Ein metrischer Test zur Beurteilung des räumlichen Arbeitsgedächtnisses bei erwachsenen Ratten nach traumatischer Hirnverletzung

Traumatische Hirnverletzungen sind häufig mit Gedächtnisstörungen verbunden. Hier präsentieren wir ein Protokoll zur Beurteilung des räumlichen Arbeitsgedächtnisses nach traumatischer Hirnverletzung über eine metrische Aufgabe. Zu den Hauptvorteilen metrischer Aufgaben gehören die Möglichkeit der dynamischen Beobachtung, die kostengünstige Reproduzierbarkeit, die relative Einfachheit der Implementierung und die Umgebung mit geringer Belastung.

Um den neurologischen Schweregrad nach einer parasagittalen Flüssigkeitsperkussionsverletzung zu bewerten, platzieren Sie die erwachsene Sprague Dawley-Ratte dreimal in der Mitte eines Kreises mit einem Durchmesser von 50 Zentimetern und überwachen Sie ihre Fähigkeit, den Kreis zu verlassen. Um auf einen Verlust des Aufrichtreflexes zu testen, legen Sie das Tier auf den Rücken in die Handfläche und geben Sie eine Punktzahl von eins, wenn die Ratte in der Lage ist, sich selbst zu rektieren. Um auf Hemiplegie zu testen, bewerten Sie die Unfähigkeit der Ratte, einer erzwungenen Positionierung zu widerstehen.

Um die reflexive Beugung der Hintergliedmaße zu testen, heben Sie das Tier an seinem Schwanz an. Um die Fähigkeit zu testen, gerade zu gehen, legen Sie die Ratte auf den Boden. Um den Pinna-Reflex zu testen, führen Sie eine leichte, taktile Stimulation durch, um den Rückzug des Ohres zu beobachten.

Um den Hornhautreflex zu testen, tragen Sie leicht einen weichen Stick auf das Auge auf und messen Sie die Blinkreaktion. Um den Schreckreflex zu testen, ziehen Sie einen Stift über die Oberseite des Drahtkäfigs und zeichnen Sie die Reaktion des Tieres auf. Um den Verlust des Suchverhaltens bei der Prostration zu bewerten, legen Sie die Ratte in eine neue Umgebung und beobachten Sie, ob die Ratte ihre Schnurrhaare bewegt, schnüffelt oder rennt.

Testen Sie dann die Gliedmaßenreflexe auf die Platzierung auf den linken und rechten Vordergliedmaßen, gefolgt von den linken und rechten Hintergliedmaßen. Um das Gleichgewicht zu testen, führen Sie eine Strahlausgleichsaufgabe durch, indem Sie die Ratte für eine 20, 40 und mehr als eine zweite Sitzung auf einen 1,5 Zentimeter breiten Strahl legen. Führen Sie dann einen Balkenlauftest mit drei Balken unterschiedlicher Breite durch.

Bevor Sie die metrische Aufgabe ausführen, legen Sie eine 200 Zentimeter durchmesserige, einen Zentimeter dicke, schwarze kreisförmige Plattform auf einen 80 Zentimeter hohen Tisch und platzieren Sie zwei Objekte in der Mitte der Plattform, 68 Zentimeter voneinander entfernt. Installieren Sie eine Kamera mit der erforderlichen Computersoftware zum Erfassen, Speichern und Verarbeiten von Daten in einer Höhe von 290 Zentimetern über dem Boden. Einen Tag vor der Analyse legen Sie die Ratte für 10 Minuten auf die Plattform, um das Tier an die neue Umgebung zu gewöhnen.

Legen Sie die Ratte am Tag der Aufgabe für eine 15-minütige Gewöhnungszeit auf das Ende der Plattform, gleich weit von den Objekten entfernt, und beginnen Sie mit der Aufnahme. Am Ende der experimentellen Gewöhnungszeit die Ratte für fünf Minuten in einen einzelnen Käfig überführen und die Plattform mit fünf bis zehn Prozent Alkohol reinigen. Reduzieren Sie den Abstand zwischen den Objekten auf 34 Zentimeter und legen Sie die Ratte dann fünf Minuten lang auf die Plattform, während sie ihre Explorationsaktivität aufzeichnet.

Reinigen Sie die Plattform erneut, bevor Sie mit dem nächsten Tier fortfahren. Fügen Sie vor der Analyse der Videodateien den Softwarehardwareschlüssel ein, starten Sie dann die Videoverfolgungssoftware und öffnen Sie die voreingestellte Vorlage. Nachdem Sie die Steuerungs- und Erkennungseinstellungen für Arenaversuche im Hauptansichtsfeld überprüft, dupliziert und umbenannt haben, klicken Sie mit der rechten Maustaste, um den Greifhintergrund auszuwählen.

Wählen Sie im Menü "Durchsuchen" den Speicherort der Videodatei aus, die als Hintergrundbild verwendet werden soll. Erfassen Sie das Bild und markieren Sie die untersuchten Bereiche und Zonen, um das Bild für die Analyse zu kalibrieren. Führen Sie das gleiche Setup für die Teststeuerungs- und Erkennungseinstellungen durch.

Nachdem Sie die Liste der zu analysierenden Videodateien aus der Testliste heruntergeladen haben, fügen Sie die Videos hinzu und geben Sie den Speicherort mit den erforderlichen Einstellungen an. Wählen Sie dann die Erfassung aus und starten Sie die Testversion und exportieren Sie alle Daten in eine Tabelle. Die Kontrollgruppe zeigt 48 Stunden nach der Scheinverletzung keine neurologischen Defizite.

Nach TBI sind neurologische Defizite sowohl bei männlichen als auch bei weiblichen verletzten Tieren signifikant größer. Während der metrischen Aufgabe ist die Objekterkundungszeit für die männlichen TBI-Ratten deutlich kürzer als für die männlichen Scheinratten. Das gleiche Muster wird für die weiblichen TBI und weiblichen Scheinratten beobachtet.

Im Anschluss an die metrische Aufgabe können wir andere Methoden zur Gedächtnisbewertung durchführen, z. B. das Barnes-Labyrinth und topologische und Wasserlabyrinthaufgaben. Die metrische Aufgabe ermöglicht auch die weitere Erforschung von Gedächtnisstörungen in vergleichbaren Modellen neurologischer Schäden, wie z. B. Modelle diffuser axonaler Hirnverletzungen und Schlaganfälle.