A نموذج الفأر من إصابات الدماغ الصدمة خفيفة ومتكررة خفيفة
يونيو 20, 2017
الرياضيين تمتص عدة مئات من إصابات الدماغ الصدمة الخفيفة (متبي) / ارتجاج كل عام. ومع ذلك، فإن نتائج هذه على الدماغ غير مفهومة جيدا. ولذلك، نموذج حيواني من متبي واحد ومتكرر الذي يكرر باستمرار الأعراض ذات الصلة سريريا يوفر وسيلة لدفع دراسة متبي وارتجاج.
الهدف العام من نموذج الفأر هذا لإصابات الدماغ الرضحية أو TBI ، هو إنشاء طريقة موثوقة وقابلة للتكرار لفحص الآليات التي تكمن وراء إصابة الدماغ الارتجاجية وشبه الارتجاجية. تسهل هذه الطريقة التحقيق في الأسئلة الرئيسية في مجال إصابات الدماغ الرضية مثل التغيرات الفسيولوجية التي تحدث في الدماغ بعد ارتجاج فردي أو متكرر. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن جهاز الإصابة مصمم خصيصا للسماح بتأثيرات الرأس المتكررة دون التعرض لخطر كسر الجمجمة أو تلف الدماغ الهيكلي.
قبل البدء في الإجراء ، قم بتشغيل الهواء المضغوط وتهيئة المصادم الهوائي عالي السرعة إلى إعداد ضغط يبلغ 861.85 كيلو باسكال. قم بمعايرة الماكينة بالسرعة المطلوبة ووقت السكون. ضع القاعدة المملوءة بالهلام ، بحيث يكون الخط الأوسط عموديا على مسار طرف الاصطدام وسجل أوزان جميع الفئران المراد استخدامها.
بعد ذلك ، قم بنقل الماوس وتخديره إلى جهاز MTBI ، ووضع الرأس على وسادة الجل مع الجمجمة بشكل عمودي على طرف الاصطدام والشريط اللاصق فوق رأس الماوس ، لإنشاء سطح مستو ولضمان ابتعاد الأذنين عن موقع التأثير. اخفض طرف تأثير البولي تترافلورو إيثيلين ليتماشى مع الخط الأوسط السهمي في وسط الرأس ، خلف العينين مباشرة. يبلغ قطر طرف الإمباتور 10 ملم وسيغطي غالبية مساحة الرأس.
اضبط المصادم حتى يلامس سطح رأس الماوس. بعد ذلك ، اسحب الطرف واطلب يدويا عمق الانحراف المطلوب إلى 7.5 ملم. الآن ، قم بتسليح نظام التحكم في الحصول على البيانات واضغط على زر الزناد للتأثير على رأس الماوس.
مباشرة بعد الاصطدام النهائي ، انقل الماوس إلى أعلى المقعد في وضع الاستلقاء ، بدون مخروط الأنف واستخدم ساعة توقيت لقياس زمن انتقال عودة منعكس التصحيح لتحديد وقت فقدان الوعي ووقت العودة ، من المشي التلقائي. عند التعافي من السلوك الطبيعي ، أعد إلى قفص منزله. عودة وقت الانعكاس الصحيح ، هو تقييم عصبي حاد لشدة الإصابة يمكن استخدامه لتحديد فقدان الوعي بعد MTBI.
على سبيل المثال ، تظهر التي تتلقى MTBI واحدا ، زيادة كبيرة في فقدان الوعي وأوقات التنقل ، مقارنة بالحيوانات الوهمية. في نماذج الإصابة المتكررة ، يزداد فقدان الوعي وأوقات التنقل بشكل كبير في جميع أيام الاختبار. يكشف تلطيخ IBA واحد للخلايا الدبقية الصغيرة والضامة عن التغيرات في الملامح الالتهابية للفئران التجريبية ، بعد تكرار MTBI ، مقارنة بالحيوانات المفردة MTBI أو الزائفة.
تظهرMTBI المتكررة تفاعلا مناعيا قويا من IBA يقتصر على الجهاز البصري ، مع عدم وجود دليل على التهاب المادة الرمادية في القشرة أو الحصين أو مناطق الدماغ الأخرى. بمجرد إتقانها ، يمكن القيام بهذه التقنية في خمس دقائق إذا تم إجراؤها بشكل صحيح.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة نموذجاً للفئران لاستقصاء إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBI) والارتجاجات. يهدف هذا النموذج إلى محاكاة الأعراض ذات الصلة سريرياً وتسهيل فهم التغيرات الفسيولوجية التي تلي الارتجاجات المفردة والمتكررة.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- علم الأعصاب
- إصابة الدماغ الرضية
- النماذج الحيوانية
خلفية علمية
- يتعرض الرياضيون للعديد من إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBIs) سنوياً، ومع ذلك لا تزال تأثيراتها على الدماغ غير واضحة.
- يعد تطوير نماذج حيوانية موثوقة أمراً بالغ الأهمية للنهوض بأبحاث إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBI).
- إن فهم آليات الإصابات الارتجاجية يمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات أفضل للوقاية والعلاج.
- تركز هذه الدراسة على طريقة تسمح بتعرض الرأس لارتطامات متكررة دون التسبب في تلف هيكلي.
الغرض من الدراسة
- إنشاء نموذج قابل للتكرار لدراسة آثار إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBI).
- استقصاء التغيرات الفسيولوجية في الدماغ بعد الارتجاجات.
- تعزيز فهم الآليات الكامنة وراء إصابات الدماغ.
الطرق المستخدمة
- استخدام مصادم هوائي عالي السرعة لتوجيه صدمات محكومة للرأس.
- معايرة المصادم لسرعة وزمن تلامس محددين.
- تنفيذ قاعدة مملوءة بالهلام لضمان السلامة أثناء الصدمات.
- تسجيل أوزان الفئران لتوحيد الظروف التجريبية.
النتائج الرئيسية
- يُحاكي هذا النموذج بنجاح الأعراض المرتبطة بإصابات الدماغ الرضحيّة الخفيفة (mTBI).
- يمكن مراقبة التغيرات الفسيولوجية في الدماغ بشكل فعال.
- لا تؤدي الارتطامات المتكررة إلى حدوث كسور في الجمجمة أو تلف بنيوي.
- تفتح هذه الطريقة آفاقاً لمزيد من الأبحاث حول آليات الارتجاج.
الاستنتاجات
- يعد نموذج الفئران الذي تم تطويره أداة قيمة لدراسة إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBI).
- يتيح هذا النموذج استكشاف آثار الارتجاج الواحد والمتكرر على حد سواء.
- قد تساهم هذه النتائج في تحسين فهم وإدارة إصابات الدماغ لدى الرياضيين.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
تُعد النماذج قبل السريرية الموثوقة لإصابات الدماغ الرضحي الخفيفة (mTBI) ضرورية لتقليل المخاطر في مراحل الاكتشاف المبكر ومحافظات العلوم العصبية الانتقالية. يتيح نموذج الفئران القابل للتكرار هذا استقصاءً دقيقاً للتأثيرات العصبية الحادة والتراكمية ذات الصلة بالإصابات الارتجاجية المتكررة والمرتبطة بالرياضة. وتدعم قدرته على عزل آليات الإصابة دون حدوث تلف بنيوي مربك الثقة التنبؤية في التحقق من الأهداف والدراسات الميكانيكية.
التطبيقات الاستراتيجية في البحث والتطوير بالمجال الصيدلاني الحيوي
الاكتشاف المبكر والتحقق من صحة الهدف
- يتيح اختبار الفرضيات بشكل مضبوط لآليات إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBI) الحادة والمتكررة في الجسم الحي (in vivo).
- يدعم التحقق من الأهداف الوظيفية من خلال قياس العجز العصبي والاستجابات الالتهابية.
- يسهل تقليل المخاطر الميكانيكية عبر التمييز بين تأثيرات الإصابة الأولية والالتهاب الثانوي.
الفحص وتطوير المقايسة
- يوفر نموذج إصابة معياري وقابل للتكرار لفحص المؤشرات الحيوية والعلاجات اللاحقة.
- يولد مخرجات كمية مثل فقدان الوعي وأوقات القدرة على المشي لتطوير الاختبارات.
- يضمن جاهزية الاختبار من خلال تقليل المتغيرات المربكة مثل كسر الجمجمة أو التلف النسيجي الظاهر.
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- يتوافق مع النقاط النهائية ذات الصلة بالمرض والتي لوحظت في حالات الارتجاج البشري وإصابات الدماغ الرضية الخفيفة المتكررة mTBI.
- يتيح إجراء دراسات طولية حول الالتهاب العصبي والتعافي، مما يدعم اكتشاف المؤشرات الحيوية الانتقالية.
- يدعم التقدم المدروس والمعدل حسب المخاطر للمركبات المرشحة للحماية العصبية أو المضادة للالتهابات.
تكامل مسار العمل وسير العمل
يتكامل هذا النموذج ضمن السلسلة الممتدة من مرحلة الاكتشاف وصولاً إلى الدراسات قبل السريرية لأبحاث الإصابات العصبية والالتهابات العصبية.
- بيولوجيا الاكتشاف: تسهل اختبار الفرضية الصفرية للتغيرات العصبية والالتهابية الناجمة عن الإصابة.
- الفحص المسحي: توفر قراءات سلوكية ونسيجية كمية وقابلة للتكرار لتقييم المركبات.
- التحليلات: تتيح المقارنة الإحصائية بين نماذج الإصابة الواحدة مقابل الإصابات المتكررة باستخدام نقاط نهاية معيارية.
- الأبحاث الانتقالية: تربط النتائج قبل السريرية بالأنماط الظاهرية السريرية للارتجاج واستراتيجيات المؤشرات الحيوية.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: توفر منصة مصدق عليها وقابلة للتوسع لمختلف برامج أبحاث الصدمات العصبية.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تعزز الثقة التنبؤية في اختيار الأهداف والمسارات لتدخلات إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBI).
- القيمة التشغيلية: توفر قابلية تكرار عالية وتوحيداً قياسياً عبر الدراسات والفرق البحثية.
- القيمة الاستراتيجية: تقلل من معدلات الفشل في المراحل المتأخرة من خلال توضيح المحركات الميكانيكية للعجز العصبي.
- تأثير المحفظة البحثية: توجه عملية ترتيب الأولويات المعدلة حسب المخاطر للأصول الواقية للأعصاب والمضادة للالتهابات.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في التعامل مع الحيوانات، والتخدير، والتقييم العصبي.
- يستلزم الوصول إلى جهاز صدم هوائي (pneumatic impactor) مُعاير ونظام لاستحواذ البيانات.
- يتطلب توحيداً صارماً لمعايير الإصابة والنقاط النهائية السلوكية بين الفرق البحثية.
- قابل للتطبيق على سلالات مختلفة من الفئران، ولكن قد يتطلب تحسيناً للبروتوكول وفقاً لأسئلة بحثية محددة.
- يقتصر على النقاط النهائية الحادة ودون الحادة؛ وقد تتطلب التبعات المزمنة تحققاً إضافياً.
