تقييم Forelimb وظيفة بعد اصابات النخاع الشوكي العنقي من جانب واحد باستخدام المهام رواية: الاطراف خطوة التناوب، عدم الاستقرار الوضعي والمعكرونة المناولة

الهدف العام من هذا الإجراء هو تقييم العجز الوظيفي والتعافي بعد إصابة الحبل الشوكي الرقبية. ويتم تحقيق ذلك أولاً من خلال تدريب الحيوانات على الشعور بالراحة أثناء التعامل معها وداخل بيئة الاختبار. بعد ذلك، يتم تقييم قدرة الجرذان على التناوب في خطى الأطراف.

بعد ذلك، يتم اختبار الحيوانات لتقييم قدرتها على الاستجابة للتغيرات في مركز الجاذبية وتعديل وضعية أجسامها بشكل مناسب. وأخيرًا، يتم تحليل وظائف القوائم الأربعة والأطراف الأربعة أثناء مهمة مناولة حركية دقيقة، والتي تتطلب من الحيوانات تناول المعكرونة. وفي نهاية المطاف، يمكن الحصول على نتائج تظهر اختلافات في العجز بعد إصابة النخاع الشوكي الرقبية، مما يسمح بتجميع الحيوانات بناءً على عجزها الوظيفي الذي يرتبط باختلافاتها التشريحية.

تتمثل الميزة الرئيسية للطرق الموصوفة هنا مقارنة بالطرق الحالية الأخرى، مثل تحليل بوابة البصمة (footprint gate analysis)، في أنها أبسط بكثير في الاستخدام ولا تتطلب معدات أو برامج باهظة الثمن. توفر هذه الطرق رؤية حول التعافي الوظيفي بعد إصابة الحبل الشوكي، ولكن يمكن استخدامها أيضاً لنماذج أمراض أخرى مثل مرض باركنسون، أو السكتة الدماغية، أو غيرها من الاضطرابات العصبية التي تسبب قصوراً حركياً. ستتعرض الحيوانات المستخدمة في هذه الدراسة لإصابة جانبية في الحبل الشوكي عند المستوى C3 C4 قبل أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع من الجراحة. قم بتأقلم الحيوانات على المناولة وبيئة الاختبار المغطاة بورق صنفرة لمنع الانزلاق أو التشبث أو سحب الأطراف الأربعة.

يحدد اختبار تبادل خطوات الأطراف الأربعة ما إذا كان الحيوان يستخدم أطرافه الأمامية فقط، ويمكن إجراء هذا الاختبار يومياً قبل البدء، مع التأكد من توقف الحيوان عن المقاومة واسترخاء عضلاته. بعد ذلك، ثبت الحيوان على سطح الطاولة في وضعية تحمل الوزن على الأطراف الأمامية فقط أو وضعية "عربة اليد" بحيث يكون جسمه بزاوية تقارب 90 درجة بالنسبة للطاولة. وبمجرد أن يبدو الحيوان مسترخياً بين يديك، ادفعه للأمام ليتحرك على سطح الطاولة.

حدد وسجل ما إذا كان الجرذ يبدل استخدام الأطراف الأمامية أثناء التحرك عبر السطح. كرر هذا الاختبار مرتين على الأقل أثناء إمساك الحيوان بيد واحدة، ثم مرتين أثناء إمساكه باليد الأخرى.

إذا أظهر الجرذ تبادلاً ناجحاً في الخطوات، كرر الاختبار مع إدراج فترة انتظار لمدة خمس ثوانٍ بعد الخطوة الأولى لتحديد ما إذا كان نمط التبادل يظل قائماً بعد التأخير. دون النتائج وسجلها في ورقة تسجيل الدرجات. يفحص اختبار عدم الاستقرار الوضعِي المسافة التي يستغرقها الحيوان لاتخاذ خطوة بالطرف الأمامي لاستعادة توازنه.

على غرار اختبار التناوب، يجب أن يحرر الحيوان التوتر في عضلاته قبل البدء باستخدام طاولة مغطاة بورق صنفرة، والسماح للحيوان باتخاذ وضعية "العربة اليدوية" بحيث يكون جسمه بزاوية 90 درجة تقريباً مع الطاولة، مع تقييد أحد الأطراف الأربعة بخفة مقابل جذع الحيوان ومحاذاة أنفه مع خط الصفر عند النظر إليه من الأعلى. بعد ذلك، قم بتحريك الجرذ إلى الأمام؛ سيؤدي ذلك إلى إزاحة مركز جاذبية الحيوان وتحفيزه على الخطو لاستعادة توازنه.

حدد الموضع الجديد للأنف بعد قيام الجرذ بخطوتين، واستخدم متوسط هاتين الخطوتين كمسافة مطلوبة لتحفيز الخطوة. سجل النتائج في ورقة تسجيل درجات اختبار عدم الاستقرار القوامي الموضحة في البروتوكول النصي. اختبر كل طرف خمس مرات.

سيقيس اختبار التعامل مع المعكرونة الوقت المستغرق في تناول قطعة معيارية من المعكرونة وتفضيل الطرف المستخدم خلال كل جلسة؛ قبل الجراحة بأسبوع إلى أسبوعين، يتم إعطاء الجرذ من خمس إلى ست قطع من خيوط السباغيتي الرفيعة بطول 4.0 سنتيمتر يومياً في قفصه الخاص لتهيئته لقياسات الخط الأساسي. بعد ذلك، يوضع الجرذ في غرفة اختبار وتوضع قطع المعكرونة بالقرب من مقدمة الغرفة حيث يمكن ملاحظة استخدام أطرافه الأربعة بسهولة. ثم يتم تسجيل الوقت المستغرق في تناول كل قطعة من المعكرونة.

اسمح للحيوان بتناول ثلاث قطع على الأقل في كل جلسة. وإذا توقف الحيوان عن الأكل مؤقتًا، قم بإيقاف التوقيت، ثم أعد تشغيله عندما يستأنف الحيوان الأكل.

بمجرد أن يُظهر الجرذ وقتًا ثابتًا لتناول المعكرونة لمدة ثلاثة أيام على الأقل أثناء التدريب، يصبح الحيوان جاهزًا لتسجيل القراءة المرجعية لجمع البيانات؛ ضع قطعًا من المعكرونة على الأرض بالقرب من مقدمة الغرفة باستخدام ورقة تسجيل تقييم التعامل مع المعكرونة الموضحة في البروتوكول النصي، وسجل الوقت الذي يستغرقه الجرذ في تناول قطعة المعكرونة، والأطراف التي استُخدمت، ووضعيات الأطراف الأربعة كما هو موضح هنا باستخدام اختبار تبادل خطوات الأطراف الأمامية. بعد الإصابة الجراحية في الحبل الشوكي، تمكن 50% فقط من الحيوانات من تبادل استخدام أطرافها الأمامية، واستطاع 50% من الذين نجحوا في التبادل القيام بذلك بعد تأخير مدته خمس ثوانٍ.

كشف ربط النتائج بالدراسات التشريحية أن الحيوانات التي أظهرت تبادلاً في الخطوات تمتلك مساحة أكبر بكثير من المسار القشري النخاعي والعمود الظهري السليم في الجانب المقابل للإصابة، مما يشير إلى أن اختبار تبادل خطوات الأطراف الأمامية يمكن أن يتنبأ بشدة الإصابة وكذلك بكون الإصابات أحادية الجانب. وسيتيح استخدام هذا الاختبار فصل المجموعات بناءً على شدة الإصابة؛ فعلى سبيل المثال، يمكن فصل قياسات مقياس الحركة للأطراف الأربعة بناءً على شدة الإصابة للحصول على نتائج أكثر وضوحاً.

تظهر البيانات التي تم جمعها من اختبار عدم الاستقرار القوامي هنا تغيرات في الأطراف المصابة والأطراف المقابلة لها بعد إصابة الحبل الشوكي. يمكن أن تؤدي الآفات أحادية الجانب في الحبل الشوكي إلى حدوث تغيرات ليس فقط في الطرف المعيب و/أو المتأثر، بل وأيضاً في الطرف غير المعيب. وقد أظهر استخدام اختبار عدم الاستقرار القوامي بعد إصابة الحبل الشوكي الرقبية وجود تأثير معنوي ناتج عن حالة الآفة.

بالإضافة إلى ذلك، كانت إزاحة الطرف أطول بشكل ملحوظ في الجانب المصاب (IPS) للحيوانات المصابة مقارنة بالحيوانات التي خضعت لجراحة وهمية. وبينما كانت مسافة الإزاحة في الجانب المقابل (contral lesional) للطرف أقصر بكثير مقارنة بحيوانات الجراحة الوهمية كما هو موضح في هذا الشكل في النقاط الزمنية المزمنة بعد الإصابة، استغرقت كل من حيوانات الجراحة الوهمية وتلك الموجودة في المجموعة المصابة أوقاتاً متماثلة لتناول المعكرونة. ومع ذلك، بينما تناولت كل من حيوانات الجراحة الوهمية والحيوانات المبدلة (alternators) المصابة المعكرونة باستخدام كلا المخلبين خلال فترة الاختبار، تمكنت نسبة أقل من الحيوانات غير المبدلة (non alternators) المصابة بشدة من استخدام أطرافها الأمامية في الجانب المصاب (ips lesional) لتناول المعكرونة.

يمكن إجراء هذه الاختبارات في أقل من خمس دقائق لكل جرذ إذا نُفذت بشكل صحيح. ويمكن استخدام الاختبارات السلوكية الموصوفة هنا بالاشتراك مع اختبارات سلوكية أخرى قائمة، مثل اختبارات تفضيل مخلب الأسطوانة في تعثر القدم، واختبارات مقياس الحركة الطرفية، وذلك لتقييم وظيفة الطرف في الجانب المصاب (Ipsy lesional) وكذلك الجانب المقابل للإصابة (contral lesional) لدى الحيوان بعد إصابة الحبل الشوكي العنقية.