评估大鼠正中神经再生的功能与生理学方法

利用大鼠的正中神经，可以充分模拟人类的周围神经损伤。临床上，大多数此类损伤发生在上肢，这支持了使用该实验模型的合理性。本文将介绍如何在大鼠中制造不同类型的正中神经损伤。

此外，我们将演示如何通过多种测试评估该神经的功能恢复情况。正中神经起源于脊髓节段 C6 至 T1。正中神经以绿色高亮显示。在本视频中，出于演示目的未使用手术巾。

手术过程中请使用手术巾。切开右臂内侧及胸肌区域的皮肤，直至深筋膜平面。仔细结扎出血的血管。

接下来，仔细切开臂部内侧的臂筋膜，注意不要损伤血管和神经结构。用一把剪刀在胸大肌远端止点下方钝性分离，将该肌肉与其深面的腋动脉、腋静脉以及臂丛的终末分支分开。随后用电凝刀切断胸大肌的止点。

随后暴露并切断胸小肌。将正中神经从臂丛血管及尺神经上钝性分离，直至肘部区域。此时可观察到臂丛的不同终末分支，即正中神经、尺神经、桡神经、腋神经和肌皮神经。

在暴露并分离正中神经后，可诱导产生不同的机械性损伤。通过仅对正中神经进行解剖，可建立假手术组。在挤压组中，使用显微外科镊子对正中神经进行压迫，持续15秒。

切除组通过切除一段长度为10毫米的正中神经形成。正中神经的近端残端使用8-0尼龙缝线结扎，以防止轴突再生。或者，也可将切除的神经段旋转180度，用作自体神经移植材料。

在此情况下，将正中神经断端的近端和远端残端使用10-0尼龙缝线缝合至神经移植物上。物理治疗是周围神经损伤患者康复护理的标准组成部分。对于接受正中神经损伤手术的大鼠，存在多种术后物理治疗策略。

选择年轻的实验大鼠，并在手术前让其接触物理治疗仪器，这一点非常重要。这有助于大鼠更顺利、更快速地适应运动训练环境。此外，物理治疗仪器应允许大鼠具有一定程度的活动自由，理想情况下能够使其前肢完成精细动作。

物理治疗有多种实施方法。例如，可以使用单独的球体。将大鼠放入球体内，然后将其放置在障碍物较少的房间中。

让它在房间内探索半小时，每天进行一次。大鼠也可单独饲养在各自的笼子中。

配备有跑轮，大鼠可以随时根据自身需求进行任意量的运动。另一种方法是将大鼠分组饲养在较大的笼具中。

使用皮革、绳索、跑轮和其他环境丰富化元素对笼子进行个性化设置。这些措施使大鼠拥有充分的活动自由，符合其自然的探索行为，并让大鼠逐步熟悉功能测试中将出现的部分装置元素。在进行功能测试之前，应先让大鼠熟悉你所选用的作为阳性强化物的食物奖励。

在傍晚进行测试，此时大鼠自然活动更为活跃。首先进行抓握测试。将大鼠置于网格上，提起其尾部，使其能够抓住网格。

当大鼠能够用双侧前爪以相似的力量抓住网格时，表明正中神经功能正常，抓握试验视为阳性。如果其无法用受伤的前爪抓住网格，则抓握试验视为阴性。

进行针刺试验时，将大鼠放置于平台上，等待数分钟，直至其探索行为和主要的理毛活动减少。当大鼠静止并以前肢站立时开始试验。借助镜子，将Von Frey纤维从网格中插入，轻刺前肢掌面。

在每只前爪上重复此操作五次，交替进行，每次评估后等待数秒。根据以下标准对回缩反应进行评分：无回缩反应记为零分；若大鼠缓慢将爪子从纤维丝移开，则记为一分；若大鼠迅速对刺激产生反应并抬起爪子或舔舐爪子，则记为二分。将大鼠置于梯子底部，轻轻触碰其尾部。

当大鼠开始行走时启动计时器，当其鼻尖穿过箱子入口时停止计时。记录时间，并重复测试三次。将大鼠置于绳子底部，通过轻轻触碰其尾巴的方式诱导其向上攀爬。

如果动物在完成任务过程中没有犹豫或停止攀爬，则视为测试有效。动物开始攀爬时启动计时器，当大鼠的鼻尖越过平台入口的瞬间停止计时。大鼠正确完成任务后给予零食奖励，并让其休息数分钟后再重复实验。

在走廊地面上放置一张坐标纸。然后抓住大鼠的尾巴，使其握住浸有亚甲蓝的画笔，将其置于走廊入口处，使其走入箱内。

从走廊地板上取下坐标纸，并重复测试，直到获得前后肢清晰且具有代表性的足印。从所得的足印中，选择一个前后肢连续印迹清晰的足印，并测量以下参数：足印长度、脚趾展开度、中间脚趾展开度和站立因子。

最后测量两个连续足迹中第二脚趾之间的距离，即步幅长度。进行热成像评估时，在海绵上放置一小块双面胶。将大鼠置于其上，并按图示将前肢粘住。

等待一分钟，以消除因接触大鼠足部而产生的热量交换。将相机以90度角、距离大鼠约30厘米处进行拍摄。采集两次图像。

首先，拍摄一张全身热成像图，然后将相机靠近大鼠的上半身，拍摄第二张热成像图。从获得的热成像图中，找到与前肢掌部区域相对应的兴趣区域。测量双侧前肢该区域的平均温度、最低温度和最高温度值，并计算温度差异。

为进行以下评估，按照之前所述方法暴露双侧正中神经。首先将大鼠仰卧放置，并将刚刚展示的电极插入皮肤。接地电极置于大鼠大腿部位，刺激电极和记录电极则置于左侧上肢。

将记录电极置于指浅屈肌肌腹处，刺激电极大致置于正中神经位置。以10毫伏的刺激强度开始采集，随后以10毫伏为步长逐步增加，直至达到2伏。在采集过程中，记录出现手指首次可见屈曲时的刺激强度。

这就是运动刺激阈值。能够引出复合肌肉动作电位（C.M.A.P.）所需的最小刺激强度，称为神经刺激阈值。最后，选择在超强刺激下产生的具有代表性的C.M.A.P.，并测量以下参数：潜伏期、波幅和持续时间。

进行屈肌力量评估时，首先将一根5号或6号丝线缝合环穿过每只前爪的掌面区域，并留出5厘米长度。将大鼠仰卧位放置。从左前爪开始，将缝合线钩在测力计的钩子上，并使前爪与测力计对齐，注意不要对钩子施加过大的张力。

将刺激电极放置在正中神经附近。调节刺激幅度至1.5伏，记录30秒内的瞬时力。根据获得的曲线图，分析最大力值、最小力值、平均力值以及曲线下面积。

桡侧腕屈肌由正中神经支配，需双侧切除并用精密天平称重。关于部分代表性结果，在抓握试验中，假手术组大鼠出现阳性反应的百分比最高，而神经移植组大鼠的阳性反应率随时间逐渐升高。针刺试验结果显示，假手术组的得分高于移植组和切除组。

在梯子行走实验中，假手术组大鼠的速度高于接受正中神经损伤的大鼠。在较轻的损伤情况下，随着正中神经的恢复，大鼠跑过梯子所需的时间 tends to 随时间减少。与梯子行走实验中观察到的结果类似，假手术组大鼠攀爬绳索所需的时间短于正中神经受损各组大鼠。

在此项测试中，允许正中神经恢复的大鼠，其行走速度会增加。如这些柱状图所示，对行走大鼠的分析往往显示出足印形态的变化。这些变化在神经 crush 损伤中通常比在节段性神经缺损损伤中更为明显。

该图显示，红外热成像在术后前30天内检测前爪之间的温度差异方面似乎是一种有用的工具。这些温度差异在正中神经损伤更严重的实验大鼠中更为明显，例如切除组的大鼠。大鼠的屈曲力量与神经恢复程度呈直接相关。

当恢复达到最大时，最接近正常状态，这一点可以从这些条形图中看出，图中比较了切除组和神经移植组双侧前爪的力量。在神经电生理检查方面，可观察到多种模式。正常的复合肌肉动作电位（C.M.A.P.）是假手术组大鼠的典型表现。

尽管多相性复合肌肉动作电位（C.M.A.P.）与正中神经不同程度的损伤相关，这种情况可见于压榨伤组和神经移植组；而在切除组中则不存在C.M.A.P.。桡侧腕屈肌的波形和形态取决于正中神经的功能恢复情况。这两幅图像分别显示了假手术组和切除组中这些肌肉的情况。

如本文所示，大鼠正中神经是研究周围神经损伤与修复的便捷模型。目前已有多种标准化策略可用于评估运动和感觉功能的恢复情况，其中许多方法具有非侵入性，可实现每日评估。

最后，实验性物理治疗设置可以模拟临床环境中的康复过程，有助于将研究结果推及至人类。