Name: 创伤性脑损伤后评估成年大鼠空间工作记忆的指标测试 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-05-07T14:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 53 s
Description: 学习使用指标任务评估创伤性脑损伤后成年大鼠的空间工作记忆损伤。该方案采用Sprague Dawley大鼠模型，通过神经严重程度评分和物体探索行为记录，提供可重复且低应激的检测方法。

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感谢乌克兰第聂伯罗彼得罗夫斯克市奥列斯·冈查尔第聂伯罗国立大学生物、生态与医学系生理学教研室的Olena Severynovska教授、Maryna Kuscheriava理学硕士、Maksym Kryvonosov理学硕士、Daryna Yakumenko理学硕士、Evgenia Goncharyk理学硕士以及博士研究生Olha Shapoval所提供的支持性与有益的贡献。本数据来源于Dmitry Frank的博士学位论文研究。

实验遵循《赫尔辛基宣言》和《东京宣言》以及欧洲共同体实验动物使用指南进行。本实验已获得内盖夫本-古里安大学动物护理委员会的批准。实验方案的时间线如图1所示。
1. 手术操作与液体脉冲性创伤性脑损伤（TBI）
<ol>
	<li>选择成年雄性和雌性Sprague-Dawley大鼠，饲养于室温22 ± 1 °C、相对湿度40%–60%、12小时光照/12小时黑暗循环的环境中。</li>
	<li>提供饲料和饮水 随意摄取在上午时段（即6:00至12:00）进行实验。</li>
	<li>在实验开始前，对对照组和TBI组进行基线神经功能评估（见下文第2节）。</li>
	<li>使用4%异氟烷吸入麻醉诱导，1.5%异氟烷维持麻醉。通过测试足底反射或对刺激物的运动反应，确认大鼠已完全固定。 
	&#8203;注意：使用持续异氟烷给药系统进行麻醉。所有操作均须在无菌条件下进行。</li>
	<li>按照先前所述方法进行矢状旁路液体冲击损伤实验21,22.</li>
	<li>在切口前，沿预计切口部位皮下注射 0.2 mL 的 0.5% 布比卡因。将大鼠转移至恢复室，并持续监测其神经功能（如瘫痪）、呼吸状态（如呼吸停止）和心血管状态（如软组织灌注减少、瞳孔颜色改变及心动过缓）达 24 小时。在麻醉苏醒前，给予 0.01–0.05 mg/kg 肌内注射布伦诺啡作为术后镇痛。每 6–12 小时重复给药一次，至少持续 48 小时。</li>
</ol>
2. 神经功能缺损评分（NSS）的评估
注意：神经功能缺损的评估采用神经功能评分系统（NSS）进行评分，方法如前所述23,24。运动功能和行为改变的最高评分为24分。评分为0分表示神经功能正常，24分表示严重神经功能障碍，如先前所述24。
<ol>
	<li>测试大鼠被放置于直径为50 cm的圆圈中心时无法离开该圆圈的能力。每轮实验分别持续30分钟、60分钟及超过60分钟，共进行三次。 
	注意：若通过尾巴抓取大鼠，应握住尾巴基部。</li>
	<li>测试大鼠翻正反射的丧失情况。
	<ol>
		<li>将动物仰卧置于研究人员手掌中。若动物能够自行翻正（四肢着地站立），则记为1分25。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>测试大鼠是否存在偏瘫，即无法抵抗被动强制体位的能力。</li>
	<li>通过尾巴提起大鼠，以检测后肢的反射性屈曲反应。</li>
	<li>将大鼠置于地面，测试其直线行走能力。</li>
	<li>进行三项反射行为测试：耳廓反射、角膜反射和惊吓反射。
	<ol>
		<li>进行耳廓反射测试时，施加轻触刺激，检测耳朵回缩反应，方法如前所述25。</li>
		<li>测试角膜反射时，用柔软细棒轻触眼部，观察眨眼反应，并按0分（无反应）至三次眨眼（3分）的评分标准进行测量，方法如前所述25。</li>
		<li>进行惊吓反射测试时，将笔沿金属笼顶部快速划过，记录反应程度，评分标准为0分（无反应）至3分（跳跃1 cm或以上），方法如前所述25。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>根据大鼠探索行为的丧失及卧倒状态（转移至新环境后不移动胡须、不嗅探、不跑动）对其进行评分24。</li>
	<li>测试左右前肢及左右后肢的肢体放置反射。</li>
	<li>通过平衡木实验评估功能，使用宽度为1.5 cm的横梁。测试时分别记录持续20秒、40秒及超过60秒的实验阶段。</li>
	<li>进行横梁行走测试，使用三种不同宽度的横梁：8.5 cm、5 cm 和 2.5 cm。</li>
</ol>
3. 准备度量任务
<ol>
	<li>设备
	<ol>
		<li>将一个直径为200 cm、厚度为1 cm的黑色圆形平台放置在桌面上。桌面高度应距离地面80 cm。</li>
		<li>在圆形平台中心位置设置两个不同的物体，两者相距68 cm。 
		注意：本实验中使用两个玻璃瓶作为物体，其中一个为高13.5 cm的圆柱形瓶，另一个为高20 cm的多面形瓶。向瓶内注水以确保其稳定性。</li>
		<li>准备一台摄像机，并安装用于采集、保存和处理数据所需的计算机软件。将摄像机安装在距离地面290 cm的高度。 
		注意：平台与摄像机之间的距离取决于摄像机的规格。摄像机画面应覆盖测试区域的整个范围。本实验中平台与摄像机之间的距离为210 cm。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>适应性训练
	<ol>
		<li>在正式实验前一天，将大鼠置于测试区域内，使其适应新环境10分钟，期间不进行视频录制。 
		注意：神经学任务与度量任务不应在同一天进行。&#160; 
		注意：度量测试应在红光环境下进行。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. 执行度量任务
注意：进行度量任务包括两个阶段：1）适应期（15 分钟）和 2）测试期（5 分钟）。
<ol>
	<li>适应期
	<ol>
		<li>在圆形平台中央放置两个不同的物体，两物体相距 68 cm。</li>
		<li>将大鼠置于平台一端，使其距两个物体距离相等，持续 15 分钟，并录制视频。</li>
		<li>将大鼠从平台上移开，放入单独的笼子中静置 5 分钟。</li>
		<li>用 5%-10% 的酒精清洁平台。 
		&#8203;注意：在通风良好的区域，可使用高达 70% 的酒精清洁平台。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>测试期
	<ol>
		<li>将两个物体之间的距离缩短至 34 cm。</li>
		<li>将大鼠放回平台，持续 5 分钟，并录制其探索行为的视频。</li>
		<li>用 5%-10% 的酒精清洁平台。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. 数据分析
注意：数据分析由专为动物行为研究设计的视频追踪软件完成，该软件可自动记录动物的活动和运动情况（参见材料表）。该软件可自动分析多种行为学参数，包括运动能力、活动水平和探索行为。
<ol>
	<li>在分析视频文件之前，插入软件硬件密钥。启动视频追踪软件并打开预设 模板.</li>
	<li>在 设置 切片，按如下方式核对设置： Arena，试验控制，以及 检测设置 （参见 图 2a) . 
	注意：本实验中，探索区域的参数定义为围绕目标物体周围6 cm的范围，记录大鼠进入该区域的时间。</li>
	<li>在确认设置后，复制并重命名这些设置。</li>
	<li>在程序的主界面上 抓取背景 通过鼠标右键单击。</li>
	<li>选择一个视频文件作为背景图像。在 浏览 菜单中，选择视频文件的位置。</li>
	<li>拍摄图像并标记待研究的区域和范围，对图像进行校准以供分析。对后续样本执行相同的步骤 试验控制 和 检测设置.</li>
	<li>在主菜单中，选择 试验列表 并下载视频文件列表以供分析。</li>
	<li>添加视频并使用所需设置标明位置。</li>
	<li>选择采集和 开始试用 （参见 图2b，c）。将所有数据导出为 Excel 文件（参见 图 2d). 
	注意：在适应期和测试期执行所有计算。指标任务评估使用高级模板进行准备。</li>
</ol>

<ol><li>Binder, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persisting+symptoms+after+mild+head+injury%3A+A+review+of+the+postconcussive+syndrome%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+and+Experimental+Neuropsychology%22%5BJournal%5D)">Persisting symptoms after mild head injury: A review of the postconcussive syndrome.</a> Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 8 (4), 323-346 (1986).</li>
<li>Binder, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+mild+head+trauma.+Part+II%3A+Clinical+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+and+Experimental+Neuropsychology%22%5BJournal%5D)">A review of mild head trauma. Part II: Clinical implications.</a> Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 19 (3), 432-457 (1997).</li>
<li>Binder, L. M., Rohling, M. L., Larrabee, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+mild+head+trauma.+Part+I%3A+Meta-analytic+review+of+neuropsychological+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Clinical+and+Experimental+Neuropsychology%22%5BJournal%5D)">A review of mild head trauma. Part I: Meta-analytic review of neuropsychological studies.</a> Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 19 (3), 421-431 (1997).</li>
<li>Leininger, B. E., Gramling, S. E., Farrell, A. D., Kreutzer, J. S., Peck, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuropsychological+deficits+in+symptomatic+minor+head+injury+patients+after+concussion+and+mild+concussion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurology%2C+Neurosurgery+%26+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Neuropsychological deficits in symptomatic minor head injury patients after concussion and mild concussion.</a> Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 53 (4), 293-296 (1990).</li>
<li>Levin, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobehavioral+outcome+following+minor+head+injury%3A+a+three-center+study%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Neurobehavioral outcome following minor head injury: a three-center study.</a> Journal of Neurosurgery. 66 (2), 234-243 (1987).</li>
<li>McMillan, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Minor+head+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Neurology%22%5BJournal%5D)">Minor head injury.</a> Current Opinion in Neurology. 10 (6), 479-483 (1997).</li>
<li>Millis, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-term+neuropsychological+outcome+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Head+Trauma+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Long-term neuropsychological outcome after traumatic brain injury.</a> The Journal of Head Trauma Rehabilitation. 16 (4), 343-355 (2001).</li>
<li>Stuss, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reaction+time+after+head+injury%3A+fatigue%2C+divided+and+focused+attention%2C+and+consistency+of+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurology%2C+Neurosurgery+%26+Psychiatry%22%5BJournal%5D)">Reaction time after head injury: fatigue, divided and focused attention, and consistency of performance.</a> Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 52 (6), 742-748 (1989).</li>
<li>Gurkoff, G. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+metric%2C+topological%2C+and+temporal+ordering+memory+tasks+after+lateral+fluid+percussion+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Evaluation of metric, topological, and temporal ordering memory tasks after lateral fluid percussion injury.</a> Journal of Neurotrauma. 30 (4), 292-300 (2013).</li>
<li>Goodrich-Hunsaker, N. J., Howard, B. P., Hunsaker, M. R., Kesner, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+topological+task+adapted+for+rats%3A+Spatial+information+processes+of+the+parietal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiology+of+Learning+and+Memory%22%5BJournal%5D)">Human topological task adapted for rats: Spatial information processes of the parietal cortex.</a> Neurobiology of Learning and Memory. 90 (2), 389-394 (2008).</li>
<li>Goodrich-Hunsaker, N. J., Hunsaker, M. R., Kesner, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissociating+the+role+of+the+parietal+cortex+and+dorsal+hippocampus+for+spatial+information+processing%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Dissociating the role of the parietal cortex and dorsal hippocampus for spatial information processing.</a> Behavioral Neuroscience. 119 (5), 1307(2005).</li>
<li>Goodrich-Hunsaker, N. J., Hunsaker, M. R., Kesner, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interactions+and+dissociations+of+the+dorsal+hippocampus+subregions%3A+how+the+dentate+gyrus%2C+CA3%2C+and+CA1+process+spatial+information%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The interactions and dissociations of the dorsal hippocampus subregions: how the dentate gyrus, CA3, and CA1 process spatial information.</a> Behavioral Neuroscience. 122 (1), 16(2008).</li>
<li>Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Barnes+maze+testing+strategies+with+small+and+large+rodent+models%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3AJoVE%22%5BJournal%5D)">Barnes maze testing strategies with small and large rodent models.</a> Journal of Visualized Experiments:JoVE. (84), e51194(2014).</li>
<li>O'leary, T. P., Brown, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+apparatus+design+and+test+procedure+on+learning+and+memory+performance+of+C57BL%2F6J+mice+on+the+Barnes+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">The effects of apparatus design and test procedure on learning and memory performance of C57BL/6J mice on the Barnes maze.</a> Journal of Neuroscience Methods. 203 (2), 315-324 (2012).</li>
<li>Bromley-Brits, K., Deng, Y., Song, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morris+water+maze+test+for+learning+and+memory+deficits+in+Alzheimer%27s+disease+model+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3AJoVE%22%5BJournal%5D)">Morris water maze test for learning and memory deficits in Alzheimer's disease model mice.</a> Journal of Visualized Experiments:JoVE. (53), e2920(2011).</li>
<li>Smith, C., Rose, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evidence+for+a+paradoxical+sleep+window+for+place+learning+in+the+Morris+water+maze%5BTitle%5D)+AND+%22Physiology+%26+Behavior%22%5BJournal%5D)">Evidence for a paradoxical sleep window for place learning in the Morris water maze.</a> Physiology & Behavior. 59 (1), 93-97 (1996).</li>
<li>Roof, R. L., Zhang, Q., Glasier, M. M., Stein, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gender-specific+impairment+on+Morris+water+maze+task+after+entorhinal+cortex+lesion%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Gender-specific impairment on Morris water maze task after entorhinal cortex lesion.</a> Behavioural Brain Research. 57 (1), 47-51 (1993).</li>
<li>Deacon, R. M., Rawlins, J. N. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((T-maze+alternation+in+the+rodent%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">T-maze alternation in the rodent.</a> Nature Protocols. 1 (1), 7(2006).</li>
<li>Penley, S. C., Gaudet, C. M., Threlkeld, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+an+eight-arm+radial+water+maze+to+assess+working+and+reference+memory+following+neonatal+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3AJoVE%22%5BJournal%5D)">Use of an eight-arm radial water maze to assess working and reference memory following neonatal brain injury.</a> Journal of Visualized Experiments:JoVE. (82), e50940(2013).</li>
<li>Davis, A. R., Shear, D. A., Chen, Z., Lu, X. -C. M., Tortella, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+two+cognitive+test+paradigms+in+a+penetrating+brain+injury+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">A comparison of two cognitive test paradigms in a penetrating brain injury model.</a> Journal of Neuroscience Methods. 189 (1), 84-87 (2010).</li>
<li>Jones, N. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+traumatic+brain+injury+induces+a+pervasive+hyperanxious+phenotype+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Experimental traumatic brain injury induces a pervasive hyperanxious phenotype in rats.</a> Journal of Neurotrauma. 25 (11), 1367-1374 (2008).</li>
<li>Kabadi, S. V., Hilton, G. D., Stoica, B. A., Zapple, D. N., Faden, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid-percussion-induced+traumatic+brain+injury+model+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats.</a> Nature Protocols. 5 (9), 1552(2010).</li>
<li>Ohayon, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell-free+DNA+as+a+marker+for+prediction+of+brain+damage+in+traumatic+brain+injury+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Cell-free DNA as a marker for prediction of brain damage in traumatic brain injury in rats.</a> Journal of Neurotrauma. 29 (2), 261-267 (2012).</li>
<li>Frank, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+Diffuse+Axonal+Brain+Injury+in+Rats+Based+on+Rotational+Acceleration%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3AJoVE%22%5BJournal%5D)">Induction of Diffuse Axonal Brain Injury in Rats Based on Rotational Acceleration.</a> Journal of Visualized Experiments:JoVE. (159), e61198(2020).</li>
<li>Hunter, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+assessments+in+mice+and+rats+after+focal+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">Functional assessments in mice and rats after focal stroke.</a> Neuropharmacology. 39 (5), 806-816 (2000).</li>
<li>Yarnell, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+revised+neurobehavioral+severity+scale+%28NSS-R%29+for+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Protocols+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The revised neurobehavioral severity scale (NSS-R) for rodents.</a> Current Protocols in Neuroscience. 75, 1-16 (2016).</li>
<li>Fujimoto, S. T., Longhi, L., Saatman, K. E., McIntosh, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+and+cognitive+function+evaluation+following+experimental+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+%26+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">Motor and cognitive function evaluation following experimental traumatic brain injury.</a> Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 28 (4), 365-378 (2004).</li>
<li>Hausser, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detecting+behavioral+deficits+in+rats+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%3AJoVE%22%5BJournal%5D)">Detecting behavioral deficits in rats after traumatic brain injury.</a> Journal of Visualized Experiments:JoVE. (131), e56044(2018).</li>
<li>Ma, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+differences+in+traumatic+brain+injury%3A+a+multi-dimensional+exploration+in+genes%2C+hormones%2C+cells%2C+individuals%2C+and+society%5BTitle%5D)+AND+%22Chinese+Neurosurgical+Journal%22%5BJournal%5D)">Sex differences in traumatic brain injury: a multi-dimensional exploration in genes, hormones, cells, individuals, and society.</a> Chinese Neurosurgical Journal. 5 (1), 1-9 (2019).</li>
<li>Shahrokhi, N., Khaksari, M., Soltani, Z., Mahmoodi, M., Nakhaee, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+sex+steroid+hormones+on+brain+edema%2C+intracranial+pressure%2C+and+neurologic+outcomes+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Physiology+and+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Effect of sex steroid hormones on brain edema, intracranial pressure, and neurologic outcomes after traumatic brain injury.</a> Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 88 (4), 414-421 (2010).</li>
<li>Farace, E., Alves, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Do+women+fare+worse%3A+a+metaanalysis+of+gender+differences+in+traumatic+brain+injury+outcome%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Do women fare worse: a metaanalysis of gender differences in traumatic brain injury outcome.</a> Journal of Neurosurgery. 93 (4), 539-545 (2000).</li>
<li>Basso, M. R., Harrington, K., Matson, M., Lowery, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((FORUM+sex+differences+on+the+WMS-III%3A+findings+concerning+verbal+paired+associates+and+faces%5BTitle%5D)+AND+%22The+Clinical+Neuropsychologist%22%5BJournal%5D)">FORUM sex differences on the WMS-III: findings concerning verbal paired associates and faces.</a> The Clinical Neuropsychologist. 14 (2), 231-235 (2000).</li>
<li>Janowsky, J. S., Chavez, B., Zamboni, B. D., Orwoll, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+cognitive+neuropsychology+of+sex+hormones+in+men+and+women%5BTitle%5D)+AND+%22Developmental+Neuropsychology%22%5BJournal%5D)">The cognitive neuropsychology of sex hormones in men and women.</a> Developmental Neuropsychology. 14 (2-3), 421-440 (1998).</li>
<li>Halari, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+differences+and+individual+differences+in+cognitive+performance+and+their+relationship+to+endogenous+gonadal+hormones+and+gonadotropins%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioral+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Sex differences and individual differences in cognitive performance and their relationship to endogenous gonadal hormones and gonadotropins.</a> Behavioral Neuroscience. 119 (1), 104(2005).</li>
<li>Rowe, R. K., Griffiths, D., Lifshitz, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRowe%2C+RK+%22Pre-Clinical+and+Clinical+Methods+in+Brain+Trauma+Research%22">Pre-Clinical and Clinical Methods in Brain Trauma Research</a>. , Springer. 97-110 (2018).</li>
<li>Kabadi, S. V., Hilton, G. D., Stoica, B. A., Zapple, D. N., Faden, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluid-percussion-induced+traumatic+brain+injury+model+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats.</a> Nature Protocols. 5 (9), 1552-1563 (2010).</li>
<li>Losurdo, M., Davidsson, J., Sköld, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffuse+axonal+injury+in+the+rat+brain%3A+axonal+injury+and+oligodendrocyte+activity+following+rotational+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Sciences%22%5BJournal%5D)">Diffuse axonal injury in the rat brain: axonal injury and oligodendrocyte activity following rotational injury.</a> Brain Sciences. 10 (4), 229(2020).</li>
<li>Kuts, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+method+for+assessing+cerebral+edema%2C+infarcted+zone+and+blood-brain+barrier+breakdown+in+a+single+post-stroke+rodent+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A novel method for assessing cerebral edema, infarcted zone and blood-brain barrier breakdown in a single post-stroke rodent brain.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 1105(2019).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

通过特异性靶向度量空间信息处理过程，该度量测试为理解创伤性脑损伤（TBI）后的记忆缺陷提供了必要的工具。本文所述方案是对先前描述的行为学任务的一种改进11。此前描述的一种度量任务采用了两种不同的范式，每种范式均包括三次适应期阶段和一次测试阶段。第一种范式在适应期后将熟悉的物体移得更近，而第二种范式则将物体移得更远11。
与需要5天13或14天14完成的巴恩斯迷宫相比，本文介绍的度量任务在2天内完成，第1天用于适应，第2天进行任务测试9。本实验方案中的任务比莫里斯水迷宫等类似行为学任务的应激性更低，因为后者涉及动物在水中游泳所产生的应激以及更长的实验持续时间15,16,1</...

中度创伤性脑损伤（TBI）后出现注意力、执行功能及某些记忆缺陷等神经功能缺损的患病率超过50%1,2,3,4,5,6,7,8。TBI可导致空间短时记忆、长时记忆和工作记忆的严重损害9。这些记忆功能损害已在TBI的啮齿类动物模型中被观察到。啮齿类动物模型推动了记忆检测技术的发展，使得研究人员能够更深入地探究TBI对神经记忆系统中记忆处理过程的影响。
两项分别与拓扑和度量空间信息处理相关的测试有助于测量空间工作记忆（SWM）。拓扑测试依赖于环境空间或物体周围连接或封闭空间的大小变化，而度量测试则评估物体之间角度或距离的变化10,11。Goodrich-Hunsaker 等人首次将人类的拓扑测试改编用于大鼠10，并应用度量任务来区分顶叶皮层（PC）和背侧海马在空间信息处理中的作用11。类似地，Gurkoff 及其同事在侧向液体冲击损伤后评估了度量、拓扑以及时间顺序记忆任务的表现9。特定脑区的损伤与度量或拓扑记忆障碍之间存在相关性。研究表明，度量记忆障碍与双侧背侧齿状回以及海马 cornu ammonis（CA）亚区 CA3 的病变相关，而拓扑记忆障碍则与双侧顶叶皮层的病变相关10,12。
本实验方案的目的是通过度量任务评估大鼠群体中的空间记忆缺陷。该方法是研究脑损伤后SWM机制的合适替代方案，其优点包括操作相对简便、灵敏度高、可重复性成本低、可实现动态观察以及处于低应激环境。与其他行为学任务（如Barnes迷宫13,14、Morris水迷宫导航任务15,16,17或空间迷宫任务18,19）相比，该度量测试更为简单。由于操作简便，度量测试所需的训练周期更短，应激性更低，且仅需2天完成9：1天用于适应性训练，1天用于正式任务。此外，我们提出的测试比其他低应激测试（如新物体识别（NOR）任务）更容易实施，且无需额外的适应性训练日20。
本文提供了一种评估脑损伤后空间工作记忆（SWM）的简便模型。该对创伤性脑损伤（TBI）后SWM的评估方法可能有助于更全面地研究其病理生理机制。

<table><tbody><tr><td>70% 酒精溶液中的 2% 氯己定</td><td>SIGMA - ALDRICH</td><td>500 cc</td><td>用于手术区域皮肤的一般消毒</td></tr><tr><td>&amp;nbsp;0.1% 布比卡因</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>四种不同厚度的板（1.5 cm、2.5 cm、5 cm 和 8.5 cm）</td><td>用于评估神经功能缺陷</td><td></td><td></td></tr><tr><td>4-0 尼龙缝合线</td><td>4-00</td><td></td><td></td></tr><tr><td>瓶子</td><td>Techniplast</td><td>ACBT0262SU</td><td>150 ml 瓶子，分别装有 100 ml 水和 100 ml 1% (w/v) 蔗糖溶液</td></tr><tr><td>用于拓扑与度量任务的四个瓶子</td><td></td><td></td><td>使用两个小瓶作为物体，第一个为圆形（高 13.5 cm），第二个为刻面形（高 20 cm）；另使用两个大刻面瓶，第一个为 9×6 cm（高 21 cm），第二个为 7×7 cm（高 21 cm）</td></tr><tr><td>直径 3 mm 的金刚石空心钻头</td><td></td><td>玻璃空心钻头套装</td><td>可选&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>电子天平</td><td>SIGMA - ALDRICH</td><td>Rs 4,000</td><td></td></tr><tr><td>解剖剪刀</td><td>SIGMA - ALDRICH</td><td>Z265969</td><td></td></tr><tr><td>99.9% 乙醇</td><td>&amp;nbsp;药房</td><td></td><td>使用 5%-10% 溶液清洁设备并去除异味</td></tr><tr><td>EthoVision XT（视频分析软件）</td><td>Noldus, Wageningen, 荷兰</td><td></td><td>可选</td></tr><tr><td>液体冲击装置</td><td>由大学车间定制</td><td></td><td>&amp;nbsp;&amp;nbsp; 不推荐特定品牌</td></tr><tr><td>纱布海绵</td><td>Fisher</td><td>22-362-178</td><td></td></tr><tr><td>手套（薄型实验手套）</td><td></td><td></td><td>可选</td></tr><tr><td>带温度计的加热器</td><td>Heatingpad-1</td><td>型号：HEATINGPAD-1/2</td><td>&amp;nbsp;&amp;nbsp; 不推荐特定品牌</td></tr><tr><td>Horizon-XL</td><td>Mennen Medical Ltd</td><td></td><td></td></tr><tr><td>异氟烷，USP 100%</td><td>Piramal Critical Care, Inc</td><td>NDC 66794-017</td><td>用于吸入麻醉的麻醉液体</td></tr><tr><td>Office 365 ProPlus</td><td>Microsoft</td><td>-</td><td>Microsoft Office Excel</td></tr><tr><td>Olympus BX 40 显微镜</td><td>Olympus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>手术&amp;nbsp;镊子</td><td>SIGMA - ALDRICH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>手术&amp;nbsp;剪刀</td><td>SIGMA - ALDRICH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>用于超声波发声记录和数据分析的 PC 计算机</td><td>Intel</td><td></td><td>Intel&amp;reg; Core i5-6500 CPU @ 3.2GHz，16 GB 内存，64 位操作系统</td></tr><tr><td>由狭窄通道连接的有机玻璃箱</td><td></td><td></td><td>两个透明的 30 cm &amp;times; 20 cm &amp;times; 20 cm 有机玻璃箱，由一条 15 cm &amp;times; 15 cm &amp;times; 60 cm 的狭窄通道连接</td></tr><tr><td>Purina Chow</td><td>Purina</td><td>5001</td><td>提供给大鼠、小鼠和仓鼠的啮齿类动物实验饲料，是一种生命周期营养饲料，已在生物医学研究中使用超过 5 年</td></tr><tr><td>大鼠笼子&amp;nbsp;（大鼠居住笼或其他围栏）</td><td>Techniplast</td><td>2000P</td><td>不推荐特定品牌</td></tr><tr><td>11 号手术刀片</td><td>SIGMA - ALDRICH</td><td>S2771</td><td></td></tr><tr><td>SPSS</td><td>SPSS Inc., Chicago, IL, 美国</td><td>&amp;nbsp;20 版本</td><td></td></tr><tr><td>立体定位仪</td><td>由大学车间定制</td><td></td><td>&amp;nbsp;&amp;nbsp; 不推荐特定品牌</td></tr><tr><td>计时装置</td><td>间隔计时器：用于记录超声波发声</td><td></td><td>可选。任何计时器均可使用，但如果同时对多只大鼠进行搔痒刺激，使用间隔计时器更为方便</td></tr><tr><td>拓扑与度量任务装置</td><td>由内盖夫本-古里安大学自制</td><td></td><td>直径 200 cm、厚 1 cm 的白色圆形平台置于桌面上</td></tr><tr><td>视频摄像机</td><td>Logitech</td><td>C920 HD PRO WEBCAM</td><td>用于在十字迷宫实验中高清记录大鼠行为的数码摄像机</td></tr><tr><td>Windows 10</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

一种用于评估成年大鼠创伤性脑损伤后空间工作记忆的度量测试

A Metric Test for Assessing Spatial Working Memory in Adult Rats Following Traumatic Brain Injury

创伤性脑损伤（TBI）后，感觉、短期和长期记忆受损是常见的副作用。由于人类研究存在伦理限制，动物模型为测试治疗方法以及研究该疾病的机制和相关并发症提供了合适的替代方案。实验性啮齿类动物模型因其易获得性、低成本、可重复性以及经过验证的方法，历来被最广泛使用。度量测试是一种用于研究TBI后空间工作记忆（SWM）受损情况的技术，通过检测动物对两个物体之间不同距离和角度位置的记忆能力来进行评估。度量任务的显著优势包括可实现动态观察、成本低、可重复性强、实施相对简便以及对动物造成的应激较小。本文介绍了一种用于测量成年大鼠在TBI后SWM功能受损的度量测试方案。该测试为更有效地评估脑功能的生理与病理生理状态提供了一种可行的方法。

组间比较的显著性通过Mann-Whitney检验确定。结果的统计学显著性定义为P &lt; 0.05，而高度统计学显著性定义为P &lt; 0.01。
结果显示，在干预前和创伤性脑损伤（TBI）后28天，各组之间的神经功能缺损评分（NSS）无差异。每组包括12只雌性或12只雄性大鼠。TBI后48小时获得的NSS评分见表1。在损伤后第28天表现出明显神经功能缺损的TBI组大鼠被排除在实验之外。数据以计数形式测量，表示为中位数±范围。
假手术对照组在研究开始后的第48小时未表现出任何神经功能缺损（NSS-0）。根据Mann-Whitney检验（表1），创伤性脑损伤（TBI）雄性大鼠在TBI后48小时的神经功能缺损显著高于假手术雄性大鼠（5.5(4–7) vs. 0(0–0)，U = 0，p &lt; 0.01，r = -0.89），雌性TBI大鼠也显著高于假手术雌性大鼠（4.5(3.25–6) vs. 0(0–0)，U = 0，p &lt; 0.01，r = -0...

创伤性脑损伤（TBI）常伴随记忆功能障碍。本文介绍了一种通过度量任务评估TBI后空间工作记忆的实验方案。度量测试是研究TBI后空间工作记忆障碍的有效工具。

创伤性脑损伤（TBI）后，感觉、短期和长期记忆受损是常见的副作用。由于……的伦理限制

创伤性脑损伤通常与记忆障碍相关。本文介绍了一种通过度量任务评估创伤性脑损伤后空间工作记忆的实验方案。度量任务的主要优势包括可实现动态观察、成本低且可重复、实施相对简便，以及对动物产生的应激较小。为了评估矢状旁液滴冲击损伤后的神经严重程度评分，将成年Sprague Dawley大鼠置于直径50厘米的圆圈中心，重复三次，观察其离开圆圈的能力。为检测翻正反射的丧失，将动物仰卧于手掌中，若大鼠能够自行翻正，则评分为1分。为检测偏瘫，评估大鼠抵抗被动体位改变的能力是否丧失。为了测试后肢的反射性屈曲，用尾巴将动物提起。为了测试直线行走能力，将大鼠放置在地面上。为了测试耳廓反射，进行轻微的触觉刺激以观察耳朵的回缩反应。检测角膜反射时，用柔软的细棒轻轻接触眼睛，并测量眨眼反应。检测惊吓反射时，将笔快速划过金属丝笼顶部，记录动物的反应。评估衰竭状态下探索行为的丧失程度时，将大鼠放入新环境中，观察其是否出现胡须运动、嗅探或奔跑行为。然后测试左侧和右侧前肢的肢体反射，接着测试左侧和右侧后肢的反射。为评估平衡能力，进行横梁平衡实验：将大鼠置于一根宽1.5厘米的横梁上，分别进行持续20秒、40秒以及超过40秒的实验阶段。随后使用三种不同宽度的横梁进行横梁行走测试。执行度量任务之前，将一个直径200厘米、厚1厘米的黑色圆形平台放置在高80厘米的桌子上，并将两个物体放在平台中心，两物体相距68厘米。在距地面290厘米的高度安装一台配备必要计算机软件的摄像机，用于采集、保存和处理数据。分析前一日，将大鼠放置在平台上10分钟，使其适应新环境。在实验当天，将大鼠放置于平台的一端，使其与两个物体的距离相等，进行为期15分钟的适应期，并开始记录。适应期结束后，将大鼠转移至单独的笼子中静置5分钟，并用5%至10%的酒精清洁平台。随后将两个物体之间的距离缩短至34厘米，再将大鼠放回平台，记录其5分钟内的探索行为。在继续下一只动物之前，再次清洁平台。在分析视频文件之前，插入软件硬件密钥，然后启动视频追踪软件并打开预设模板。在主视野中验证、复制并重命名实验区域的试验控制和检测设置后，右键单击鼠标以选择采集背景。在浏览菜单中选择用作背景图像的视频文件的位置。捕获图像并标记待研究的区域和范围，以对图像进行校准以便分析。对试验对照和检测设置执行相同的配置。从试验列表中下载用于分析的视频文件列表后，添加视频并标明所需设置的位置。然后选择采集并开始试验，将所有数据导出到电子表格中。假手术损伤后48小时，对照组未表现出任何神经功能缺损。脑外伤后，雄性和雌性损伤动物的神经功能缺损均显著加重。在度量任务中，雄性脑外伤大鼠的物体探索时间显著短于假手术雄性大鼠。雌性脑外伤大鼠与假手术雌性大鼠也表现出相同的趋势。完成度量任务后，我们可以进行其他记忆评估方法，例如巴恩斯迷宫以及拓扑和水迷宫任务。度量任务还允许进一步研究在类似神经系统损伤模型中的记忆障碍，例如弥漫性轴索脑损伤和脑卒中模型。

a-metric-test-for-assessing-spatial-working-memory-adult-rats

Research

科研

JoVE Journal

Neuroscience

神经科学

创伤性脑损伤后评估成年大鼠空间工作记忆的指标测试

在本视频中，我们介绍了带有平台重置的莫里斯水迷宫实验，这是一种用于研究啮齿类动物工作记忆的导航任务。...

带平台重置的水迷宫：一种评估工作记忆的方法

八臂放射状水迷宫通过要求受试者利用迷宫外线索定位逃生平台，可同时评估参考记忆和工作记忆表现，克服了基于陆地的放射臂迷宫设计中存在的局限性。...

使用八臂放射状水迷宫评估新生儿脑损伤后的 工作记忆与参考记忆

为了在一种新型模型中研究阿尔茨海默病（AD）与脑卒中共病的情况，本文描述了三种用于评估运动控制和认知行为的行为学任务。这些任务包括平衡木行走实验、圆筒实验和莫里斯水迷宫实验。...

阿尔茨海默病伴发脑卒中转基因大鼠模型中运动功能及海马依赖性空间学习与参考记忆评估

本文介绍一种无需游泳的小鼠特异性认知功能检测方案。该方法可有效区分由控制性皮质撞击诱导的创伤性脑损伤小鼠与假手术对照组小鼠。...

利用放射状水迷宫评估创伤性脑损伤小鼠模型中的空间记忆障碍

本文所介绍的行为学测试旨在检测大鼠在创伤性脑损伤后的功能缺陷。文中提供了四种特定测试，用于检测行为缺陷，以反映损伤后长达一年时间内特定脑区所受到的损害。...

检测大鼠创伤性脑损伤后的行为缺陷

本方案描述了使用改良T型迷宫评估缺氧性心脏骤停所致脑缺血中功能学习/记忆的方法。...

利用改良T型迷宫评估心脏骤停后的功能记忆结果

该 本研究旨在通过检测大鼠大脑中动脉闭塞/再灌注（MCAO/R）后1至90天的脑梗死及感觉运动功能，建立并验证一种用于脑缺血恢复期及后遗症期研究的动物模型。...

一种用于评估大鼠急性中风后脑功能恢复的临床前模型

本文介绍了一种闭合性轻度创伤性脑损伤（mTBI）大鼠模型，并对其进行了验证，结果显示该模型在急性期和亚急性期的行为学表现与人类轻度创伤性脑损伤具有显著相似性。...

闭合性头部轻度创伤损伤大鼠模型及其验证

本方案介绍了一种通过闭合性头部损伤（CHI）方法诱导的重复性轻度创伤性脑损伤（rmTBI）小鼠改良模型。该方法采用颅骨变薄窗口结合液体打击技术，可减少因脑膜暴露所引起的常见炎症反应，同时提高了在啮齿类动物中建立rmTBI模型的可重复性和准确性。...

改良的小鼠重复性轻度创伤性脑损伤模型结合颅骨变薄窗与液体打击技术

大多数啮齿类动物的行为实验最初是为大鼠设计的。由于大鼠与小鼠之间存在行为差异，这些实验有时需要针对小鼠进行修改。本文介绍了一种用于检测小鼠空间工作记忆的方法，旨在尽量减少工作记忆任务过程中小鼠所承受的压力。...

一种用于小鼠的半自动化八臂放射迷宫中的趋近性空间工作记忆任务，可减少迷宫中恐惧记忆的关联

学习使用指标任务评估创伤性脑损伤后成年大鼠的空间工作记忆损伤。该方案采用Sprague Dawley大鼠模型，通过神经严重程度评分和物体探索行为记录，提供可重复且低应激的检测方法。

一种用于评估成年大鼠创伤性脑损伤后空间工作记忆的度量测试

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