تطوير صندوق سلوكي لتقييم تثبيط النبضات والنشاط العصبي في النماذج الحيوانية النفسية

Lorena Andreoli; Fernando da Silva Fiorin; Hougelle Simplicio; Mirian Hayashi; Edgard Morya

doi:10.3791/67005

Method Article

تطوير صندوق سلوكي لتقييم تثبيط النبضات والنشاط العصبي في النماذج الحيوانية النفسية

DOI:

10.3791/67005

⸱

July 22nd, 2025

Lorena Andreoli¹ , Fernando da Silva Fiorin¹^,² , Hougelle Simplicio¹ , Mirian Hayashi² , Edgard Morya¹

¹Edmond and Lily Safra International Institute of Neuroscience, Santos Dumont Institute, ²Laboratory of Molecular Pharmacology, Departamento de Farmacologia, Escola Paulista de Medicina (EPM), Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقدم هذا البروتوكول صندوقا سلوكيا قائما على المتحكم الدقيق لتقييم تثبيط النبضات المسبقة (PPI) عن طريق جمع بيانات التسارع من جهاز استشعار أسفل الصندوق. تقوم هذه البيانات بتقييم عجز البوابات الحسية في الفئران المعزولة اجتماعيا ، مع طريقة إضافية لمزامنة البيانات مع النشاط العصبي لتعزيز دراسات الفيزيولوجيا العصبية حول الاضطرابات السلوكية.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم التعرف على ضائقة الحياة المبكرة كمقدمة محتملة لاضطرابات النمو العصبي. أحد طرق التحقيق في هذه الحالة في النماذج الحيوانية هو العزلة الاجتماعية بعد الفطام. ثبت أن هذا الضيق في وقت مبكر من الحياة في القوارض يؤدي إلى تغيرات عصبية مشابهة لتلك التي لوحظت في مرضى الفصام ، بما في ذلك تناقص حجم قشرة الفص الجبهي ، وانخفاض كثافة العمود الفقري الشجيري ، وزيادة نشاط الدوبامين في المنطقة السقيفية البطنية. نموذج تثبيط النبضات (PPI) هو طريقة راسخة لتقييم عجز البوابات الحسية في كل من النماذج البشرية والحيوانية. يشير PPI إلى قمع منعكس المفاجئ إلى حافز صوتي أقوى (على سبيل المثال ، نبضة 120 ديسيبل) عندما يسبقه حافز صوتي أضعف (على سبيل المثال ، نبضة 65 ديسيبل). غالبا ما يتم تقليل هذه الظاهرة في المرضى النفسيين والنماذج الحيوانية للاضطرابات النفسية. تقدم هذه المقالة بروتوكولا لبناء صندوق سلوكي لدراسات PPI ، مما يتيح استخدام نموذج حيواني يمكن الوصول إليه وفعال من حيث التكلفة لمرض انفصام الشخصية ومزامنة الصندوق السلوكي مع التسجيلات العصبية من النموذج (على سبيل المثال ، التسجيلات الفيزيولوجية الكهربية). اكتشف هذا الصندوق السلوكي المخصص بشكل فعال الاستجابات المدهشة وسهل تقييم PPI من خلال التسجيل العصبي المتزامن في القوارض التي تتصرف بحرية والمعرضة لعزل ما بعد الفطام.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

غالبا ما يعاني الأفراد الذين تم تشخيص إصابتهم بالفصام (SCZ) من عجوز حسي حركي. غالبا ما يتم الإبلاغ عن انخفاض الاستجابة للتحفيز الحسي وصعوبة تمييز المعلومات ذات الصلة من المدخلات الحسية المتنوعة في هؤلاء المرضى¹^،². بالنسبة للأفراد الأصحاء ، فإن تقديم حافز أضعف قبل حافز أقوى يقلل من رد الفعل المفاجئ المعتاد للحافز^{الأقوى 3}. تعرف هذه الظاهرة باسم تثبيط النبضات (PPI) وقد استخدمت للتحقيق في عجز البوابات الحسية لدى المرضى الذين يعانون من SCZ والنماذج الحيوانية ل SCZ⁴.

في مهمة PPI الصوتية....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

أجريت التجارب على وفقا لدليل رعاية واستخدام المختبر. تمت الموافقة على هذا المشروع من قبل لجنة الأخلاقيات التابعة لمعهد CEUA Santos Dumont (رقم الموافقة 04/2016). لاختبار PPI ، تم تقييم 35 فأرا من Wistar (3 أشهر ، 290-490 جم ؛ 19 ذكرا و 16 أنثى) بشكل فردي في صندوق PPI. خضعت جميع الفئران البالغ عددها 35 لبروتوكول عزل ما بعد الفطام ، حيث تم إيواؤهم بشكل فردي تحت دورة ضوئية مدتها 12/12 ساعة عند درجة حرارة 23 درجة مئوية ورطوبة 70٪ في منشأة خاضعة للرقابة مع إمكانية الوصول إلى الغذاء والماء. وترد تفاصيل الكواشف والمعدات المستخدمة في الدراسة في جدول المواد.

1. صندوق PPI

اصنع صندوقا شفافا من الأ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لم يظهر تثبيط النبض المسبق أي فرق في النبضة 1 و 3 مقارنة بالنبض 5 (120 ديسيبل فقط) ، لكنه أظهر اختلافا إحصائيا للنبض 2 و 4 (ص < 0.05) (الشكل 6).

figure-results-1
الشكل 6: متوسط سعة الاستجابة للتحفيز السمعي في الأنواع الخمسة من النبضات. PPI٪ من البقول 1 و 3 لا تختلف عن النبض 5. تخ.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

قدم هذا البروتوكول صندوقا سلوكيا DIY لدراسة مهام تثبيط النبضات في فئران Wistar التي تتصرف بحرية أثناء تسجيل بيانات الدماغ (في هذا المثال ، إمكانات المجال المحلي ونشاط الارتفاع). يمكن بناء الصندوق وتخصيصه بمكونات موجودة بشكل شائع في مختبرات علم الأعصاب ، وبالتالي يمكن الوصول إليها ورخيصة. تسمح حلول DIY هذه أيضا بمزيد من المرونة في تصميم التجارب وتخصيصها.

يمكن ملاحظة العديد من الفوائد باستخدام نظام DIY ، بما في ذلك التكلفة المنخفضة وسهولة الاستخدام. تسمح البرامج.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويعلن أصحاب البلاغ أنه ليس لديهم مصالح مالية متنافسة.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

إديث جرانادوس ، Cinvestav Guadalajara ، للتفضل بدعم هذا المشروع بنصوص PPI ومزامنة البيانات. تم تمويل هذا العمل من قبل معهد سانتوس دومون ، ووزارة التعليم ، و CNPq ، و CAPES ، و FINEP.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
صندوق أكريليك	حسب الطلب		لوح أكريليك بسمك 5 مم ، 20 سم × 25 سم × 25 سم
وسادات ممتص الصدمات المطاطية اللاصقة	حصى الغوريلا	MPU6050	القطر 0.8 بوصة والارتفاع 0.38 بوصة. وسادات مطاطية لتثبيت صندوق الأكريليك وعزله عن الاهتزازات الخارجية. يجب أن يكون الارتفاع أكثر من 5 مم بسبب MPU6050 أسفل الصندوق.
اردوينو أونو	اردوينو	ATmega328P	لوحة متحكم Arduino تعتمد على ATmega328P مع 14 دبابيس إدخال / إخراج رقمية ، و 6 مدخلات تناظرية ، وسرعة ساعة تبلغ 16 ميجاهرتز.
جهاز تعقب التحفيز Cedrus (كاشف الصوت)	سيدروس	https://cedrus.com/stimtracker/index.htm	يكتشف متتبع التحفيز Cedrus المحفزات الصوتية ويرسل علامات TTL إلى بيانات مقياس التسارع.
نظام أبحاث Cineplex	بلكسون	https://plexon.com/plexon-systems/cineplex-behavioral-research-system/	تسجيل فيديو للحيوان متزامن مع بيانات الفيزيولوجيا الكهربية.
غراء سيانوأكريليت		MPU6050	غراء فائق لتثبيت MPU6050 أسفل الصندوق بإحكام.
مقياس ذراع الصوت الرقمي			مقياس ديسيبل لمعايرة المحفزات المحددة قبل التجربة.
IBM SPSS	SPSS (الحزمة الإحصائية للعلوم الاجتماعية ، الولايات المتحدة الأمريكية)		منصة برامج IBM SPSS Statistics.
ماتلاب	ماث ووركس	https://www.mathworks.com/products/matlab.html	منصة MATLAB لتحليل البيانات وتطوير الخوارزميات وإنشاء النماذج.
برغي الفولاذ المقاوم للصدأ الصغير			مسامير نظارات بقطر 1.2 مم وطول 4 مم.
مصفوفة Microeletrode	في المنزل حسب الطلب		يستخدم موصل omnetics وأسلاك التنغستن 50 ميكرون المطلية بالباريلين من California Fine Wire.
ميكروفون			ميكروفون للحصول على التحفيز الصوتي المتزامن مع البيانات الفيزيولوجية الكهربية.
MPU-6050	إنفينسنس	https://invensense.tdk.com/products/motion-tracking/6-axis/mpu-6050/	MPU-6050 هو جيروسكوب ثلاثي المحاور ومقياس تسارع 3 محاور ؛
معالج الاستحواذ متعدد القنوات	بلكسون	سبايك / LFP	MAP Plexon للحصول على بيانات الفيزيولوجيا الكهربية العصبية SPIKE / LFP والقنوات المساعدة (الميكروفون ، علامات TTL ، مقياس التسارع).
نيورسبلورر	Nex	https://www.neuroexplorer.com/	برنامج تحليل بيانات NeuroExplorer للإشارات والطوابع الزمنية المسجلة باستمرار (قطارات السنبلة ، الأحداث السلوكية)
المستكشف العصبي	نيكس تكنولجي	https://www.neuroexplorer.com/	برنامج لتحليل البيانات الفيزيولوجية العصبية SPIKE و LFP.
فارز غير متصل	بلكسون	https://plexon.com/products/offline-sorter/#38957t34842	برنامج لفرز السنبلة في وضع عدم الاتصال.
خارج الخطفرز	فارز غير متصل	https://plexon.com/products/offline-sorter/	Offline Sorter هو برنامج فرز سبايك غير متصل بالإنترنت
مستشعر SpO2 البيطري الشرجيمي	كيه تي ميد	ف إس -03	مستشعر SpO2 للحيوانات الصغيرة
كابل الشريط			كابل شريط رفيع لتوصيل MPU6050 ب Arduino.
حفر روبوتي	نيوروستار	https://robot-stereotaxic.com/drill-injection-robot/	المثقاب الآلي المستخدم مع Neurostar التجسيمي. يمكن استبداله بالحفر اليدوي.
سماعة			يتراوح نطاق السماعة من 100 إلى 40 كيلو هرتز وكثافة تصل إلى 150 ديسيبل.
جهاز تجسيمي	نيوروستار		التجسيم يستخدم لجراحة الأعصاب في القوارض

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Braff, D. L., et al. Impact of prepulse characteristics on the detection of sensorimotor gating deficits in schizophrenia. Schizophr Res. 49 (1-2), 171-178 (2001).
Jahshan, C., et al. Automatic sensory ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

تطوير صندوق سلوكي لتقييم تثبيط النبضات والنشاط العصبي في النماذج الحيوانية النفسية

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles