La evaluación de la función Miembro Anterior tras unilateral cervical SCI usando Tareas Novela: Limb Paso alternancia, inestabilidad postural y manipulación Pasta

El objetivo general de este procedimiento es evaluar los déficits funcionales y la recuperación tras una lesión cervical de la médula espinal. Esto se logra primero entrenando a los animales para que se acostumbren al manejo y al entorno de prueba. A continuación, se evalúa en las ratas su capacidad para alternar el paso de las extremidades.

Luego, se evalúa la capacidad de los animales para responder a los cambios en el centro de gravedad y para ajustar adecuadamente su postura. Finalmente, se analiza la función de las cuatro patas y de los cuatro miembros durante una tarea de manipulación motora fina, que requiere que los animales coman pasta. En última instancia, se pueden obtener resultados que muestran diferencias en el déficit tras una lesión medular cervical, lo que permite agrupar a los animales según sus déficits funcionales que se correlacionan con sus diferencias anatómicas.

La principal ventaja de los métodos descritos aquí frente a otros métodos existentes, como el análisis de huella de paso, es que son mucho más sencillos de usar y no requieren equipos ni software costosos. Estos métodos permiten obtener información sobre la recuperación funcional tras una lesión de la médula espinal, pero también pueden utilizarse en otros modelos de enfermedad, como la enfermedad de Parkinson, accidente cerebrovascular u otros trastornos neurológicos que causen déficit motor. Los animales utilizados en este estudio tendrán una lesión lateral de la médula espinal en los niveles C3-C4, inducida dos o tres semanas antes de la cirugía. Acostumbre a los animales al manejo y al entorno de pruebas, que estará cubierto con papel de lija para evitar resbalones, apoyos inestables o arrastre de las cuatro extremidades.

La prueba de alternancia de las cuatro extremidades determina si el animal coordina adecuadamente el uso de sus extremidades delanteras, y esta prueba puede realizarse diariamente antes de comenzar. Asegúrese de que el animal deje de forcejear y de que sus músculos estén relajados. A continuación, sostenga al animal sobre una superficie de mesa en una postura donde solo las extremidades delanteras soporten el peso, o en posición de carretilla, con su cuerpo casi en un ángulo de 90 grados respecto a la mesa. Una vez que el animal parezca relajado en sus manos, empuje suavemente al animal hacia adelante para que avance a lo largo de la superficie de la mesa.

Determine y registre si la rata alterna el uso de las extremidades anteriores al desplazarse sobre la superficie. Repita esta prueba al menos dos veces sosteniendo al animal con una mano y luego dos veces sosteniéndolo con la otra mano.

Si la rata demostró con éxito la alternancia de pasos, realice la prueba nuevamente introduciendo una espera de cinco segundos después del primer paso para determinar si el patrón de alternancia persiste tras un retraso. Anote los resultados y regístrelos en la hoja de puntuación. La prueba de inestabilidad postural examina la distancia que necesita el animal para dar un paso con la extremidad anterior con el fin de recuperar el equilibrio.

De forma similar a la prueba de alternancia, el animal debe relajar la tensión en sus músculos antes de comenzar, sobre una mesa cubierta con papel de lija. Permita que el animal adopte la posición de carretilla, con su cuerpo en un ángulo cercano a los 90 grados respecto a la mesa. Sujete ligeramente una de las extremidades delanteras contra el torso del animal y alinee su nariz con la línea cero, vista desde arriba. A continuación, mueva la rata hacia adelante. Esto desplazará el centro de gravedad del animal y lo estimulará a dar un paso para recuperar el equilibrio.

Determine la nueva posición de la nariz después de que la rata da dos pasos y utilice el promedio de estos dos pasos como la distancia necesaria para desencadenar un paso. Registre los resultados en la hoja de puntuación de la prueba de inestabilidad postural proporcionada en el protocolo del texto. Pruebe cada miembro cinco veces.

La prueba de manipulación de pasta medirá el tiempo que tarda en comerse un trozo estándar de pasta y la preferencia de pata durante cada sesión. Una o dos semanas antes de la cirugía, dé a la rata cinco o seis trozos de espagueti delgado de 4,0 centímetros de longitud cada día en su jaula de alojamiento para prepararla para las mediciones basales. A continuación, coloque a la rata en una cámara de prueba y coloque trozos de pasta cerca del frente de la cámara, donde pueda observarse fácilmente el uso de sus miembros anteriores. Luego registre el tiempo que tarda en comerse cada trozo de pasta.

Permita que el animal coma al menos tres trozos por sesión. Si el animal hace una pausa mientras come, detenga el cronómetro. Vuelva a iniciar el cronómetro cuando el animal reanude la alimentación.

Una vez que la rata haya mostrado un tiempo constante para comer espagueti durante al menos tres días en el entrenamiento, el animal está listo para la grabación de la línea base para recopilar datos: coloque trozos de espagueti en el suelo cerca del frente de la cámara utilizando la hoja de puntuación para la manipulación de espagueti proporcionada en el protocolo escrito; registre el tiempo que tarda la rata en comer un trozo de espagueti, qué miembros anteriores utilizó y las posiciones de los miembros anteriores como se muestra aquí. Utilizando la prueba de alternancia de pasos con miembros anteriores. Después de una lesión espinal quirúrgica, solo el 50 % de los animales fueron capaces de alternar el uso de sus miembros anteriores y el 50 % de los alternadores exitosos pudieron alternar el uso de sus miembros tras un retraso de cinco segundos.

La correlación de los hallazgos con estudios anatómicos reveló que los alternadores tienen un área significativamente mayor del tracto corticoespinal y de la columna dorsal preservada en el lado contralateral, lo que indica que la prueba de alternación de pasos en las extremidades puede predecir la gravedad de la lesión, así como su unilateralidad. El uso de esta prueba permitirá la separación de grupos según la gravedad de la lesión. Por ejemplo, las mediciones en la escala de locomoción de cuatro extremidades pueden separarse según la gravedad de la lesión para obtener resultados más claros.

Aquí, los datos recopilados de la prueba de inestabilidad postural muestran cambios en las extremidades ipsilaterales, lesionales y contralaterales tras una lesión de la médula espinal. Las lesiones unilaterales de la médula espinal pueden provocar cambios no solo en la extremidad afectada o deteriorada, sino también en la extremidad no afectada. El uso de la prueba de inestabilidad postural tras una lesión cervical de la médula espinal demostró que existía un efecto significativo del estado de la lesión.

Además, el desplazamiento del miembro fue significativamente mayor en el lado ipsilesional de los animales lesionados en comparación con los animales sometidos a cirugía simulada. Mientras que la distancia de desplazamiento en el miembro contralateral lesional fue mucho más corta en comparación con los animales simulados, como se muestra en esta figura en puntos temporales crónicos tras la lesión, tanto los animales simulados como aquellos del grupo lesionado tardaron cantidades similares de tiempo en comer pasta. Sin embargo, mientras que tanto los animales simulados como los lesionados que alternaban comían pasta utilizando ambas patas durante el período de prueba, un porcentaje menor de no alternadores gravemente lesionados lograron utilizar sus miembros anteriores ipsilesionales para comer pasta.

Estas pruebas pueden realizarse en menos de cinco minutos por rata si se realizan correctamente. Las pruebas conductuales descritas aquí pueden utilizarse en combinación con otras pruebas conductuales existentes, como las pruebas de preferencia de pata en cilindro y las pruebas de escala locomotora de extremidades, para evaluar completamente la función de las extremidades ipsilesionales y contralaterales tras una lesión medular cervical.