ, प्रमुख ज्ञानेन्द्रिय इलाकों में से एक, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के लिए neuroplasticity उत्प्रेरण उपचारों का परीक्षण करने के क्रम में कृंतक brainstem में एकतरफा lesioned जा सकता है। यह शल्य प्रक्रिया ("pyramidotomy") और पश्चात आकलन इस प्रोटोकॉल में वर्णित हैं।
Abstract
corticospinal पथ (सीएसटी) पूरी तरह से कृंतक brainstem की दिमाग़ी पिरामिड में एकतरफा कटे जा सकता है। सीएसटी कृन्तकों में, मनुष्यों में बाहर का मांसपेशियों पर नियंत्रण के लिए बहुत महत्व है और एक हद तक कम करने के लिए है कि एक मोटर पथ है। एक एकतरफा मुख्य रूप से forelimbs में क्षणिक मोटर विकलांगता के लिए अग्रणी रीढ़ की हड्डी के contralateral पक्ष पर रीढ़ की हड्डी के सीएसटी स्फूर्तिदान के नुकसान में एक पिरामिड परिणामों की कटौती और निपुणता के नुकसान निरंतर। Corticospinal पथ के ipsilateral अनुमानों छोटे हैं। हम घाव पूर्णता की संभावना में वृद्धि करने के लिए हमारे शल्य चिकित्सा पद्धति परिष्कृत किया है। हम postsurgical देखभाल का वर्णन है। Montoya सीढ़ी गोली पहुँचने के परीक्षण और यहाँ दिखाया क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण पर घाटे postinjury 8 सप्ताह तक पता चला रहे हैं। सिलेंडर पालन परीक्षण पर घाटा केवल क्षणिक पता चला रहे हैं। इसलिए, सिलेंडर परीक्षण केवल अल्पकालिक वसूली का पता लगाने के लिए उपयुक्त हो सकता है। हम electrophysiologically, कैसे दिखानेऔर anatomically, एक घावों और प्लास्टिक परिवर्तन का आकलन कर सकते हैं। हम यह भी वंचित क्षेत्रों में midline के पार अंकुरण रिहाई सीएसटी से फाइबर का विश्लेषण करने के लिए कैसे का वर्णन। यह कारण मज्जा मज्जा और जीवित रहने की दरों में कम किया जा सकता है में आधारी धमनी से निकटता के लिए लगातार> 90% पूर्ण घावों प्राप्त करने के लिए चुनौतीपूर्ण है। वैकल्पिक शल्य दृष्टिकोण और व्यवहार परीक्षण इस प्रोटोकॉल में वर्णित हैं। pyramidotomy मॉडल चोट के बाद बरकरार फाइबर के अंकुरण जो वृद्धि neuroplasticity उत्प्रेरण उपचार, का आकलन करने के लिए एक अच्छा उपकरण है।
Introduction
corticospinal पथ (सीएसटी) मानव रीढ़ की हड्डी में एक प्रमुख मोटर पथ है। निपुणता का काफी नुकसान में रीढ़ की हड्डी में चोट के परिणाम के बाद इस पथ को नुकसान। सीएसटी ऐसे अंकों आंदोलन और बाहर मांसपेशियों पर नियंत्रण के रूप में मनुष्य, में ठीक मोटर आंदोलन के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। रीढ़ की हड्डी के भीतर अपनी शारीरिक स्थान मनुष्यों के लिए अलग अलग है और सीएसटी क्षति कम 1-4 निष्क्रिय करना है, हालांकि यह भी कृन्तकों में पाया जाता है।
सीएसटी चोट से एक में vivo मॉडल उदर brainstem में एक पिरामिड व्यत्यास (चित्रा 1) के लिए व्याख्यान चबूतरे वाला कट जाता है, जहां एकतरफा pyramidotomy, शामिल है। यह decussates से पहले सीएसटी चलाता है, जिसके माध्यम से पिरामिड मज्जा मज्जा के उदर पक्ष पर एक स्पष्ट शारीरिक विशेषता है। चूहों में, फाइबर के बहुमत (लगभग 95%) decussate मज्जा की दुम अंत में और उसके बाद रीढ़ की हड्डी के पृष्ठीय औसत दर्जे का भाग में पाए जाते हैं। हालांकि, approximatdecussated फाइबर की इली 10% dorsolateral कॉलम में चला रहे हैं। फाइबर के शेष ~ 5% उदर औसत दर्जे का हिस्सा 5,6 में ipsilateral पक्ष और यात्रा पर uncrossed रहते हैं। Pyramidotomy के बाद रीढ़ की हड्डी प्रतिपक्षी सीएसटी से अपने प्रत्यक्ष निवेश (चित्रा 1) खो देता है।
pyramidotomy मॉडल एक उपचार के लिए unlesioned सीएसटी के बरकरार फाइबर की प्रतिक्रियाओं के परीक्षण के लिए विशेष रूप से अच्छा है। यह denervated क्षेत्रों अंदर आना जो रीढ़ की हड्डी में midline के पार बरकरार फाइबर, के plasticity और अंकुरण के मूल्यांकन की अनुमति देता है। corticospinal पथ रीढ़ की हड्डी में चोट मॉडल में काफी अंकुरित करने के लिए मनाया जाता है और विशेष रूप से forelimb वसूली 7-10 मध्यस्थता कर दिया गया है। एक उपचार इस forelimb वसूली बढ़ाने के उद्देश्य हो सकता है। एक चिकित्सा की प्रभावकारिता व्यवहार आकलन, unlesioned पथ के संरचनात्मक ट्रेसिंग तकनीक और टर्मिनल electrophysiological प्रयोगों 3,11,12 के साथ परीक्षण किया जा सकता है। </ P>
रीढ़ की हड्डी की चोटों के अधिकांश अन्य मॉडल preclinical की तुलना में लाभ यह है कि विशेष रूप से अक्सर कई इलाकों को प्रभावित करने वाले अन्य रीढ़ की हड्डी की चोटों की तुलना में एक पथ को प्रभावित करता है। एक स्पष्ट, सतही संरचनात्मक स्थान में केवल एक ही पथ lesioned है। एक और लाभ यह pyramidotomy एक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य चोट मॉडल है। शोधकर्ताओं मोटर प्रणाली 13,14 को प्रभावित करने के घायल होने या विकारों के बाद मोटर समारोह की वसूली करने का उद्देश्य है जो संभावित neuroplasticity उत्प्रेरण चिकित्सा, के प्रभाव का परीक्षण करने के लिए यह विवो संसाधन में एक उपयुक्त है।
Protocol
आचार बयान: सभी प्रक्रियाओं ब्रिटेन के गृह मंत्रालय से दिशा-निर्देशों और पशु (वैज्ञानिक प्रक्रिया) के अनुसार 1986 के अधिनियम थे।
1. सर्जरी और चोट
नोट: सर्जन जानवरों अक्सर अपने preoperative शरीर के वजन के 10% से अधिक खो पाता है 220 जी की तुलना में भारी का प्रयोग चूहों पश्चात की वसूली के साथ मदद कर सकते हैं।
- सर्जरी से पहले, सिलेंडर पालन परीक्षण 15 या मोन्टोया staicase परीक्षण 24 के साथ उनके forepaw वरीयता के लिए जानवरों का परीक्षण करें। अधिमानतः, पिरामिड / सीएसटी प्रमुख forepaw करने के लिए इसी काटा।
नोट: हाइड्रोजेल पैक, गीला सानी, और उच्च गरमी भोजन की खुराक: चूहों सर्जरी से वसूली के दौरान फायदेमंद होगा कि खाद्य वस्तुओं के साथ परिचित हो जाते हैं तो यह है कि दो दिनों के लिए सर्जरी से पहले, पिंजरों में निम्न आइटम जगह है। इन आहार की बाँझ संस्करणों विभिन्न विक्रेताओं से उपलब्ध हैं। - महिला एल चतनाशून्यऑक्सीजन में (रखरखाव के लिए% 2 के लिए 5% शामिल करने के लिए और 1) isoflurane के साथ (200 के बीच और 250 ग्राम वजन) मंत्री hooded चूहों (प्रवाह दर: / मिनट 1.5 एल)। नोट: संवेदनाहारी के चुनाव महत्वपूर्ण है। साँस लेना संवेदनाहारी भी आमतौर पर इस्तेमाल किया जाता है जो ketamine से संज्ञाहरण की गहराई, के तेजी से नियमन के लिए अनुमति देता है। Isoflurane साँस लेने की आवृत्ति और गहराई के बेहतर नियंत्रण के लिए अनुमति देता है। संवेदनाहारी के चुनाव isoflurane है। नोट: सर्जन जानवरों अक्सर अपने preoperative शरीर के वजन के 10% से अधिक खो पाता है 220 जी की तुलना में भारी का प्रयोग चूहों पश्चात की वसूली के साथ मदद कर सकते हैं।
- जानवरों के सूजन को कम करने के लिए और analgesia उपलब्ध कराने के लिए anaesthetized कर रहे हैं जब एक एनाल्जेसिक के रूप में Carprofen subcutaneously प्रशासन। नोट: Carprofen हमारे पशु चिकित्सक की सलाह के अनुसार हमारी प्रयोगशाला में pyramidotomy सर्जरी के दौरान दिया जाता है। नशीले पदार्थों सर्जरी के दौरान आगे श्वसन अवसाद का कारण बन सकता है।
- एक घर का उपयोग सर्जरी के दौरान 37 डिग्री सेल्सियस पर जानवरों का रखरखावothermic कंबल प्रणाली और एक गुदा तापमान जांच।
- पंजा चुटकी वापसी पलटा और झपकी पलटा के लिए जाँच के द्वारा पूर्ण संज्ञाहरण की पुष्टि करें।
नोट: वैकल्पिक: संभव हो सकता है सर्जरी, इंटुबैषेण और वेंटिलेशन के दौरान सांस की समस्याओं का मुकाबला करने के लिए। हालांकि, श्वासनली की जरूरत है ध्यान में रखिए कि सर्जरी के दौरान विस्थापित किया जाना है। - एक बार, एक लापरवाह स्थिति में चूहे जगह उदर गर्दन दाढ़ी और 1% chlorhexidine पोंछे और / या शराब पोंछे के साथ यह बाँझ, anesthetized। जानवर पर एक बाँझ शल्य कंबल लागू करें और हर समय बाँझ क्षेत्र में रहते हैं।
- Anesthetized एक बार, एक लापरवाह स्थिति में चूहे जगह उदर गर्दन दाढ़ी और 1% chlorhexidine और शराब पोंछे के साथ यह बाँझ। जानवर पर एक बाँझ शल्य कंबल लागू करें और हर समय बाँझ क्षेत्र में रहते हैं।
नोट: वैकल्पिक रूप से, चूहे का सिर सर्जरी के दौरान लापरवाह स्थिति में एक stereotaxic फ्रेम में तय किया जा सकता सिर, यानी की गतिशीलता को निष्क्रिय करने के लिएपश्चकपाल हड्डी। - एक बाँझ स्केलपेल (# 10) का उपयोग उरोस्थि के लगभग व्याख्यान चबूतरे वाला अंत करने के लिए ठोड़ी से एक 2 से 3 सेमी लंबे midline चीरा बनाओ। वैकल्पिक रूप से, त्वचा वापस लेना करने के लिए छोटे बुलडॉग clamps के लागू होते हैं।
- ऐसे पा कैंची और दांतेदार संदंश के साथ रिवर्स कार्रवाई का उपयोग कर श्वासनली को कवर ग्रंथियों (जैसे submaxillary ग्रंथि और कर्णमूल) और मांसपेशियों के रूप में ऊतक के ऊपरी परतों काटना कुंद। हमेशा midline पर रहते हैं। ऊतकों को आसानी से अलग होना चाहिए।
- श्वासनली उजागर होने के बाद, एक पक्ष के लिए यह विस्थापित। midline के व्याख्यान चबूतरे वाला अंत में midline के अंकन, दो सफेद वसा पैड के साथ इसे नीचे दिखाई दे रहा है।
- सफेद वसा पैड करने के लिए व्याख्यान चबूतरे वाला, खोपड़ी (basioccipital हड्डी) के उदर सतह तक कुंद काटना ऊतक तक पहुँच जाता है।
- एक तरफ (अधिकतम 1 सेमी) करने के लिए विस्थापित श्वासनली रखने के लिए और खोपड़ी के आधार बेनकाब करने के लिए लंबे समय से दांतेदार retractors (दांत लंबाई 5.5 मिमी या 16 मिमी) डालें। श्वासनली के विस्थापन ओब कर सकते हैंसंरचना साँस लेने में।
नोट: कुछ जानवरों के लिए, 2 मिनट के लिए जैसे, श्वासनली पर हर 10 मिनट के तनाव को दूर करने के लिए सर्जरी के दौरान कई बार में retractors ढीला। हुक retractors विस्थापन के तनाव को कम करने के लिए लंबे समय से दांतेदार retractors के बजाय प्रयोग किया जा सकता है। - ध्यान से खून बह रहा से बचने के लिए गला की ओर जा रही व्याख्यान चबूतरे वाला अंत में छोटे दिखाई दे रक्त वाहिकाओं दाग़ना।
नोट: वे cauterized कर रहे हैं इससे पहले बारम्बार स्वरयंत्रज तंत्रिका रक्त वाहिकाओं को ध्यान से दूर ऊतक दीवार से खींच रहे हैं cauterizing को रोकने के लिए आदेश में। - सर्जरी के शेष के लिए माइक्रोस्कोप समायोजित करें।
- ठीक संदंश के साथ खोपड़ी के आधार को कवर periosteum निकालें। ड्रिलिंग के लिए सबसे अच्छा संभव दृश्य प्राप्त करने के लिए retractors समायोजित करें।
- आधारी धमनी को शामिल किया गया है, जो midline के, कम ऊंचाई टिप्पण, ठीक संदंश के साथ basioccipital हड्डी के असमान सतह महसूस करो। Rostrally, खोपड़ी एक मामूली उत्तलता के रूप में उठाया हो जाता है।
- घाव वांछित है जो पक्ष पर निर्भर करता है, मोटे तौर पर 1 मिमी mediolateral आंदोलनों में midline के लिए पार्श्व एक छेद ड्रिल।
नोट: चूहे लापरवाह स्थिति में है कि याद रखें, और उसके बाईं ओर जांचकर्ताओं दाहिने हाथ की ओर हो सकता है! - एक छेद किया जाता है एक बार, आधारी धमनी स्पष्ट रूप से दिखाई देता है जब तक ड्रिल के साथ छोटे ऊर्ध्वाधर ऊपर और नीचे की ओर-आंदोलनों के साथ midline की ओर बढ़ाना और कम से कम 2 मिमी के लिए पार्श्व बढ़ाना।
- आधारी धमनी स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है सुनिश्चित करें। पिरामिड इसके थोड़ा उभड़ा आकार (चित्रा 2) द्वारा और रक्त वाहिकाओं की सीमा से पहचाना जा सकता है।
- ठीक संदंश के साथ किसी भी शेष हड्डी के टुकड़े निकालें।
- जीभ पर Doxapram हाइड्रोक्लोराइड, एक श्वसन उत्तेजक की एक बूंद, लागू करें।
- एक 26 गेज सुई के साथ अनुलंबीय ड्यूरा खोलें और ठीक संदंश आधारी धमनी के लिए पार्श्व। मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) और कपास की कलियों के साथ किसी भी खून बह रहा है सोख।
- Inju से बचनाआधारी धमनी को RY, लगभग 1.5 मिमी चौड़े पिरामिड और सीएसटी तंतुओं को बाधित करने के आधारी धमनी (चित्रा 2) के लिए सीधा Vannas वसंत कैंची के साथ गहरे 0.5 मिमी की चौड़ाई फैले काट कर।
नोट: पहले से सुझावों से 0.5 मिमी microscissors के मार्क। ड्यूरा खोला है एक बार आधारी धमनी एक तरफ पिरामिड के लिए बेहतर उपयोग की अनुमति के लिए थोड़ा ले जाया जा सकता है। - घाव आधारी धमनी के करीब फाइबर भी शामिल है सुनिश्चित करने के लिए एक 26 गेज सुई की नोक का उपयोग कर काट दोहराएँ।
- कपास की कलियों द्वारा लागू प्रकाश दबाव के साथ खून बह रहा बंद करो। वैकल्पिक रूप से, कटौती gelfoam के साथ कवर किया जा सकता है।
- Retractors, निकालें 3-0 Vicryl sutures के साथ ऊतकों और सिवनी केवल त्वचा की जगह।
- सर्जरी के बाद, पूरी तरह से जाग जब तक 32 डिग्री सेल्सियस पर एक मशीन में पशु रखने के लिए और यदि आवश्यक हो, खारा subcutaneously 5 मिलीलीटर प्रशासन। नायाब जानवर मत छोड़ो।
- Carporfen subcutaneously दे दोएक antiinflammatory के रूप में और शल्य चिकित्सा के बाद दर्द एक दिन postsurgery के लिए एक एनाल्जेसिक के रूप में।
- सर्जरी के बाद और कम से कम सप्ताह में एक बार उसके बाद बारीकी से एक सप्ताह के लिए जानवरों की निगरानी करें।
- पिंजरे मंजिल पर सर्जरी, जगह जलयोजन जेल पैक, pureed बच्चे को भोजन, गीला मुहब्बत और सूखी चाउ के बाद आवश्यक है। (गेंद असर वाल्व की कमी) लंबे spouts साथ पानी की बोतलें प्रदान करें।
Representative Results
जीवित रहने की दरों।
हमारे द्वारा किए गए एक प्रतिनिधि अध्ययन में हम 16 से 20 के बाहर महिला लिस्टर hooded चूहों (200-250 ग्राम) के जीवित रहने की दर थी। सबसे आम समस्या सिर्फ पिरामिड (नाभिक solitarii, अस्पष्ट और parabrachilis) को पृष्ठीय क्योंकि brainstem में श्वसन केन्द्रों के लिए श्वासनली विस्थापन या नुकसान की कठिनाइयों साँस ले रहा है। इसी तरह के परिणाम साहित्य 16 में सूचित किया गया है।
व्यवहार परिणामों।
व्यवहार परीक्षण की एक सीमा कृन्तकों में pyramidotomy के बाद ज्ञानेन्द्रिय परिणाम का आकलन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है: क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण, परीक्षण तक पहुँचने एकल गोली, सिलेंडर पालन परीक्षण और Montoya सीढ़ी परीक्षण सबसे अधिक इस्तेमाल व्यवहार आकलन कर रहे हैं। साहित्य में वर्णित अन्य परीक्षण परीक्षण तक पहुँचने गोली, रस्सी चढ़ाई परीक्षण, चाल विश्लेषण और चिपचिपा टेप का परीक्षण कर रहे हैं3,17-19। इनमें से अधिकांश की चोट के बाद एक कार्यात्मक मोटर घाटा एक सप्ताह दिखा। वर्तमान में, साहित्य में वर्णित अधिकांश अध्ययनों में केवल 42 दिनों 4,11,13,20,21, या एक छोटे समय 3,18,22 के लिए करने के लिए व्यवहार परीक्षण के लिए प्रदर्शन। हम समय की एक लम्बी अवधि के लिए व्यवहार परीक्षण प्रदर्शन किया है और Montoya सीढ़ी परीक्षण और क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण को छोड़कर, व्यवहार परीक्षण से कुछ के लिए मोटर समारोह 8 सप्ताह के पद pyramidotomy की अनिवार्य रूप से पूरी वसूली देखा है। यह कई कारणों से शायद है। सबसे पहले, घाव को घायल सीएसटी व्याख्यान चबूतरे वाला रीढ़ की हड्डी में मोटर न्यूरॉन्स के रूप में अप्रत्यक्ष रिले है कि अधिनियम brainstem में न्यूरॉन्स पर synapses के फार्म का हो सकता। दूसरे, रिहाई (प्रतिपक्षी) सीएसटी अंकुरित हो सकता है और रूपों मोटर न्यूरॉन्स को रिले के रूप में कार्य है कि brainstem या रीढ़ की हड्डी में न्यूरॉन्स पर synapses। तीसरा, इस तरह, reticulospinal vestibulospinal या rubrospinal इलाकों के रूप में अन्य बख्शा मोटर इलाकों में कुछ कार्य से अधिक समय लग सकता है। इस प्रकार, एक स्थायी टीreatment प्रभाव pyramidotomy मॉडल में कई व्यवहार परीक्षण के साथ पता लगाने के लिए मुश्किल है। इस मॉडल में कुछ व्यवहार परीक्षण हालांकि शुरुआती एक उपचार से संबंधित है, जो चोट के बाद त्वरित वसूली का संकेत मिलता है।
सिलेंडर पालन परीक्षण 3,4,23
सिलेंडर पालन परीक्षण के आधार पर प्रमुख forepaw करने के लिए इसी सीएसटी घायल हो गया था। चूहे एक Plexiglass सिलेंडर में रखा जाता है और पालन व्यवहार 3 मिनट की अवधि के लिए मनाया जाता है। Preinjury खड़ी अन्वेषण (चित्रा 3 ए) के दौरान एक forepaw, प्रमुख forepaw, के उपयोग के लिए एक मामूली वरीयता वहां गया था। चोट प्रमुख पक्ष को प्रभावित करता है और contralesional forepaw के उपयोग के एक सप्ताह postinjury (दोहराया उपायों पर 28% तक की कमी एनोवा पी <0.05, पोस्ट-हॉक विश्लेषण जानवरों सप्ताह 1, 2 और 3, पी <0.05 पर महत्वपूर्ण घाटा है पता चला है, फिशर एलएसडी)। 4 सप्ताह जानवरों एक बरामद postinjuryडी rears के 45% के लिए प्रभावित forelimb के लिए प्रयोग किया जाता है, और 6 सप्ताह के बाद यह 57% (मानक त्रुटि दिखाया गया है ± N = 16, मतलब है) था। और pyramidotomy के बाद अप करने के लिए 42 दिनों के लिए सिलेंडर परीक्षण का उपयोग इसी तरह, स्टार्की एट अल। (4) का आकलन किया है चूहों पूरे परीक्षण अवधि के दौरान प्रभावित forepaw के उपयोग में एक महत्वपूर्ण कमी की सूचना दी।
मोन्टोया सीढ़ियाँ परीक्षण 24
चूहे चोट करने से पहले जलवायु के अनुकूल बनाना करने के लिए इस परीक्षण के लिए pretraining की आवश्यकता होती है। परीक्षण सत्र जानवरों के दौरान प्रेरणा को बढ़ाने के लिए खाद्य रात से पहले चूहे प्रति 15 ग्राम भोजन करने के लिए प्रतिबंधित कर रहे हैं। भोजन से वंचित चूहों 15 मिनट के लिए मोन्टोया सीढ़ी में रखा जाता है। प्रत्येक पक्ष पर, कुओं के साथ सात चरणों, प्रत्येक युक्त तीन छर्रों की एक सीढ़ी है। प्रत्येक पक्ष पर पुनः प्राप्त छर्रों की कुल संख्या दर्ज हैं। contralesional / प्रभावित forepaw के साथ पुनः प्राप्त छर्रों की संख्या के 61% preinjury से काफी कमी आई3% 3 दिन postinjury (3B चित्रा)। छर्रों को पुनः प्राप्त करने की क्षमता अब भी काफी पुनः प्राप्त छर्रों का 20% के साथ चार सप्ताह के postinjury पर बिगड़ा हुआ था। चूहे पद हॉक विश्लेषण जानवरों सभी सप्ताह में contralesional पक्ष पर महत्वपूर्ण घाटा है पता चला है (उस समय बिंदु पर खाया छर्रों का केवल 29% के साथ सप्ताह 8 तक दोहराया उपायों एनोवा पी <0.05, एक महत्वपूर्ण घाटा दिखाने के लिए, पी <0.05, फिशर एलएसडी)। ipsilesional forepaw एक सप्ताह postinjury अप करने के लिए प्रभावित होता है; हालांकि इस दूसरे सप्ताह से ठीक हो जाए (एनोवा पी <0.05, पोस्ट हॉक विश्लेषण जानवरों ipsilesional forepaw पर 3 दिन और सप्ताह 1 में महत्वपूर्ण घाटा है पता चला दोहराया उपायों, पी <0.05, फिशर एलएसडी)। ipsilesional forepaw की प्रारंभिक घाटे बाद अंकुरण और वसूली के साथ कटौती पिरामिड के माध्यम से चल corticospinal पथ, की ipsilateral हिस्से की lesioning से समझाया जा सकता है।
क्षेतिजसीढ़ी परीक्षण 25
चूहे इस परीक्षण के लिए pretraining की आवश्यकता होती है। चूहे अनियमित डंडा अंतर के साथ एक एक मीटर लंबी सीढ़ी से अधिक तीन बार चलते हैं। वीडियो बाद में धीमी गति और पैर फिसल जाता है और प्रत्येक पंजा के लिए याद करते हैं की कुल संख्या में विश्लेषण कर रहे हैं मात्रा निर्धारित है। चित्रा -3 सी में ग्राफ याद करते हैं और उठाए गए कदमों की कुल संख्या के एक प्रतिशत के रूप में प्रभावित और कम प्रभावित पक्ष (forepaw + hindpaw) के फिसल जाता है की कुल संख्या का प्रतिनिधित्व करता है। चूहे 10% या प्रभावित पक्ष पर 11% और कम प्रभावित पक्ष के साथ एक सप्ताह postinjury क्रमशः त्रुटियों की एक काफी संख्या में वृद्धि हुई है। यह घाटा, हालांकि, बना 10% त्रुटियों के साथ सप्ताह से 8 contralesional / प्रभावित पक्ष पर लगातार 2 सप्ताह से ipsilesional / कम प्रभावित तरफ का निराकरण (दोहराया उपायों एनोवा, पोस्ट हॉक विश्लेषण जानवरों पर सभी सप्ताह में महत्वपूर्ण घाटा है पता चला ipsilesional पर सप्ताह 1 और 3 में contralesional पक्ष और महत्वपूर्ण घाटापक्ष, पी <0.05, फिशर एलएसडी)।
Electrophysiological परीक्षण
एक टर्मिनल electrophysiological सेट-अप जानवर में urethane के साथ intraperitoneally anaesthetized गया था। प्रक्रिया के दौरान, यह 37 डिग्री सेल्सियस ± 1 डिग्री सेल्सियस पर रखा गया था। अपने उदर गर्दन क्षेत्र, इसकी forelimbs और छाती क्षेत्र के बाल काटे और आयोडीन हाथ धोने के साथ कीटाणुरहित किया गया। पहले से त्वचा और वक्षपेशी प्रमुख incising एक उदर दृष्टिकोण से ऊपरी भुजा में वर्णित है और रेडियल तंत्रिका अवगत कराया गया था के रूप में पिरामिड अवगत कराया गया। रेडियल तंत्रिका के बाहर का अंत कट गया था और तंत्रिका एक खनिज तेल स्नान में दो रजत-तार हुक इलेक्ट्रोड पर रखी गई थी। या तो पिरामिड 5 300 हर्ट्ज पर दालों और बढ़ती उत्तेजना आयाम के साथ विभिन्न गहराई में गाढ़ा द्विध्रुवी इलेक्ट्रोड के साथ प्रेरित किया गया था। रिकॉर्डिंग हमेशा अक्षम बांह (चित्रा 4) के रेडियल तंत्रिका से किए गए थे।
रिहाई का animप्रतिपक्षी पिरामिड (4B चित्रा) प्रेरित किया गया था जब ए एल एस रेडियल तंत्रिका में 12 से 20 मिसे के बीच सुप्तावस्था में एक मजबूत प्रतिक्रिया थी। Ipsilateral उत्तेजना केवल सामयिक सक्रियण (चित्रा 4C) में यह परिणाम है। Lesioned पथ घाव (चित्रा 4 बी ') से ऊपर प्रेरित है जब पहले से रिकॉर्डिंग हाथ करने के लिए contralateral पक्ष पर, pyramidotomies प्राप्त हुआ है जो पशु, रेडियल तंत्रिका में कोई जवाब नहीं दिखा। हालांकि, पिरामिड में सीएसटी तंतुओं की उत्तेजना इलेक्ट्रोड 12 सप्ताह postinjury (चित्रा 4C ') पर रिहाई पशुओं की तुलना में रेडियल तंत्रिका में एक मजबूत सक्रियण के परिणामस्वरूप रिकॉर्डिंग करने के लिए ipsilateral।
शारीरिक परिणामों।
पशु पशु की अनुसूची 1 (वैज्ञानिक प्रक्रिया) अधिनियम 1986 के पहले दो हफ्तों के अनुसार 10 सप्ताह postsurgery euthanized थे, रिहाई सीएसटी biotinylated साथ पता लगाया थाअक्षम लोगों के लिए हाथ करने के लिए मोटर कॉर्टेक्स 26 ipsilateral में dextran एमाइन (बीडीए) इंजेक्शन (चित्रा 1)। इस midline के पार और contralesional रीढ़ की हड्डी (चित्रा 5C, डी) जो आपूर्ति रिहाई फाइबर, की मात्रा का ठहराव की अनुमति देता है। इस चोट के जवाब में बढ़ जाती है, जबकि रिहाई जानवरों ही, midline के पार करने के कुछ फाइबर है। ट्रांसवर्स ग्रीवा रीढ़ की हड्डी वर्गों lesioned सीएसटी (चित्रा 5E) 16 में वितंत्रीभवन के अनुपात का आकलन करने के लिए प्रोटीन काइनेज सी (पीकेसी) गामा के साथ दाग रहे थे। वैकल्पिक रूप से, घाव की पूर्णता pyramidotomy चोट के ipsilesional तरफ मोटर प्रांतस्था में बीडीए ट्रेसर इंजेक्शन लगाने के द्वारा मूल्यांकन किया जा सकता है। प्रतिपक्षी dorsomedial सीएसटी में लेबलिंग के अभाव और सीएसटी ventromedial ipsilateral पूरा एकतरफा transection के सबूत प्रदान करता है।
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चित्रा 1: योजनाबद्ध चूहा और पिरामिड में सीएसटी की एकतरफा axotomy में corticospinal इलाकों दिखा ऊपर छवि:। Corticospinal न्यूरॉन्स cortical परत 5 पिरामिड कोशिकाओं में आरंभ। (हरे रंग में दिखाया गया) biotinylated dextran एमाइन प्रयोग के अंत करने के लिए दो सप्ताह पहले contralesional कोर्टेक्स में इंजेक्ट किया जाता है। मध्य छवि: इलाकों मज्जा के उदर की सतह पर और axons की बहुमत decussate spinomedullary जंक्शन पर पिरामिड के रूप में। एकतरफा pyramidotomy (लाल रंग में दिखाया गया है) दुम मज्जा में किया जाता है। लोअर छवि: रीढ़ की हड्डी के dorsomedial और dorsolateral भागों में नीचे चला corticospinal इलाकों के बहुमत। एक अल्पसंख्यक ipsilaterally रहता है और ventromedially चलाता है।
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चित्रा 2: चूहे के मस्तिष्क के उदर देखें। वे, समानांतर convexities (पीले बॉक्स) उठा रहे हैं क्योंकि पिरामिड विशिष्ट हैं। पिरामिड की सीमाओं आधारी धमनी (सी) के रूप में देखा midline पर और पार्श्व आधे रास्ते आधारी धमनी और paraolivary धमनी (पीओएल) के बीच उत्तलता के आधार पर (बास) द्वारा मध्यवर्ती परिभाषित कर रहे हैं। Craniotomy आधारी धमनी के ऊपर किया जाता है और paraolivary धमनी (सी में लाल बॉक्स) के लिए बढ़ा पार्श्व। एक पिरामिड आधारी धमनी लंबरूप कट जाता है (सी में लाल रेखा, कट ए और बी में नमूना पर दिखाया जाता है)। सीएसटी कशेरुका धमनी midline के बंद सेट कर दिया जाता है क्योंकि decussate और शुरू होता है क्योंकि कशेरुका धमनियों (हरा रंग) के पास भी दुमदारी रखा घावों अधूरी रहेगी। जॉर्ज Paxinos 27 से "चूहा तंत्रिका तंत्र" से अनुकूलित (सी) छवि। नोट: इस चित्रा छवियों के बाएं हाथ की ओर एक घाव से पता चलता है: इस जानवर की योजना हैएचटी पिरामिड पथ यह लापरवाह झूठ बोल रही है क्योंकि। वीडियो जानवर की बाईं पिरामिड पथ के लिए एक घाव से पता चलता है कि हालांकि कृपया ध्यान दें।
चित्रा 3:। सिलेंडर पालन परीक्षण के लिए प्रतिनिधि परिणाम, परीक्षण और क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण तक पहुँचने मोन्टोया सीढ़ी गोली की चोट के बाद सभी परीक्षणों से पता चला एक मोटर घाटा नहीं है। निरंतर घाटे Montoya सीढ़ी परीक्षण और क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण अप करने के लिए 8 सप्ताह postinjury (एन = समूह, इसका मतलब है और मानक त्रुटि प्रति 16 कर रहे हैं के साथ पाया जा सकता है, जबकि हालांकि, कोई घाटा, 4 सप्ताह postinjury पर सिलेंडर पालन परीक्षण के साथ पाया जा सकता है दिखाया गया है)। तारांकन पी <preinjury आधारभूत (फिशर एलएसडी परीक्षण) के लिए 0.05 रिश्तेदार इंगित करता है। कृपया क्लिक करेंयहां यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए।
चित्रा 4:। इलैक्ट्रोफिजियोलॉजी पहले और pyramidotomy के बाद corticospinal पथ का आकलन (ए) टर्मिनल के प्रयोग के लिए सेट अप से पता चलता है। हम lesioning और व्यत्यास की साइट के लिए व्याख्यान चबूतरे विभिन्न गहराई में 5 दालों की एक ट्रेन के साथ पिरामिड को प्रोत्साहित। लाल पथ lesioned पथ है। हम contralesional तरफ रेडियल तंत्रिका से रिकॉर्ड है। (बी) और (सी) ipsilesional उत्तेजना या contralesional उत्तेजना से पहले या pyramidotomy के बाद 12 सप्ताह के साथ उदाहरण रिकॉर्डिंग दिखा। Ipsilesional stimulations चोट (बी) के पहले रेडियल तंत्रिका में कई यौगिक कार्रवाई क्षमता (ट्रेस में spikes) आह्वान। ये चोट से समाप्त कर दिया जाता है और गतिविधि retur नहीं करताएन के भीतर 12 सप्ताह (बी ')। Contralesional उत्तेजना दुर्लभ एकल यौगिक कार्रवाई क्षमता preinjury (सी) उदाहरण भी देते हैं। चोट गतिविधि के बाद 12 सप्ताह काफी संभवतः कारण रीढ़ की हड्डी के भीतर midline और प्लास्टिक परिवर्तन भर में अंकुरण बरकरार axons के लिए, (सी) में वृद्धि हुई है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 5:। Pyramidotomy के बाद शारीरिक मूल्यांकन (ए, बी, सी, डी) Biotinylated dextran एमाइन (चित्रा 1 में हरी देखें) unlesioned सीएसटी के लिए इसी मोटर प्रांतस्था में इंजेक्शन द्वारा corticospinal पथ का पता लगाने के लिए इस्तेमाल किया गया था। पृष्ठीय औसत दर्जे का, सीएस के उदर औसत दर्जे का घटकोंटी (ए, पृष्ठीय औसत दर्जे बी में बढ़ाया हिस्सा)। (सी) और (डी) एक उपचार के जवाब में denervated पक्ष के ग्रे मामले में midline के पार अंकुरण फाइबर की (ए) से आवर्धन हैं स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहे हैं। ग्रीवा स्तर 4 (12 सप्ताह postinjury ऊतक) के घाव अनुप्रस्थ वर्गों की पूर्णता का आकलन करने के लिए कटौती और पीकेसी गामा (ई) के खिलाफ एंटीबॉडी के साथ दाग रहे थे। छवि के बाएं हाथ की ओर सीएसटी बरकरार है और शायद क्योंकि घायल पृष्ठीय सीएसटी के संरचनात्मक विघटन की, denervated पक्ष में midline के पार उभड़ा देखा जा सकता है।
Discussion
हम pyramidotomy चोट मॉडल का वर्णन किया है। corticospinal पथ brainstem के स्तर पर कटौती की है। देखने की एक तकनीकी बिंदु से इस सर्जरी सतर्क और सटीकता की बहुत आवश्यकता है। brainstem के इस तरह के पिरामिड के नीचे जालीदार गठन में एम्बेडेड अस्पष्ट नाभिक और solitarii के रूप में कई नाभिक में सांस लेने के केन्द्रों और हृदय केन्द्रों रह सकते हैं। काट दिया जाता है, तो भी गहरी इस घातक हो सकता है, जो अचानक साँस लेने में कठिनाई, के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। हम सिर्फ एक अचानक सांस लेने समाप्ति को रोकने के लिए सांस लेने की गतिविधि में वृद्धि करने के लिए कटौती से पहले Dopram दे। साँस लेने में बंद हो जाता है, तो यह है कि यह ठीक हो सकता है के रूप में ऑक्सीजन के साथ निम्नलिखित पांच मिनट के लिए पशु ventilating के लायक है। इसके अतिरिक्त, आधारी धमनी को कोई नुकसान बिल्कुल बचा जाना चाहिए। पहले कुछ दिनों के postinjury दौरान जटिलताएं हैं: brainstem में एक और नकसीर महत्वपूर्ण कार्यों को काफी वजन घटाने को प्रभावित करने, गंभीर सांस लेने difficकारण पिरामिड के लिए सिर्फ पार्श्व जैतून सहित व्यापक चोट की श्वासनली विस्थापन और जानवर के गंभीर अभिविन्यास और शेष समस्याओं के कारण ulties। अंत अंक और पशु नम्रता से मारा जा सकता है के रूप में इन जटिलताओं का इलाज किया जा सकता है। सर्जरी के बाद पहले सप्ताह के दौरान बंद निगरानी आवश्यक है। पूरक भोजन वजन घटाने counterbalance के क्रम में दिया जा सकता है। Airway सूजन (raspy श्वास) आम तौर पर 1-2 दिनों के भीतर हल करता है। उनकी गर्दन कम गहरा है के रूप में आम तौर पर, छोटे जानवरों पर संचालित करने के लिए आसान कर रहे हैं। इसके अलावा, वे और अधिक लचीला कर रहे हैं और कम साँस लेने की जटिलताओं है।
यह एक pyramidotomy साथ सीएसटी की एक पूरी घाव को प्राप्त करने के लिए कुछ अभ्यास की आवश्यकता है। इसी तरह, स्टीवर्ड एट अल। 16, Benowitz एट अल। 28 द्वारा एक पूर्व प्रयोग को दोहराने के लिए बाहर सेट जिसके द्वारा दो अध्ययनों में, शुरू में उच्च मृत्यु दर की सूचना दी और उनके घावों के कुछ अधूरा थे। व्यवहारघाटे भी चर हो जाएगा। हम किसी भी उम्मीदवार को चिकित्सा परीक्षण करने के लिए किसी भी पूरी प्रयोग किया जाता है से पहले एक नई सर्जन कई अभ्यास pyramidotomy सर्जरी प्रदर्शन करती है कि सलाह देते हैं। अधूरा घावों को रोकने के तरीके एक चमड़े के नीचे सुई इस प्रोटोकॉल में वर्णित के रूप में आधारी धमनी के करीब corticospinal फाइबर कटे रहे हैं सुनिश्चित करने के साथ कटौती retracing कर रहे हैं। अन्य विकल्प झोउ एट अल। 2003 29 में वर्णित के रूप में एक इत्तला दे दी कांच चूषण विंदुक के साथ घाव साइट महाप्राण के लिए कर रहे हैं। एक ठीक टंगस्टन तार भी पथ के 22 में कटौती करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। Pyramidotomy के लिए एक वैकल्पिक एकतरफा ग्रीवा सी 3 पृष्ठीय सीएसटी में कटौती करने के लिए और फिर एक उदर दृष्टिकोण के साथ सीएसटी 18 की ipsilesional सी 2 उदर भाग में कटौती करने के लिए है। लक्ष्य contralesional सीएसटी के अंकुरण अध्ययन करने के लिए है लेकिन अगर यकीनन, एक पूरी घाव आवश्यक नहीं है; पिरामिड के बहुमत lesioned है और अगर unlesioned तरफ से एक अंकुरण प्रतिक्रिया यह पर्याप्त हो सकता है होता है।
Pyramidotomy घाव मॉडल में से एक उद्देश्य corticospinal पथ के एक तरफ काटकर अलग करना और बरकरार गैर घायल तंतुओं के plasticity और अंकुरण को प्रोत्साहित करने के neuroplasticity उत्प्रेरण उपचारों का उपयोग करने के लिए है। न्यूरो सुरक्षात्मक उपचारों का परीक्षण करने के लिए इस मॉडल को अनुपयुक्त है और इस तरह के कुचलन चोटों के रूप में अन्य चोट मॉडलों का इस्तेमाल किया जाना चाहिए। Pyramidotomies के परिणामों व्यवहार परीक्षण और शारीरिक रचना के साथ सबसे अधिक बार मूल्यांकन कर रहे हैं। क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण, सिलेंडर पालन परीक्षण और Montoya सीढ़ी परीक्षण सबसे अधिक इस्तेमाल व्यवहार आकलन कर रहे हैं। साहित्य में वर्णित अन्य परीक्षण परीक्षण, रस्सी चढ़ाई परीक्षण, चाल विश्लेषण और चिपचिपा टेप परीक्षण 3,17-19 तक पहुँचने गोली हैं। हालांकि, ज्यादातर व्यवहार परीक्षण के परिणामों को आमतौर पर केवल 42 दिनों postlesion 3,4,11,17,18,20-22 की एक अधिकतम करने के लिए निगरानी कर रहे हैं। अतीत के अनुभवों से, कृन्तकों किसी भी उपचार के हस्तक्षेप के बिना बाद में समय बिंदुओं पर सबसे समारोह की वसूली। हम था पता चला हैटी क्षैतिज सीढ़ी परीक्षण और Montoya सीढ़ी गोली पहुँचने के परीक्षण एक बाद में समय बिंदु तक विकलांग का पता लगाने। वे कारण एक इलाज के लिए कार्यात्मक वसूली को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। घाव पूर्णता व्याख्यान चबूतरे वाला ग्रीवा स्तर या घाव साइट की अनुप्रस्थ वर्गों के eriochrome cyanine धुंधला में रीढ़ की हड्डी के (पृष्ठीय स्तंभों में सीएसटी फाइबर लेबल जो) पीकेसी गामा धुंधला करके आंका जाता है। Biotinylated dextran एमाइन denervated रीढ़ की हड्डी क्षेत्र में midline के पार बरकरार फाइबर के अंकुरण का आकलन करने के contralesional कोर्टेक्स में इंजेक्ट किया जा सकता है।
अंत में, pyramidotomy मॉडल सर्जरी सफलतापूर्वक महारत हासिल है अगर केंद्रीय तंत्रिका तंत्र चोटों के लिए एक इलाज दवा की neuroplasticity उत्प्रेरण क्षमताओं का आकलन करने के लिए अच्छा है। इसे बरकरार फाइबर के plasticity का आकलन है। अगले कदम के लिए बड़ा injuri काबू पाने के लिए दवा की क्षमता का आकलन करने के लिए इस तरह के कुचलन चोटों के रूप में एक और अधिक नैदानिक प्रासंगिक मॉडल का उपयोग किया जाएगातों कई इलाकों को प्रभावित।
Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।
Acknowledgments
इस काम के अंतर्राष्ट्रीय स्पाइनल रिसर्च ट्रस्ट और Rosetrees ट्रस्ट द्वारा समर्थित किया गया।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Carprofen | Norbrook | Vm No; 02000/4229 | give 5 mg/kg twice daily |
| Homeothermic Blanket System | Harvard Instruments | 507222F | |
| Isoflurane | Abbott | B506 | |
| Fine Scissors- Tough Cut | Fine Science Tools | 14058-09 | |
| Forceps | Fine Science Tools | 11019-12 | |
| Long-toothed Alm retractors | Fine Science Tools | 17009-07 | |
| cautery system kit | Harvard Instruments | 726067 | |
| fine Dumont forceps | Fine Science Tools | 11251-10 | |
| Carbon Steel burrs | Fine Science Tools | 19007-07 | |
| Dopram V-drops | Pfizer | apply 1 drop to tongue | |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-03 | |
| gelfoam | Equimedical | EQU705001 | |
| 3-0 Vicryl sutures | Ethicon | ||
| operating microscope | Zeiss | ||
| Compact Anaesthesia System Isoflurane K/F Single Gas | VetTech Solutions | ||
| Scales | Ohaus | NVT3201 | |
| Carbon Steel Scalpel blades No. 10 | Swann-Morton | 201 | |
| 25g needles | Terumo | NN-2525R | |
| syringes (1 ml and 5 ml) | Terumo | SS+01T1 / SS*05SE1 | |
| Saline (Sodium Chloride 0.9%) | Fresenius Kabi | Pl 08828/0178 | |
| cotton buds | Johnson and Johnson | 5000207582502 | sterilize before use |
References
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