Verhaltenscharakterisierung von Pentylentetrazol-induzierten Anfällen: Über die Racine-Skala hinaus

Unsere Forschung konzentriert sich auf die Charakterisierung und Quantifizierung von zwei Arten von iktalen Verhaltensweisen, dem Spasmus und dem Myoklonus, nach der Verabreichung von Pentylentetrazol. Wir versuchen herauszufinden, wie diese Verhaltensweisen zum Auftreten von limbischen Anfällen beitragen und wie sich die Muster im Laufe der Zeit entwickeln. In letzter Zeit gab es große Fortschritte beim Verständnis, wie sich fokale Anfälle durch neuronale Netzwerke ausbreiten und schließlich generalisieren.

Mit Hilfe der computergestützten Videoanalyse sind wir jetzt in der Lage, viel feinere Details darüber zu erfassen, wie sich Anfälle entwickeln. Die meisten Anfallsstudien stützen sich auf die Racine-Skala, aber dieser Ansatz übersieht oft wichtige Verhaltensweisen, die durch PTZ ausgelöst werden. Unser Protokoll hilft, diese Lücke zu schließen, indem es Ereignisse identifiziert und quantifiziert, die normalerweise übersehen werden, sowohl vor als auch nach dem tatsächlichen Auftreten des limbischen Anfalls.

Unser Protokoll ermöglicht eine viel detailliertere Analyse des Verhaltens. Anstatt uns auf einen einzigen Score zu verlassen, wie bei der Racine-Skala, können wir mehrere Parameter pro iktalem Ereignis messen, was uns ein tieferes Verständnis dafür gibt, was tatsächlich während der Anfälle passiert. Im Moment konzentriert sich unser Labor auf die Erforschung, ob alternative Medikamente gegen Krampfanfälle Krämpfe und Myoklonien verhindern, verzögern oder verringern können und wie sich dies auf die Entwicklung von limbischen Anfällen auswirken könnte.

Verwenden Sie zunächst eine Waage, um das Körpergewicht des Tieres zu messen. Berechnen Sie das Volumen der Pentylentetrazollösung, das für jedes Tier benötigt wird, basierend auf seinem Körpergewicht. Zeichnen Sie das Verhalten des Tieres in der Arena mindestens eine Stunde vor der Pentylentetrazol-Injektion auf.

Diese Gewöhnungsphase reduziert die neuheitsinduzierte Gehfähigkeit und Angst und ermöglicht die Extraktion der Ausgangsaktivität. Bereiten Sie die Pentylentetrazol-Injektion vor. Bei subkutaner Verabreichung befestigen Sie das Tier mit einer Hand und kneifen Sie die Haut vorsichtig zwischen den Schulterblättern ein.

Führen Sie die Nadel mit einer 1-Milliliter-Spritze, die an einer 26-1/2-Gauge-Nadel befestigt ist, parallel zur Körperausrichtung in den Unterhautraum ein und injizieren Sie die Lösung langsam. Sobald die Injektion abgeschlossen ist, entfernen Sie die Nadel vorsichtig, während Sie die Haut an der Austrittsstelle halten, um ein Auslaufen aufgrund des internen Hohlraumdrucks zu verhindern. Beobachten und notieren Sie sich, ob eine Lösung aus der Injektionsstelle austritt.

Wenn eine Leckage vorhanden ist, sollten Sie die Verabreichung von zusätzlichen 50 Mikrolitern derselben Pentylentetrazollösung in Betracht ziehen. Setze das Tier nun wieder in die Arena und nimm eine Stunde lang ununterbrochen auf. Stoppen Sie die Aufzeichnung eine Stunde oder länger nach der Pentylentetrazol-Injektion und kopieren Sie die Videodatei zur Nachbearbeitung.

Verwenden Sie dies für Video-Tracking und Verhaltenscodierung. Öffnen Sie die Solomon Coder-Software. Wenn eine Konfigurationsdatei verfügbar ist, wählen Sie Datei aus und klicken Sie auf Konfiguration laden, um vordefinierte Einstellungen zu laden.

Um ein Video zu öffnen, wählen Sie Datei und klicken Sie auf Video öffnen. Drücken Sie die Wiedergabetaste, um die Videowiedergabe zu starten. Klicken Sie mit der linken Maustaste oder drücken Sie die zugewiesene Tastaturtaste, um beobachtete Verhaltensweisen während der Wiedergabe zu markieren.

Um die Daten zu speichern, gehen Sie zu Analysieren, und wählen Sie Ausgabe speichern unter aus, um eine Datei mit kommagetrennten Werten zu erstellen. Wechseln Sie für das Codierblatt zu Datei, und wählen Sie Codierblatt speichern aus. Markieren Sie die Verabreichungszeit von Pentylentetrazol in dem Moment, in dem die Maus wieder im Videobild erscheint, nachdem sie in den Beobachtungsbereich zurückgebracht wurde.

Verwenden Sie diesen Moment als Zeitpunkt Null, um als zeitlicher Bezugspunkt für alle nachfolgenden Verhaltensweisen und Latenzberechnungen zu dienen. Beobachten Sie einige Minuten nach der Injektion von Pentylentetrazol auf Krämpfe und Myoklonus. Identifizieren Sie Krämpfe als schnelle, vorübergehende Kontraktionen der axialen Muskeln, einschließlich beidseitiger Ohrbeugung, Rückenmuskelkontraktion, Schwanzheben und selten einem Schrecksprung.

Kodieren Sie diese Krämpfe als diskrete, unmittelbare Ereignisse und verknüpfen Sie sie mit einem einzelnen Videobild. Um Myoklonus zu kodieren, identifizieren Sie Ereignisse, die länger als 200 Millisekunden sind und durch einen starken, abrupten myoklonischen Ruck des Kopfes, des Halses und der Pfoten gekennzeichnet sind. Klassifizieren Sie Subtypen basierend auf assoziiertem Zittern oder Richtungsverlust der Körperhaltung, einschließlich Vorwärts-, Links- oder Rechtsrichtungsverlust.

Codieren Sie das Ereignis über mehrere Frames hinweg, da die Dauer in der Regel zwischen einer und zwei Sekunden liegt. Identifizieren Sie bei limbischen Anfällen Verhaltensweisen, die mit der Racine-Skala übereinstimmen, beginnend mit Verhaltensstillstand oder Anstarren. Es folgen Automatismen, orofaziale Bewegungen, Myoklonus der Vordergliedmaßen oder des Kopfes und eine Eskalation zu Aufbäumen, Springen oder tonischen Anfällen.

Verwenden Sie die modifizierte Racine-Skala, um Ereignissen, die länger als 10 bis 15 Sekunden dauern, Unterkategorien zuzuweisen. Markieren Sie schließlich das Ende der Aufnahmesitzung auf einem einzelnen Videobild genau eine Stunde nach der Pentylentetrazol-Injektion. Die Abbildung zeigt Parameter, die aus diesem Codierungssystem extrahiert werden können, einschließlich der Latenz für jedes iktale Verhalten, der Anzahl der Ereignisse, der Ereignisdauer, des Intervalls zwischen den Ereignissen und der Schwere der limbischen Anfälle.

Bei Krämpfen kam es in den meisten Fällen zu einer Versteifung des Rumpfes, während nur 6 % der Krämpfe ausschließlich den Schwanz aktivierten. Myoklonus äußerte sich in 64% der Fälle überwiegend in Form von Zittern. Vorwärts-, Rechts- und Linksbewegungen wurden ebenfalls festgestellt.

Die Latenzzeit bis zum Ausbruch unterschied sich signifikant zwischen Krämpfen, Myoklonien und limbischen Anfällen, wobei Krämpfe am frühesten auftraten. Die Gesamtzahl der Krämpfe war signifikant höher als die von Myoklonien oder limbischen Anfällen. Das mediane Intervall zwischen den Ereignissen unterschied sich nicht signifikant zwischen Spasmen und Myoklonus, aber die limbischen Anfälle dauerten signifikant länger als die Myoklonus.

Im täglichen PTZ-Injektionsprotokoll nahmen die Krampflatenz und das Intervall zwischen den Ereignissen bis zum achten Tag signifikant ab, während die Krampfereignisse insgesamt zunahmen.