تقييم السلوك العصبي في نموذج ماوس لإصابة في الدماغ التاكسج الدماغية حديثي الولادة

الهدف العام من جراحة إصابة الدماغ حديثي الولادة بنقص التأكسج الإقفاري، المتبوعة باختبارات معرفية وحركية، هو توفير نموذج فأر لدراسة مثل هذه الإصابات وتلف الدماغ المرتبط بها. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على أسئلة جوهرية حول إصابة الدماغ بنقص التأكسج الإقفاري لدى حديثي الولادة، مثل كيفية تأثير هذه الإصابات على الوظائف الحركية والمعرفية. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها معروفة جيداً ومستخدمة بشكل شائع.

وهو أيضًا نموذج قبل سريري للشلل الدماغي والسكتات الدماغية لحديثي الولادة. وبشكل عام، سيواجه الأشخاص المبتدئون في هذه الطريقة صعوبة لأن الشريان السباتي الأيمن أحادي الجانب يصعب تحديده. وسيقوم Yoon-Kyum Shin، وهو طالب دراسات عليا من مختبرنا، بتوضيح الإجراء معي.

بعد تخدير خمس جراء على الأقل من فئران P-seven، ضع الجرو تحت مجهر التشريح بحيث يكون البطن للأعلى. بعد ذلك، قم بتنظيف الرقبة باستخدام الكحول. لبدء الجراحة، استخدم مقصاً لعمل شق بطول 0.7 millimeter في الرقبة.

بعد ذلك، قم بإزالة الأنسجة الدهنية بعناية باستخدام الملاقط حتى ينكشف الشريان السباتي الأيمن. ثم قم بربط الشريان السباتي الأيمن باستخدام خيط جراحي 5-0. الآن، قم بخياطة الشق في الرقبة باستخدام نايلون 5-0، ثم قم بتعقيم الشق.

بعد ذلك، اترك الجرو ليتعافى في غرفة نقص أكسجين بدرجة حرارة 37 درجة مئوية مع ترك الغطاء مفتوحًا لمدة ساعة تقريبًا. ضع فأرًا آخر خضع لتدخل جراحي في غرفة نقص الأكسجين للتعافي. وبمجرد استيقاظ جميع الجراء تمامًا، أغلق غطاء الغرفة وخفض مستويات الغاز لإيجاد ظروف نقص الأكسجين.

بعد 90 دقيقة من نقص التأكسج، أعد الجراء المصابة في الدماغ إلى أقفاصها. وبعد مرور أسبوع، قم بتجهيز الجراء للجراحة، كما سبق، للبحث عن أدلة على الإصابة. قم بعمل شق في فروة الرأس لتحديد الآفة الدماغية في المنطقة الخلفية الجانبية من نصف الكرة المخية الأيمن.

افحص الجمجمة شبه الشفافة للبحث عن دليل على وجود إصابة قشرية وإصابة في الحصين. وبناءً على ذلك، صنف الجراء إلى مجموعات مصابة أو مجموعات ضابطة غير مصابة. بعد الفحص، أغلق فروة الرأس باستخدام الغرز الجراحية، وعقم مكان الشق.

عندما تبلغ الفئران من العمر ستة أسابيع، قم بتقييم ذاكرتها بناءً على تعلم وتجنب محفز منفر. استخدم جهاز تجنب سلبي تجاري يتكون من حجرتين وبوابة عبور لهذه المهمة. للبدء، ضع فأراً في الحجرة المضيئة من الصندوق لمدة 30 ثانية.

بعد ذلك، افتح الباب الموجود بين الحجرتين، وسجل زمن انتقال الحيوان للدخول إلى الحجرة المظلمة. اسمح بفترة تصل إلى 300 ثانية لتنفيذ هذه المهمة. وعندما تصبح جميع أطراف الفأر الأربعة داخل الحجرة المظلمة تماماً، أغلق الباب.

بعد ذلك، قم بتسليط صدمة كهربائية للقدم بقوة 1/2 milliamp لمدة ثانيتين، ثم أعد الفأر إلى القفص الخاص به. وبعد مرور 24 ساعة، كرر الاختبار. في هذه المرة، امنح الفأر 300 ثانية كاملة للانتقال إلى الغرفة المظلمة، ولا تقم بصعق الفأر.

أجرِ اختبار السير على السلم على الفئران البالغة من العمر ستة أسابيع للتمييز بين الاضطرابات الطفيفة في الوظيفة الحركية، باستخدام التحليلات النوعية والكمية معاً. أولاً، قم بإعداد جهاز السلم، ثم قم بتثبيت كاميرا فيديو لتسجيل حركات أطراف الفأر على الجهاز. بعد ذلك، ضع الفأر على لوحة البداية، وابدأ في التسجيل باستخدام كاميرا الفيديو.

تأكد من أن الفيديو يظهر الأرجل بوضوح وبتركيز جيد. عند وصول الفأر إلى اللوح الأخير من جهاز السلم، أوقف التسجيل. بعد ذلك، أعد الفأر إلى لوح البداية، وسجل عملية عبور الفأر للجهاز مرة أخرى.

كرر هذه العملية إجمالي أربع مرات لكل فأر في كل تاريخ تجربة. لاحقاً، عند تحليل الفيديو، قم بعدد مرات الانزلاق التي قامت بها كل طرف يدوياً أثناء تشغيل الفيديو بسرعة 1/10. يُعتبر انزلاق الطرف بين القضبان بمثابة انزلاق واحد.

عندما تبلغ الفئران من العمر ستة أسابيع، قم بتقييم قوة قبضتها. استخدم مقياس إجهاد للسحب/الدفع، مجهز بسلك مثلث القطر بقطر 2 mm، وجميعها مثبتة على لوحة. ضع الفأر على اللوحة مع الإمساك به من ذيله.

بعد ذلك، اسمح للفأر بالوصول إلى السلك المعدني بأطرافه الأمامية فقط. وبمجرد أن يمسك الفأر بالسلك، اسحب ذيله بلطف حتى يترك قبضته. سيقوم الجهاز بتسجيل ذروة القوة المسلطة على السلك بالجرامات.

كرر هذا الاختبار خمس مرات قبل إراحة الفأر. خلال اختبار قوة القبضة، تكون هناك حركات ملحوظة للأداء الدقيق. حاول رصد هذه الحركات على مدار خمس محاولات قبل إراحة الفأر لمدة دقيقة واحدة على الأقل لتقليل إجهاده العضلي.

بعد أن يرتاح الفأر لمدة دقيقة واحدة على الأقل، كرر سلسلة المحاولات الخمس مرة أخرى. ثم، امنح الفأر فترة راحة أخرى، وأجرِ السلسلة للمرة الأخيرة في ذلك اليوم من الاختبار. ومن البيانات، استخدم متوسط أعلى ثلاث درجات إما للطرف الأمامي الواحد أو لكلا الطرفين الأماميين لإجراء التحليل.

بعد حصاد أدمغة حيوانات مصابة بنقص التأكسج الإقفاري في عمر 14 أسبوعاً، تم تقييم الأدمغة شكلياً لتحديد ما إذا كانت تعاني من عدم وجود إصابة قشرية، أو إصابة خفيفة، أو إصابة شديدة. وكانت هذه الحيوانات نفسها قد خضعت للفحص باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) قبل أسبوع من ذلك، والذي كانت نتائجه كاشفة للغاية أيضاً؛ حيث أظهر حتى الدماغ الذي بدا طبيعياً من الناحية الشكلية وجود إصابة خفيفة في الحصين.

عند بلوغ ستة أسابيع من العمر، أي بعد خمسة أسابيع من الإصابة، تم تقييم الفئران باستخدام مهام سلوكية متنوعة. وقد ظهر قصور معرفي لدى الفئران المصابة بنقص التأكسج الإقفاري في مهمة التجنب السلبي لمدة 24 ساعة. ونظرًا لأن التلف اقتصر على نصف الكرة المخية الأيمن، فقد أظهرت الفئران وظائف حركية مصابة بالشلل الشقّي.

وقد كشف عن ذلك الاختلاف في نسبة الانزلاقات على الدرجات العرضية للسلم لكل طرف أمامي. علاوة على ذلك، وبما أن قوة القبض تشغل القشرة الحركية في الدماغ، فقد أظهرت المجموعات السليمة ومجموعات الإصابة القشرية اختلافات في قوة القبض. ولم يُلاحظ أي فرق بين الضوابط السليمة والفئران غير المصابة قطعيًا، بينما ظهر قصور واضح لدى الفئران المصابة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية ربط الشريان السباتي الأيمن أحادي الجانب لإنتاج نموذج فئران حديثة الولادة تعاني من نقص التأكسج ونقص التروية، وكيفية إجراء تحليل سلوكي للمتابعة. ومن المهم ملاحظة أنه حتى في حالة عدم وجود تلف مرئي في القشرة الدماغية بعد سبعة أيام من الإصابة، قد يكشف التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) عن إصابة في الحصين. كما من الضروري تذكر التعامل مع الجراء برفق وإتمام الجراحة بأسرع وقت ممكن.

تمتلك الجراء جلودًا ضعيفة ورقيقة جدًا، لذا يجب توخي الحذر الشديد.