Erkennung von Verhaltensstörungen Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung

Das übergeordnete Ziel des hier vorgestellten Verhaltenstests ist es, funktionelle Defizite bei Ratten nach einem Schädel-Hirn-Trauma zu erkennen. Es werden vier verschiedene Tests vorgestellt, die Defizite in der neurologischen oder kognitiven Funktion nachweisen. Diese Methoden können helfen, zentrale Fragen im Bereich der Hirnverletzungsforschung zu beantworten, z. B. welche Hirnareale nach einer Verletzung geschädigt werden oder ob eine experimentelle Behandlung wirksam ist oder nicht.

Der Hauptvorteil dieser Techniken besteht darin, dass sie in vielen Labors gut etabliert sind und sich als reproduzierbar erwiesen haben, sowie empfindlich gegenüber verschiedenen Arten von Hirnverletzungen, wie z. B. Explosionsverletzungen und Schlaganfällen. Diese Techniken tragen zum besseren Verständnis der Auswirkungen eines Schädel-Hirn-Traumas auf neurologische und kognitive Funktionen bei und zur Erprobung experimenteller Behandlungen an Ratten bei. Im Allgemeinen haben Individuen, die neu in der Methode sind, Schwierigkeiten, weil sie nur unzureichende Erfahrung im Umgang mit Ratten haben und nicht genügend Zeit haben, sich vor dem Training und den Tests an die Ratten zu gewöhnen.

Dies ist notwendig, um die Ratte zu beruhigen und die Testzeit effektiver zu gestalten. Beginnen Sie das Training mit dem Beugetest der Vordergliedmaßen, indem Sie die Ratte am Schwanz anheben und sie etwa sechs bis 12 Zoll über die Tischoberfläche halten. Beobachten Sie, ob die Ratte die Vordergliedmaßen streckt oder beugt.

Bewerten Sie das Vorhandensein von Flexion mit einer Eins oder das Fehlen von Flexion mit einer Null auf dem Notenblatt. Heben Sie als nächstes für den Beugetest der Hintergliedmaßen die Ratte wieder am Schwanz an und halten Sie sie etwa sechs bis 12 Zoll über der Tischoberfläche. Beobachten Sie, ob die Ratte ihre Hintergliedmaßen streckt oder beugt, und bewerten Sie das Vorhandensein von Beugung mit einer Eins oder das Fehlen von Beugung mit einer Null.

Für den nächsten Test heben Sie die Ratte am Schwanz an und senken sie langsam in Richtung Tischkante, bis die Nase etwa 10 Zentimeter von der Kante entfernt ist. Bewegen Sie die Ratte langsam in Richtung Rand, ohne dass die Schnurrhaare die Kante berühren. Beobachten Sie, ob die Ratte die Vorderpfoten in Richtung Tisch streckt und streckt.

Bewerte das Vorhandensein oder Fehlen von ausgestreckten Vorderpfoten. Halten Sie anschließend für den kontaktgesteuerten Setztest die Ratte mit Körper und Hand parallel zur Tischkante und den Vorderbeinen frei. Senke die Ratte langsam in Richtung Tischkante, bis die Schnurrhaare auf einer Seite die Tischkante berühren.

Beobachte, ob die Ratte das Vorderglied auf der gleichen Seite wie die Schnurrhaare, die den Tisch berühren, in Richtung Tischkante streckt, sobald die Schnurrhaare sich berühren. Bewerten Sie das Vorhandensein oder Fehlen des Greifens nach dem Tisch. Halten Sie die Ratte schließlich für den Greifreflextest der Hinterpfote in einer Hand mit Daumen und Zeigefinger um die Brust unter den Vordergliedmaßen.

Berühre vorsichtig die Handfläche jeder Hinterpfote mit einem Zeigefinger. Beobachte, ob die Ratte den Zeigefinger greift und bewerte das Vorhandensein oder Fehlen von Greifen. Beginnen Sie 24 Stunden nach der Operation mit dem Beam-Balance-Test, indem Sie die Ratte auf den Balken legen und den Timer starten.

Beobachte die Ratte 60 Sekunden lang genau und notiere die Punktzahl auf dem Arbeitsblatt. Lassen Sie die Ratte zwischen den Versuchen kurz ruhen, entweder auf dem Arm des Versuchsleiters oder im Heimkäfig. Beginne damit, die Ratte für eine Minute in die Torbox zu legen.

Entfernen Sie nach einer Minute die Ratte und starten Sie den Versuch, indem Sie das Licht und das weiße Rauschen einschalten. Platzieren Sie die Ratte auf dem Balken an der Stelle, an der das Stiftloch am nächsten zum Torkasten liegt, und lassen Sie die Ratte den Torkasten betreten. Wenn die Vorderfüße der Ratte die Schwelle des Torkastens überschreiten, schalten Sie sofort die Licht- und Geräuschquellen aus, um das Ende des einen Versuchs zu vermerken.

Lassen Sie die Ratte zwischen jedem Versuch 30 Sekunden lang in der Torbox ruhen. Wiederholen Sie das Beam-Walk-Training einmal an jeder Stiftposition und von der Ausgangsposition aus. Setzen Sie die Heringe in die Löcher ein und führen Sie einen kompletten Balkengang mit den Heringen durch.

Messen Sie dann mit einer Stoppuhr jeden Versuch und wiederholen Sie den Vorgang, bis die Ratte drei Versuche unter fünf Sekunden absolviert hat. 24 Stunden nach der Operation testen Sie die Ratte auf dem Balkengang mit dem kompletten Balken und den Stiften. Visuelle Hinweise befinden sich im Raum, um der Ratte Orientierungspunkte zu bieten, damit sie lernen und sich an den Standort der versteckten Plattform erinnern kann.

Beginnen Sie den ersten Versuch, indem Sie die Video-Tracking-Software öffnen und das richtige Protokoll laden, einschließlich der Karte des Wasserlabyrinths mit den Standorten der Plattformen, der Länge des Schwimmens, der Anzahl der Versuche, der Anzahl der Tiere und der Behandlungsgruppen. Platzieren Sie die Plattform an der zugewiesenen Stelle und überprüfen Sie, ob sie mit der Karte in der Software übereinstimmt. Setzen Sie dann die Ratte mit dem Gesicht zur Wand an der zugewiesenen Stelle in das Becken und starten Sie sofort den Timer des Ortungsprogramms und/oder der Stoppuhr.

Lass der Ratte 120 Sekunden Zeit, um die Plattform zu finden. Wenn die Ratte die Plattform gefunden hat, stoppe die Stoppuhr und notiere die Zeit auf dem Arbeitsblatt. Beachte, wenn die Ratte die Plattform nicht findet, führe sie mit der Hand zur Plattform und nimm 120 Sekunden auf.

Lassen Sie die Ratte zwischen den Versuchen 15 Sekunden lang auf der Plattform bleiben. Nach dem zweiten Versuch wird die Ratte für vier Minuten in das beheizte Gehege gestellt. Bewegen Sie schließlich die Plattform an den zweiten Standort und überprüfen Sie, ob sie mit der Karte in der Software übereinstimmt.

Wiederholen Sie die Verfahren für Versuch eins und zwei, bis alle vier Startort- und Plattformpaarungen abgeschlossen sind. Die Ergebnisse des Neuroscore-Verfahrens zeigen sowohl das Potenzial für falsch positive Ergebnisse am Tag Null, also vor der Operation, als auch die Sensitivität dieses Tests, um kleine Unterschiede in der SHT-Gruppe zu erkennen, so dass sich der Tag Null von den Tagen eins, zwei und drei unterscheidet. Die Ergebnisse der Beam-Balance-Messung zeigen die Empfindlichkeit des Beam-Balance-Tests gegenüber Defiziten kurz nach der Verletzung und zu einem längeren Zeitpunkt nach der Verletzung.

Die Ergebnisse des Beam-Walk-Tests deuteten früh nach der Verletzung auf Defizite hin. Sechs Monate nach der Verletzung gibt es jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen, was darauf hindeutet, dass in der verletzten Gruppe eine Heilung stattgefunden hat. Darüber hinaus zeigen sich Defizite im Arbeitsgedächtnis drei Monate nach der Verletzung, während sowohl das Arbeits- als auch das Referenzgedächtnis 12 Monate nach der Verletzung Defizite aufwiesen.

Es ist wichtig, die Ratten an den Umgang zu gewöhnen und sich auf Neuroscore-, Beam-Walk- und Beam-Balance-Tests vorzubereiten. Einmal gemeistert, kann die kurze neurologische Begutachtung schnell und ohne spezielle Geräte durchgeführt werden. Nach den Neuroscore-, Beam-Balance- und Beam-Walk-Verfahren können verschiedene Versionen des Wasserlabyrinths sowie andere Verhaltensparadigmen, wie der neuartige Objekterkennungstest, verwendet werden, um zusätzliche Fragen zum Lernen und Gedächtnis zu beantworten.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie neurologische und kognitive Defizite mithilfe von Verhaltensmaßnahmen erkennen können. Die Gewöhnung an den Umgang, das Vortraining und die Konsistenz bei der Durchführung von Verhaltensexperimenten sind entscheidend.