אינדוקציה מדויקת והבחנה של רפלקסים של שיעול והתעטשות בעכברים

Zhimin Ye; Rong Yi; Congping Shang

doi:10.3791/68999

מאמר שיטה

אינדוקציה מדויקת והבחנה של רפלקסים של שיעול והתעטשות בעכברים

DOI:

10.3791/68999

⸱

3 באוקטובר 2025

Zhimin Ye¹ , Rong Yi¹ , Congping Shang¹^,²^,³

¹School of Basic Medical Sciences, The Fifth Affiliated Hospital, Guangzhou Medical University, ²Guangzhou National Laboratory, ³Bioland Laboratory (Guangzhou Regenerative Medicine and Health Guangdong Laboratory)

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה ביסס מודלים של שיעול והתעטשות בעכברים על ידי הפעלת גירויים ספציפיים על קנה הנשימה וחלל האף, ופיתח שיטה מבוססת שמע להבחנה בין שיעול והתעטשות של עכברים על ידי ניתוח הבדלים באותות האקוסטיים שלהם.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שיעול והתעטשות, כרפלקסים הגנתיים נשימתיים חיוניים, ראו מחקר על המנגנונים שלהם מוגבל על ידי הגירוי הלא ספציפי הטבוע במודלים מסורתיים. שיטות קיימות, כגון קפסאיצין או ערפול חומצת לימון, יכולות להפעיל בו זמנית שיעול (בתיווך סיבי C של קנה הנשימה) והתעטשות (בתיווך עצבים טריגמינליים באף), מה שמוביל לתצפיות התנהגותיות מבולבלות. למרות שמחקרים קודמים ניסו להבחין בין שיעול להתעטשות על ידי ניתוח דפוסי נשימה או חתימות אקוסטיות, במחקרים אלה חסרים מודלים שיכולים לעורר באופן ספציפי את קנה הנשימה וחלל האף. כאן, פיתחנו מודל עכברי המשתמש בגירוי ספציפי לאתר של קנה הנשימה (כדי לגרום לשיעול) וחלל האף (כדי לעורר התעטשות). באמצעות הקלטות מולטי-מודאליות מסונכרנות, פלתיסמוגרפיה של כל הגוף (WBP), מיקרופונים אולטראסוניים בפס רחב (0-250 קילו-הרץ) ווידאו במהירות גבוהה (160 פריימים לשנייה), כימתנו חתימות פיזיולוגיות מובהקות של שיעול והתעטשות. הממצאים שלנו גילו שגם שיעול וגם התעטשות מציגים דפוסי נשימה חד-שיא וכפול, עם הבדלים משמעותיים בהרכב ספקטרום תדרי השמע שלהם. על ידי בניית מערכת קואורדינטות המבוססת על תכונות שמע, הצלחנו להבחין ביעילות בין שיעול להתעטשות, ולמפות אותם לרבעים שונים של ציר הקואורדינטות. מחקר זה, באמצעות גירוי ספציפי מבחינה אנטומית וניתוח תכונות אקוסטיות, ביסס מודל עכבר המסוגל להבחין כמותית בין שיעול להתעטשות, ומספק שיטה ניסויית ברמת דיוק גבוהה לחקירת רפלקסים של הגנה על דרכי הנשימה ופיתוח טיפולי ממוקד.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

שיעול והתעטשות הם רפלקסים הגנתיים חיוניים לגוף כדי לנקות חומרים זרים מדרכי הנשימה, וחריגות במסלולים העצביים הקשורים אליו מעוררות לעתים קרובות מחלות כרוניות, כגון שיעול כרוני ונזלת. שני הרפלקסים כוללים שלב שאיפה, שלב דחיסה ושלב נשיפה ^1,2. רפלקס השיעול מתווך בעיקר על ידי נוירונים תחושתיים בדרכי הנשימה המועצבים על ידי עצב הנרתיק ^3,4,5. נוירונים תועים מקבלים גירויים מכניים, כימיים או חשמליים מדרכי הנשימה ומעבירים את האותות לגרעין tractus solitarius (NTS) במדולה אובונגטה⁶. ה-NTS משלב מידע זה ולאחר מכן מקרין אותו למרכזי הנשימה במדולה ובפונס⁷. מרכזים אלה מתאמים בסופו של דבר קבוצות שרירי נשימה רלוונטיות (כגון הסרעפת, השרירים הבין-צלעיים ושרירי הגרון) כדי לבצע את פעולת השיעול, תוך הוצאת גירויים וריר שעלולים להזיק מדרכי הנשימה^דרך חלל הפה ^8,9,10. רפלקס העיטוש מתווך בעיקר על ידי נוירונים חושיים באף בתוך הגנגליון הטריגמינלי^11,12. הגירויים המכניים או הכימיים שלהם מועברים לגרעין הטריגמינלי של עמוד השדרה (SP5), אשר לאחר מכן מעביר את המידע למרכזי הנשימה 13,14,15,16. מרכזים אלה מווסתים את השרירים הרלוונטיים (כגון שרירי הנשימה, שרירי החך ושרירי הפנים) כדי ליזום התעטשות¹⁷. פיצוץ הנשיפה החזק של העיטוש מאלץ את רוב האוויר החוצה דרך האף כדי להוציא את החומרים המגרים ^9,18. מחקר על שיעול והתעטשות לא רק מסייע בהבהרת המנגנונים העצביים של ההגנה הנשימתית, אלא גם מספק מטרות טיפוליות לשיעול כרוני ונזלת. לשם כך, יש חשיבות עליונה להקמת מודל חזק ואמין של בעלי חיים.

בשנים האחרונות, עכברים התגלו כאורגניזם מודל מרכזי לחקר המסלולים העצביים של שיעול והתעטשות 19,20,21. המתודולוגיה הנוכחית השולטת עדיין כוללת השראת התנהגויות רפלקס אלה באמצעות שאיפת תרכובות ממריצות אירוסוליות ^8,20,22. מגבלה משמעותית של גישת שאיפה זו היא שהגירויים פועלים בו זמנית הן על חלל האף והן על קנה הנשימה, ומפעילים באופן לא ספציפי את המערכות החושיות הייחודיות המתווכות התעטשות (דרך המסלול הטריגמינלי) ושיעול (דרך המסלול הנרתיק). זה מציב אתגר משמעותי להבחנה המדויקת של סוג ההתנהגות המעוררת בניסויים. פער זה ניכר בספרות: מחקרים מסוימים מגדירים רפלקסים נשימתיים הנגרמים על ידי קפסאיצין בעכברים כהתעטשות²¹, בעוד שאחרים מדווחים כי רפלקסים אלה כוללים מרכיבי שיעול והתעטשות ^8,22.

כדי להתמודד עם אתגר זה, פותחו מתודולוגיות מתקדמות, כולל ניתוח דפוסי ומסלולי נשימה כדי לסווג התנהגויות רפלקס מובחנות⁸. מחקר אחר מדגים כי שיעול והתעטשות מציגים הבדלים ניכרים במאפיינים זמניים וספקטרליים, כגון משך, אפנון תדר²². עבודתם הדגישה כי שיעול מציג ריכוז אנרגיה בטווחי תדרי שיא נמוכים יותר (20-80 קילו-הרץ), בעוד שהתעטשויות מציגות רכיבים המשתרעים מעבר ל-90 קילו-הרץ²². סטיות אקוסטיות אלו מציעות מסגרת חדשה ולא פולשנית להבחנה התנהגותית, המשלימה ניתוחי צורות גל נשימה מסורתיות. למרות החידושים הללו, פער קריטי נמשך: המודלים הקיימים חסרים ספציפיות אנטומית במתן גירויים, ולעתים קרובות מבלבלים את מסלולי הרפלקס של קנה הנשימה והאף. מגבלה זו מראה שאנו זקוקים לדרכים טובות יותר למקד ולחקור רפלקסים נשימתיים.

מחקר על המנגנונים העומדים בבסיס שיעול והתעטשות הנגרמים על ידי גירוי מכני וכימי של דרכי הנשימה נערך בהרחבה במודלים של בעלי חיים גדולים (למשל, חתולים)¹⁷. עם זאת, במודלים של בעלי חיים קטנים (למשל, שרקנים, חולדות ועכברים), מגבלות טכניות חייבו בדרך כלל הסתמכות על תרכובות אירוסוליות (כגון קפסאיצין או חומצת לימון) כדי להשיג גירוי כימי.

פרוטוקול זה מציע שיטה חדשה לגרימת התנהגויות דמויות שיעול והתעטשות בעכברים וקובע סט חדש של שיטות לכימות ואפיון רפלקסים נשימתיים אלה. גישה זו מבססת אסטרטגיה להבדיל בין התנהגויות דמויות שיעול והתעטשות בעכברים על ידי זיהוי קולות אופייניים וניתוח התכונות הספקטרליות והעוצמה האקוסטית שלהם. למתודולוגיה חדשנית זו יש פוטנציאל לתקנן את הכימות של רפלקסים נשימתיים של עכברים, לשפר את יכולת השחזור הניסויי ולהעמיק את ההבנה המכאניסטית של נוירופיזיולוגיה של שיעול והתעטשות.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל הניסויים בוצעו בהתאם להנחיות פרוטוקול השימוש והטיפול בבעלי חיים של מעבדת גואנגג'ואו (GZLAB-AUCP- 2024-04-A10). במחקר זה נעשה שימוש בעכברי C57BL/6 נטולי פתוגנים ספציפיים של עכברים נקבות וזכרים, בגילאי 8-10 שבועות.

1. הכנה לניסויים

הכנת חיות ניסוי
1. עכברי בית בכלובים עם גישה חופשית למזון ומים, ושומרים על טמפרטורה של 22 ± 1 מעלות צלזיוס במחזור אור/חושך סטנדרטי של 12 שעות.
הכנת תמיסת קפסאיצין
1. ממיסים 30.5 מ"ג אבקת קפסאיצין ב-PBS המכיל 10% אתנול ו-10% טווין-80 להכנת תמיסת מלאי של 10 מ"מ.
2. לדלל תמיסת מלאי 1:100 במי מלח פיזיולוגיים להכנת תמיסת עבודה של 100 מיקרומטר.
הכנת טריברומו-אתנול (אוורטין)
1. שוקלים 0.5 גרם טריברומו-אתנול לתוך צינור אפנדורף של 1.5 מ"ל. הוסף 1 מ"ל של 2-מתיל-2-בוטנול.
2. דגירה בטמפרטורה של 55 מעלות צלזיוס עם תסיסה (400-600 סל"ד) בחושך עד להמסה מלאה (~20 דקות).
3. מניחים 40 מ"ל מי מלח פיזיולוגיים בכוס. תוך כדי ערבוב מוסיפים את תמיסת הטריברומו-אתנול המומסת בטיפה. המשיכו לערבב עד שהגבישים המומסים מתפזרים לחלוטין (~40 דקות).
4. התאם את ה-pH ל-7.0-7.3 באמצעות NaOH.

2. הקמה ורישום של מודל התנהגות דמוי שיעול

הכנת צינורית השתלה
1. חותכים מחט 28 גרם (ID: 0.19 מ"מ, OD: 0.35 מ"מ) לתוך צינורית ~5 מ"מ. החלק את שני הקצוות בנייר שוחק באמצעות מלקחיים. חבר קצה אחד לצינורות סיליקון (ID: 0.3 מ"מ, OD: 0.8 מ"מ). חבר למזרק של 1 מ"ל ושטוף את הצינורית במים כדי לוודא סבלנות.
2. כופפו את הצינורית ב-90 מעלות עם יחס זרוע של 2:3. הכנס זרוע ארוכה יותר לצינור סיליקון (ID: 0.3 מ"מ, OD: 0.8 מ"מ, אורך 5 ס"מ; איור 1A). ייעד את הקצה הכפוף להשתלת קנה הנשימה. הרחיבו את צינור הסיליקון מקנה הנשימה לגולגולת לצורך קיבוע (איור 1B).
הכנת הגדרת ציוד הקלטה
1. הכן מערכת פלתיסמוגרפיה לכל הגוף (WBP), מקליט אולטרסאונד, מצלמה מהירה, משאבת מיקרו-הזרקה.
הקצאת קבוצת עכבר
1. הקצה עכברים באופן אקראי לשלוש קבוצות (n = 6/קבוצה): i) קבוצת ביקורת: שמור על סטטוס תקין לא מטופל. ii) קבוצת דמה: השתל את צינורית קנה הנשימה ללא גירוי. iii) קבוצת גירוי: השתלת צינורית קנה הנשימה ומתן קפסאיצין כדי לגרום לשיעול.
הליך כירורגי
1. להרדים את העכברים על ידי הזרקה תוך-צפקית של טריברומו-אתנול (125-250 מ"ג/ק"ג), ולאשר הרדמה מלאה על ידי היעדר תגובה לצביטה בבוהן.
2. אבטח את העכבר המורדם בשכיבה. לגלח שיער גולגולת וצוואר הרחם. לחטא עם יודופור. בעזרת מספריים כירורגיים, חתוך קטע עגול של הקרקפת בקוטר של כ-5 מ"מ כדי לחשוף את הגולגולת.
3. תחת מיקרוסקופ: חותכים את עור צוואר הרחם למשך כ-1 ס"מ. לנתח בבוטות רקמות ושרירים כדי לחשוף את קנה הנשימה. לנקב רקמות רכות בין סחוסי הקריקואיד לקנה הנשימה באמצעות מחט 32 G. צור פתח קנה הנשימה מינימלי בעזרת מספריים עיניים.
  הערה: שמור על גודל הפתח גדול מספיק לקוטר הצינורית כדי למנוע נזק לרקמות.
4. הכנס צינורית מתכת (עטופה סיליקון) ~1 מ"מ לתוך לומן קנה הנשימה. צומת צינורית-קנה מאובטח עם תפר 7-0.
  הערה: הגבל את עומק ההחדרה ל-1 מ"מ כדי למנוע פגיעה בדרכי הנשימה.
5. מנהרה בוטה תת עורית מהצוואר לגולגולת. נתב את צינור הסיליקון לגולגולת ותקן אותו עם מלט דנטלי.
6. תפר חתך צוואר הרחם. הנח את העכבר על כרית חימום עד שהוא בהכרה. בית בכלוב למשך 5 ימים.
7. שטוף צינורית/צינורות קנה הנשימה מדי יום עם מזרק אוויר של 1 מ"ל.
  הערה: יש להשמיט את השטיפה תוך 24 שעות לפני השראת השיעול.
הקלטת שיעול
1. התקן את הגשושית האולטראסונית עם טבעת איטום תואמת יציאה. הכנס את הגשושית ליציאת תא ה-WBP כדי להבטיח מגע אטום.
2. חבר את תא ה-WBP, חיישן הזרימה וזרימת ההטיה. כיול באמצעות תוכנה.
3. חבר צינור סיליקון קבוע בגולגולת לצינור הארכה של 30 ס"מ. הנח את העכבר בתא WBP. הארך את הצינור דרך היציאה העליונה. אטום את הנמל בחימר דוגמנות. ודא את אטימות החדר על ידי אישור ששיאי צורת הגל הנשימתית נופלים בטווח של 4 ± 2.
4. טען מזרק 1 מ"ל עם 5 מ"ל תמיסת קפסאיצין. הסר בועות אוויר. התחבר לצינור ההארכה. התקן את המזרק על משאבת המיקרו-הזרקה והגדר את הזרימה ל-10 מיקרוליטר ^דקה-1.
  הערה: זרימה מוגזמת עלולה לשאת קפסאיצין לחלל האף.
5. מקם מצלמה מהירה מול החדר. התאימו את המרחק והמיקוד. הגדר את הדגימה קצב ל-160 פריימים לשנייה (מקסימום).
6. הפעל בו זמנית את תוכנת ה-WBP, האולטרסאונד והמצלמה; הפעל את המשאבה כדי להחדיר את הקפסאיצין. שיא ספירת שיעול למשך 10 דקות.

3. הקמה ורישום של מודל התנהגות דמוי התעטשות

הכנת ציוד ניסיוני
1. הכן צינור PE סטרילי אחד (ID: 0.5 מ"מ, OD: 1 מ"מ) לקיבוע כצינורית גירוי על עצם האף של העכבר.
2. הכן חוט ניילון מעוקר אחד בקוטר 0.25 מ"מ לגירוי אף טרנס-צינורית. הסתמך על שיטת הכיול של וונפרי, כאשר החוט באורך 5 ס"מ נלחץ אנכית על איזון עד שהוא מתכופף לכ-45°, הכוח הנמדד הוא 0.6 גרם.
הגדרת ציוד הקלטה
1. הכינו מערכת פלתיסמוגרפיה אחת לכל הגוף (WBP), מקליט אולטרסאונד אחד ומצלמה אחת מהירה.
הקצאת קבוצת עכבר
1. הקצאה אקראית של עכברים לשלוש קבוצות (n = 6/קבוצה): i) קבוצת ביקורת: שמירה על סטטוס בסיס לא מטופל. ii) קבוצת דמה: קיבוע צינורית האף ללא גירוי. ג) קבוצת גירוי: קיבוע צינורית האף + לעורר התעטשות באמצעות גירוי נימה.
הליך כירורגי
1. להרדים את העכברים על ידי הזרקה תוך-צפקית של טריברומו-אתנול (125-250 מ"ג/ק"ג), ולאשר הרדמה מלאה על ידי היעדר תגובה לצביטה בבוהן.
2. לגלח שיער על הגולגולת וגשר האף.
3. אבטח את העכבר במסגרת סטריאוטקסית. לחטא עם יודופור. חתכו את העור מעל הגולגולת ועצם האף. חשוף את עצם האף.
4. צור חור של 0.5 מ"מ בצומת בין עצם האף לתהליך הרוחבי של סחוס מחיצת האף באמצעות מקדחה זעירה. חשוף את רירית האף.
  הערה: הגבל את גודל החור ל-0.5 מ"מ כדי למנוע נזק לרקמות.
5. הרם בעדינות את רירית האף בעזרת מחט 32 גרם. חשוף את חלל האף.
6. התקן את צינור ה-PE בזרוע הסטריאוטקסית. מקם את קצה הצינור בסמוך לחור הבור. אבטח את הצינור לעצם האף בעזרת מלט דנטלי.
7. הנח את העכבר על כרית חימום עד שההכרה חוזרת.
הקלטת התעטשות
1. חבר את תא ה-WBP, חיישן הזרימה וזרימת ההטיה לפי המדריך. כיול באמצעות תוכנה.
2. התקן את הגשושית האולטראסונית עם אטם מותאם ליציאה. הכנס את הגשושית לתא. ודא אטימה אטומה.
3. העבר את העכבר לתא WBP. הארך את צינור ה-PE דרך היציאה העליונה. אטום את היציאה בחימר דוגמנות סביב הצינור. ודא את אטימות החדר על ידי אישור ששיאי צורת הגל הנשימתית נופלים בטווח של 4 ± 2.
4. מקם מצלמה מהירה מול החדר. התאימו את המרחק והמיקוד. הגדר את הדגימה קצב ל-160 פריימים לשנייה (מקסימום).
5. מקדמים חוט ניילון בקוטר 0.25 מ"מ דרך צינור רך לחלל האף לעומקים של 0-3 מ"מ. אורכו של חלק החוט הבולט מהצינור הידני הוא 5 ס"מ. במהלך הגירוי, לחץ על הקצה החופשי הזה עד שהוא מתכופף ל-45 מעלות, ומספק ~0.6 גרם כוח לרירית האף למשך שנייה אחת, חזור על הפעולה אחת ל-30 שניות. הקלט את תגובות ההתעטשות למשך 10 דקות.

4. שיעול והתעטשות הנגרמים על ידי קפסאיצין בעכברים

שיבוץ קבוצתי
1. חלקו עכברים לקבוצות ניתוחי דמה וניתוחים (n = 5/קבוצה). קבוצת דמה: לחשוף עצבים אתמואידיים קדמיים ואינפרא-אורביטליים דו-צדדיים. קבוצת ניתוחים: חוצה עצבים אתמואידליים קדמיים ואינפרא-אורביטליים דו-צדדיים.
ערפול אולטראסוני
1. הכן את תא ההתנהגות (20 ס"מ × 14 ס"מ × 17 ס"מ).
2. מקם את המקליט והמצלמה האולטראסוני לניטור מיטבי.
3. טען נבולייזר עם 100 מיקרומטר של תמיסת קפסאיצין. ספק פעימות אירוסול של 30 שניות כל 2 דקות למשך 10 דקות.
4. הקלט התנהגויות ברציפות באמצעות המקליט האולטראסוני והמצלמה.

5. תהליך ניתוח נתונים

ניתוח מעקב נשימה של פלתיסמוגרפיה של כל הגוף (WBP)
1. ייבא את קבצי הטקסט המוקלטים של WBP לתוכנת Spike2 וסנכרן אותם עם אותות שמע.
2. נתח את אותות השמע המתאימים לדפוסי נשימה של שיא יחיד וכפול, ורשום את משך שלב הדחיסה עבור כל תבנית.
3. בחר את הנקודה הנמוכה ביותר של שלב התפוגה כנקודת האמצע, וקח את הנתונים מחצי שנייה לפני ואחרי לחישוב הערך הממוצע.
ניתוח צורות גל אודיו
1. ייבא קבצי אודיו לתוכנת Spike2, בחר אודיו שיעול או התעטשות בודד וייצא אותם בפורמט TXT (עם קצב דגימה מוגדר ל-100 קילו-הרץ ומשך של 0.1 שניות).
2. ייבא את קבצי ה-TXT ל-Excel, והמר אותם לערכים המוחלטים של אותות השמע.
3. השתמש בתוכנת GraphPad Prism כדי להחליק את הערכים המוחלטים של צורות הגל של האודיו באמצעות קו החלקה עם 50 נקודות.
  הערה: כדי להבטיח שהעקומה מתקרבת לנתונים המקוריים תוך הימנעות מנקודות הטיה מוגזמות, בחירת קו החלקה של 50 נקודות היא אופטימלית; עקומות שנוצרו עם ערכים גדולים מ-50 נקודות מציגות סטייה זניחה מעקומת 50 הפרמטרים.
4. בהתבסס על צורות גל האודיו המוחלקות, חשב את השיפוע k מנקודת ההתחלה לנקודה הגבוהה ביותר.
ניתוח ספקטרלי אודיו
1. ייבא קבצי אודיו לתוכנת Spike2.
2. בחר את נקודות זמן ההתחלה והסיום של אודיו שיעול או התעטשות בודדים לניתוח ספקטרלי, וייצא את תוצאות הניתוח הספקטרלי.
3. השתמש ב-GraphPad Prism כדי ליצור עקומות ניתוח ספקטרליות ולחשב את השטח מתחת לעקומות.
4. חשב את היחס בין השטח שמתחת לעקומה בין רצועות התדרים 30-60 קילו-הרץ ו-0-30 קילו-הרץ כדי להבחין בין שיעול להתעטשות.
חישוב מדד מורכב
1. בצע טרנספורמציה של לוגריתם טבעי (ln) על המדרון k ועל היחס בין השטח מתחת לעקומת הניתוח הספקטרלי כדי לשפר את ההבחנה של הנתונים.

6. ניתוח סטטיסטי

הנתונים מוצגים כממוצע ± SEM. השוואות סטטיסטיות בין שתי קבוצות בוצעו באמצעות מבחן t ו-ANOVA דו-כיווני, כאשר P < 0.05 נחשב מובהק סטטיסטית. כל הניתוחים נערכו באמצעות תוכנת GraphPad Prism.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

במחקר זה, ערכנו ניתוח מפורט של דפוסי הנשימה של התנהגויות שיעול והתעטשות של עכברים באמצעות פלתיסמוגרפיה של כל הגוף (WBP) וטכניקות הקלטת אולטרסאונד. התוצאות הראו כי עכברים שעברו ניתוח קנה הנשימה או האף הפגינו תגובת שיעול והתעטשות דומה לבקרות נאיביות. אולם קפסאיצין (כימי) וגירוי מכני מעוררים ביעילות רפלקסים של שיעול והתעטשות אצל החיות האלה שהוכנו בניתוח (איור 2A,B). תוצאות WBP חשפו ששתי ההתנהגויות הפגינו דפוסי שיא יחיד וכפול, כאשר אותות הקול שלהם מופיעים בשלב הגירוש של דפוס הנשימה (איור 3A,C,E,G). ניתוח אולטרסאונד נוסף חשף פרופילים אקוסטיים מובחנים: קולות שיעול הראו הופעה פתאומית עם עוצמת שיא שהתרחשה באופן מיידי, בעיקר בטווח תדרים של 0-30 קילו-הרץ, ומשך זמן קצר יותר (איור 3B,D; תומך בסרטון S1). צלילי עיטוש הדגימו הצטברות עוצמה מתקדמת למשרעת מקסימלית, התפלגות תדרים בפס רחב (0-80 קילו-הרץ) ומשך ממושך (איור 3F,H; תומך בסרטון S2). ניתוח סטטיסטי גילה כי שלב הדחיסה הממוצע של התנהגות שיעול חד-שיא היה 32.39 ±-0.73 אלפיות השנייה, קצר משמעותית מזה של התנהגות שיעול כפולה ב-53.17 ±-2.29 אלפיות השנייה (איור 4A,B,C). שלב הדחיסה הממוצע של התנהגות התעטשות בשיא יחיד היה 44.03 ±-1.84 אלפיות השנייה, נמוך מהערך הממוצע של התנהגות התעטשות בשיא כפול, בעוד ששלב הדחיסה הממוצע של התנהגות התעטשות בשיא כפול היה 74.24 ±-1.29 אלפיות השנייה, ארוך משמעותית מזה של התנהגות התעטשות בשיא יחיד (איור 4E,F,G). בנוסף, יחס ההופעה של דפוס שיא יחיד בהתנהגות שיעול היה 77.55 ± 2.10% (איור 4D), בעוד שבהתנהגות התעטשות, דפוס השיא היחיד היווה רק 32.42 ± 5.88%, כאשר דפוס השיא הכפול היווה 67.58 ± 5.88% (איור 4H). הניתוח הסטטיסטי של משך השמע הצביע על הבדלים משמעותיים בין זמני השמע של שיעול והתעטשות, אך הייתה חפיפה ניכרת בין השניים (איור 5A). באמצעות ניתוח ספקטרלי של שמע האולטרסאונד של שיעול והתעטשות, מצאנו שספקטרום התדרים של אודיו שיעול היה מרוכז בעיקר בטווח של 0-30 קילו-הרץ, בעוד שלאודיו של התעטשות היה שיעור גבוה יותר בטווח של 0-60 קילו-הרץ (איור 5B). למרות שלאודיו משתעל היו גם תדרים בטווח של 30-120 קילו-הרץ, שיעור התדרים הנמוכים היה תמיד גבוה מזה של תדרים גבוהים. לכן, השתמשנו בשיפוע עוצמת הקול מנקודת ההתחלה לערך המקסימלי (איור 5C) כקואורדינטה האנכית וביחס האנרגיה של 30-60 קילו-הרץ ל-0-30 קילו-הרץ (איור 5D) כקואורדינטה אופקית כדי ליצור מערכת קואורדינטות, שיכולה להבחין ביעילות בין שמע שיעול והתעטשות. בנוסף, לא היו הבדלים משמעותיים בין שיעול חד-שיא לשיא כפול כמו גם התעטשות חד-שיא וכפול במערכת הקואורדינטות הזו (איור 5E).

לאחר מכן, השתמשנו בשיטות הסיווג הנ"ל כדי לסווג את התנהגויות השיעול וההתעטשות הנגרמות על ידי ערפול קפסאיצין בעכברים. מצאנו שהתנהגויות השיעול וההתעטשות הנגרמות על ידי ערפול קפסאיצין חופפות לאלה שמעוררות גירוי ספציפי באותן עמדות קואורדינטות (איור 5F,G). לאחר חתך של עצבים תחושתיים באף (עצבים אתמואידיים קדמיים ואינפרא-אורביטליים), ערפול קפסאיצין הפחית משמעותית את האותות האקוסטיים הקשורים להתעטשות בעוד שפרופילי שמע הקשורים לשיעול נותרו ללא השפעה (איור 5H,I).

figure-results-1
איור 1: תרשים סכמטי של הפעולה במודל קנה הנשימה וחלל האף המגורה. (A) ייצוג סכמטי של הצנתר המושתל בקנה הנשימה. (B) המישור הקדמי (משמאל) והעטרה (מימין) מראים את המיקום של הצנתר שמושתל בקנה הנשימה של העכבר. (C) המישור הסגיטלי מראה את המיקום של השתלת הצנתר בחלל האף ואת המיקום של גירוי סיבי נימה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2
איור 2: כימות של התנהגויות דמויות שיעול והתעטשות הנגרמות על ידי גירוי ספציפי לאתר. (A) כימות התעטשות של קבוצת הביקורת הנורמלית, קבוצת הדמה וקבוצת הגירוי המכני של האף. קבוצת הדמה הפגינה תדירות התעטשות דומה לקבוצת הביקורת. גירוי מכני באף עורר עלייה משמעותית באירועי התעטשות. (B) כימות שיעול של קבוצת הביקורת הנורמלית, קבוצת הדמה וקבוצת אתגר קנה הנשימה של קפסאיצין. קבוצת הדמה לא הראתה הבדל משמעותי בתדירות השיעול בהשוואה לקבוצת הביקורת. גירוי קנה הנשימה של קפסאיצין הגדיל משמעותית את ספירת השיעול. הנתונים מיוצגים כממוצע ± SEM, ***P < 0.001, ******P < 0.0001. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-3
איור 3: עקבות הנשימה ואוסצילוגרמה קולית של שיעול והתעטשות. (A) תמונות מייצגות שמציגות את עקבות השיא הנשימתיים והקלטת השמע במהלך שיעול שנגרם על ידי קפסאיצין. (B) אוסצילוגרמה של הצליל (למעלה) והספקטרוגרמה (למטה) של הקלטת השמע של השיעול ב-A. (C) תמונות מייצגות שמציגות את עקבות הנשימה והקלטת השמע במהלך שיעול שנגרם על ידי קפסאיצין. (D) אוסצילוגרמה של הצליל (למעלה) והספקטרוגרמה (למטה) של הקלטת שמע שיעול ב-C. (E) תמונות מייצגות שמציגות את עקבות השיא הנשימתי והקלטת השמע במהלך התעטשות המושרה על ידי גירוי מכני. (F) אוסצילוגרמה של הצליל (למעלה) והספקטרוגרמה (למטה) של הקלטת השמע של התעטשות ב-E. (G) תמונות מייצגות המציגות את עקבות הנשימה והקלטת השמע במהלך התעטשות המושרה על ידי גירוי מכני. (H) אוסצילוגרמה של הצליל (למעלה) והספקטרוגרמה (למטה) של הקלטת השמע של התעטשות ב-G. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-4
איור 4: הפסגות הבודדות והכפולות של עקבות הנשימה של התנהגויות דמויות שיעול והתעטשות. (A) עקבות נשימה ממוצעות (אדומות) ואינדיבידואליות (אפור) וממוצעות (אדומות) של התנהגויות דמויות שיעול עם שיא נשימתי יחיד (n = 52). (B) עקבות נשימתיים ממוצעים (אדומים) ואינדיבידואליים (אפור) וממוצעים (אדומים) של התנהגויות דמויות שיעול עם שיאים נשימתיים כפולים (n = 29). (C) משך שלבי הדחיסה של שיאי נשימה בודדים וכפולים לשיעול הנגרם על ידי קפסאיצין (שיא יחיד n = 52, שיא כפול n = 29). (D) היחס הממוצע של עקבות שיא נשימתי יחיד וכפול בשיעול (n = 6 עכברים). (E) עקבות נשימה ממוצעים (אדומים) ואינדיבידואליים (אפורים) וממוצעים (אדומים) של התנהגויות דמויות התעטשות עם שיאי נשימה בודדים (n = 40). (F) עקבות נשימה ממוצעים (אדומים) ואינדיבידואליים (אפורים) וממוצעים (אדומים) של התנהגויות דמויות התעטשות עם שיאי נשימה כפולים (n = 74). (G) משך שלבי דחיסה של שיאי נשימה בודדים וכפולים להתעטשויות הנגרמות על ידי גירוי מכני (שיא יחיד n = 40, שיאים כפולים n = 74). (H) היחס הממוצע של עקבות שיא נשימתיים בודדים וכפולים בעיטוש (n = 6 עכברים). הנתונים מיוצגים כממוצע ± SEM, ****P < 0.0001. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-5
איור 5: סיווג התדירות וצורת הגל של אוסצילוגרמה של צליל שיעול והתעטשות. (A) כימות משך הסונוגרמה של שיעול והתעטשות. (B) ניתוח הספקטרוגרמה הממוצע של התעטשויות שנגרמו על ידי גירוי מכני (n = 69, שחור) ושיעול שנגרם על ידי קפסאיצין (n = 140, אדום). (C) דיאגרמה סכמטית מייצגת לחישוב השיפוע של אוסצילוגרמה קולית. ניתוח השוואתי של קו ההחלקה מגלה כי ב-25 נקודות, החלקה מוגזמת מטשטשת את תכונות הנתונים המקוריות, בעוד שערכים העולים על 50 נקודות (למשל, 75 נקודות) מראים חפיפה משמעותית עם עקומת 50 הספלים אך מציגים נקודות הטיה נוספות. (D) דיאגרמה סכמטית מייצגת של חישוב יחס שטח, תוך שימוש בתוצאות ניתוח ספקטרלי כדי לחשב את השטח תחת עקומות תדרים שונות בפריזמת GraphPad. יחס השטח שווה לשטח שמתחת לעקומת 30-60 קילו-הרץ ולשטח שמתחת לעקומת 0-30 קילו-הרץ. (E) סיווג התדירות וצורת הגל של התעטשויות הנגרמות על ידי גירוי מכני ושיעול המושרה על ידי קפסאיצין, כאשר ציר ה-y מייצג את המעריך של שיפוע צורת גל הקול מקו הבסיס לשיא, וציר ה-x מייצג את המעריך של היחס בין גלי הקול בין 30-60 קילו-הרץ ל-0-30 קילו-הרץ. (F) ניתוח הספקטרוגרמה הממוצע של התעטשויות הנגרמות על ידי ערפול קפסאיצין (n = 36, שחור) ושיעול שנגרם על ידי ערפול קפסאיצין (n = 42, אדום). (G) סיווג התדירות וצורת הגל של התעטשויות הנגרמות על ידי ערפול קפסאיצין (n = 36, שחור) ושיעול המושרה על ידי ערפול קפסאיצין (n = 42, אדום), כאשר ציר ה-y מייצג את המעריך של שיפוע צורת גל הקול מקו הבסיס לשיא, וציר ה-x מייצג את המעריך של היחס בין גלי הקול בין 30-60 קילו-הרץ ל-0-30 קילו-הרץ. (H) נתונים סטטיסטיים על רפלקס עיטוש המושרה על ידי קפסאיצין בקבוצות עם עצבים אתמואידיים קדמיים ואינפרא-אורביטליים לעומת קבוצת ניתוחי הדמה. (I) נתונים סטטיסטיים על רפלקס שיעול המושרה על ידי קפסאיצין בקבוצות עם עצבים אתמואידיים קדמיים ואינפרא-אורביטליים לעומת קבוצת ניתוחי הדמה. הנתונים מיוצגים כממוצע ± SEM, **P < 0.01, ****P < 0.0001. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

סרטון משלים 1: סרטון של התנהגות דמוית שיעול מסונכרן עם ספקטרוגרמת האודיו שלו, המוצג במהירות רגילה ו-0.1x. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

סרטון משלים 2: סרטון של התנהגות דמוית התעטשות המסונכרנת עם ספקטרוגרמת השמע שלה, מוצגת במהירות רגילה ו-0.1x. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

במחקר זה, גרמנו בהצלחה להתנהגויות שיעול והתעטשות בעכברים על ידי גירוי ספציפי של קנה הנשימה עם קפסאיצין וגירוי מכני של חלל האף ^8,17. אספנו באופן סינכרוני נתונים מפלתיסמוגרפיה של כל הגוף (WBP), הקלטות אודיו ווידאו, ומצאנו שיחסי תדרי שמע ושיפועי עוצמת הקול יכולים להבדיל ביעילות בין התנהגויות שיעול והתעטשות בעכברים ^8,23.

בהתחשב באופי העדין של ההליכים הכירורגיים המעורבים, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת למספר שלבים קריטיים. ראשית, במהלך ניתוח קנה הנשימה, הצינורית התוך-קנה המושתלת חייבת להיות דקה ככל האפשר ומוחדרת בעומק רדוד כדי למנוע חסימת דרכי הנשימה, שעלולה להוביל למצוקה נשימתית או אפילו לתמותה. יתר על כן, מכיוון שהפרשות בתוך קנה הנשימה יכולות לחסום את הצנתר בקלות, פינוי צנתר יומי הוא קריטי. בעת מתן קפסאיצין, יש לשלוט בקפידה במהירות ההזרקה כדי למנוע זרימה לאחור לחלל האף, מה שעלול לעורר רפלקסים של התעטשות. שנית, במהלך ניתוח השתלת עצם האף, גודל החור שנקדח הוא קריטי כדי למנוע נזק מוגזם לעכבר. יש להניח את הקטטר על גובה עצם האף מבלי להחדיר אותו עמוק מדי, כדי למנוע גירוי יתר של חלל האף או הפרעה לנשימה תקינה. בסופו של דבר, יישום הליכים כירורגיים מדויקים חיוני לניסוי. על ידי מזעור הפגיעה בעכבר, לא רק שניתן להאיץ את ההתאוששות, אלא גם ניתן לתעד תגובות התנהגותיות ניסיוניות מדויקות יותר. שיטות כירורגיות כאלה עוזרות לשפר את אמינות המודל ולהבטיח נתונים באיכות גבוהה, ובכך מספקות בסיס ניסיוני איתן לחקר התנהגויות רפלקס נשימתי כגון שיעול והתעטשות.

באופן מסורתי, מודלים של התנהגות שיעול הסתמכו על ערפול של תרכובות כמו קפסאיצין וחומצת לימון כדי לגרום לשיעול^24,25. עם זאת, גישה זו טומנת בחובה מגבלות בולטות: היא לא רק מעוררת שיעול אלא גם עלולה לעורר במקביל רפלקסים של התעטשות ^8,22. יתר על כן, נצפתה שונות בין-אישית משמעותית ברגישות לגירויים אירוסוליים²⁶, ותת-קבוצה של עכברים לא הראתה תגובת שיעול כלל. לעומת זאת, פרדיגמת הגירוי המכני החדשה שפותחה במחקר זה משיגה התנהגויות יציבות דמויות שיעול תוך מתן אפשרות להתאמה אישית גמישה של גירויים באמצעות מפעילים הניתנים להחלפה. באופן דומה, מודלים קונבנציונליים של עיטוש המשתמשים בחומרים אירוסוליים סובלים מספציפיות התנהגותית ירודה, מכיוון שהם מעוררים לעתים קרובות שיעול משני²², ובכך מסבכים את ההבחנה בין רפלקסים נשימתיים מובהקים אלה.

מחקרים קודמים ביססו מודלים של שיעול והתעטשות של עכברים באמצעות קפסאיצין, והבדילו בין השניים על סמך המאפיינים של דפוסי נשימה (שיאים בודדים או כפולים) שתועדו על ידי פלתיסמוגרפיה של כל הגוף (WBP)⁸. נתוני המחקר שלנו מצביעים על כך שבהתנהגות שיעול מושרית, דפוס נשימת השיא היחיד היווה 77.55 ±-2.10% מההתרחשויות, בעוד שבהתנהגות התעטשות, דפוס השיא היחיד היווה 32.42 ±-5.88%. תוצאות אלו מאשרות כי שיטת הסיווג המבוססת על דפוסי נשימה WBP יעילה ברוב המקרים אך מציגה מגבלות ואינה מאפשרת בידול מושלם בין שתי ההתנהגויות. בנוסף, כמה מחקרים ניסו להבחין בין שיעול להתעטשות באמצעות מאפייני משך ותדירות של אותות שמע²². למרות שמשך הזמן הממוצע של אותות שמע להתנהגות התעטשות הוא בדרך כלל ארוך יותר מאשר לשיעול, קיימת חפיפה משמעותית בין משכי האירועים הבודדים. לכן, הסתמכות על משך השמע כאינדיקטור מבחין עשויה להיות חסרת אפליה מספקת. יתר על כן, ניתוח ספקטרלי של שיעול והתעטשות לא חשף גבול ברור: שיעול קל עשוי להתבטא רק כאותות בתדר נמוך, בעוד שיעול נמרץ יכול להפיק צלילים הכוללים רכיבים משמעותיים בתדר גבוה, עם מאפיינים ספקטרליים הדומים לאלה של התעטשות. יש לציין כי אירועי שיעול מציגים באופן עקבי שיעור גבוה יותר של אנרגיה בתדר נמוך. לעומת זאת, היחס בין אנרגיה בתדר גבוה לתדר נמוך (יחס אנרגיה בתדר גבוה לתדר נמוך) עשוי לספק תכונה אקוסטית מבחינה יותר להבחנה בין התנהגויות שיעול והתעטשות.

החדשנות שלנו מטפלת במגבלות אלה באמצעות גירוי מכני מוגבל מרחבית. המודל ההתנהגותי המעודן מדגים יתרונות כפולים: (1) דיוק ברמת המילימטר בבדיקות מיוצבות של יישום גירויים, ו-(2) ספציפיות התנהגותית משופרת. יתר על כן, הניתוח המקיף שלנו של אקוסטיקה של שיעול והתעטשות מגלה כי התנהגויות אלה מציגות פרופילי עוצמת קול מובחנים, עם הבדלים מובהקים סטטיסטית ביחסי האנרגיה בתדר גבוה עד נמוך. יתר על כן, הניתוח האקוסטי המקיף שלנו של אירועי שיעול והתעטשות חושף פרופילי עוצמת קול ייחודיים בין התנהגויות אלה, מלווים בהבדלים מובהקים סטטיסטית ביחסי האנרגיה בתדרים גבוהים לנמוכים. יתר על כן, שיטת סיווג זו אפשרית גם בהקלטות אקוסטיות של התנהגויות שיעול והתעטשות הנגרמות על ידי ערפול קפסאיצין. ביחד, פרמטרים אקוסטיים אלה אפשרו פיתוח של מרחב תכונות רב-ממדי הקובע סטנדרט אובייקטיבי וניתן לכימות להבחנה בין שיעול להתעטשות. התוצאה קובעת סטנדרט טוב לחקירת מנגנוני הגנה על דרכי הנשימה עם מבלבלים מופחתים ויכולת שחזור משופרת. זה לא רק פותר אתגרים ארוכי שנים במחקר רפלקס נשימתי, אלא גם פותח דרכים למחקרי נוירומודולציה מדויקים של מעגלים עצביים של שיעול והתעטשות.

למרות ששיטה זו גורמת ביעילות להתנהגויות שיעול והתעטשות בעכברים, עדיין יש לה כמה מגבלות. בהשוואה לאינדוקציה של ערפול, ניתוח עלול לגרום למידה מסוימת של פגיעה בעכברים, למרות שאנו שואפים למזער את הנזק במהלך ההליך. עם זאת, הניתוח עדיין יכול לעורר התנהגויות שיעול והתעטשות, מה שמעיד על כך שהניתוח עצמו אינו מפחית את רגישותם של עכברים לגירויים אלה. אתגרים טכניים הופיעו גם בפנוטיפ התנהגותי. נאמנות האות האקוסטי דרשה כיול מדויק של מיקום המיקרופון מהנושא כדי לאזן את יחסי האות לרעש תוך הימנעות מרוויית משרעת. יתר על כן, השילוב של צנתרים למתן גירוי עם תאי פלתיסמוגרפיה של כל הגוף (WBP) הצריך עיצובים מיוחדים: הצנתר חייב להימשך מהחלק העליון של התא מבלי להפריע לתנועות הטבעיות של העכבר או למסירת הגירוי. לסיכום, למרות מגבלות השיטה הכירורגית, היא מספקת אמצעי יעיל לגרימת התנהגויות שיעול והתעטשות בעכברים, ועם תהליך ניסוי שתוכנן בקפידה, ניתן למזער את הפגיעה בעכבר כדי להבטיח איסוף נתונים התנהגותיים מדויקים.

לסיכום, באמצעות מניפולציות כירורגיות עדינות אלה ותכנון ניסוי קפדני, הקמנו מודל הגורם ביציבות להתנהגויות שיעול והתעטשות בעכברים, ומספק בסיס ניסיוני אמין למחקר נוסף של שתי התנהגויות רפלקס נשימה אלה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכת על ידי תוכנית המו"פ הלאומית של סין (STI2030-פרויקטים גדולים-2021ZD0202400 עד CS), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (32422032 ו-32271069 ל-CS), תוכנית התמיכה המיוחדת של גואנגדונג (2023TQ07A609 עד CS), הפרויקט הגדול של המעבדה הלאומית של גואנגג'ואו (MP-GZNL2024A02001-02 ומענק מס'. GZNL2024A02001 ל-C.S.). כל הנתונים מאוחסנים בארכיון המעבדה הלאומית של גואנגג'ואו.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
חוט ניילון 0.25 מ"מ			https://item.taobao.com/item.htm?app =ווישין & bc_fl_src=share-1041234389 826863-2-1& bxsign=scdVy4Xlh07ZND yojKnPqZ8vQnR_0pjarQFoQH9h636l au-W1sONf-RPbGobT6VinB8J0CrFC xRXoB-tghl13JMFQh3DrBLpqflgMRg DY2repq1fcQGIoPm4AuDfQSUQXE p& cpp=1& h5_spm=a-tb-item.b-tb-ite m& id=595514372480& share_crt_ v=1&; shareurl=true&; short_name=h .hIi5xvPc8rHTjez& sp_tk=eDdVczR SSG1vODU%3D& spm=A2159R.13 376460.0.0& tbSocialPopKey=shar eItem& tk=x7Us4RHmo85& UN=B3 859EB62EF44248BD7BAB98FFeb2 63& un_site=0& ut_sk=1.ZZv9EYy wWWkDAI%2FaThaoYLYt_2164 6297_1755074424775.TaoPassw ord-WeiXin.1& wxsign=tbwr_qqSc esj7OBC_MTN-urBRm3r6GFm9t SERXxmOXNfgDGI3usP8mgVRu QmtuQ3LRrt9OkMGFP3XV55Hpp DzZZUQ4jUaki80cL79BKkrc85YE 5VYZfdiqppGkhao6kzkKF& x-ssr=נכון
מחט 28G			https://item.taobao.com/item.htm? app=weixin& bc_fl_src=share-1041 234389566731-2-1& bxsign=scdfvM o7l21o6H5xXAgtKjf4TGT54QtHpk ED6yQRvvPvkGUKWiNyteUooM8e 6wcMmSKQpRsUCHjVo1q6Cliyp61 S3Nr1VadjTYKEJ1_SxSFZln_zI-0U omdKkkegvM6O5Rr& cpp=1& h5_sp m=a-tb-item.b-tb-item& id=670272 286239& share_crt _v=1& shareurl=true&; short_name= h.hIiUFWFOj35n1LJ& sp_tk=eHFJ QTRSSE9xZDc%3D& SPM=A2159 r.13376460.0.0& tbSocialPopKey= shareItem& tk=xqIA4RHOqd7& UN =B3859EB62EF44248BD7BAB98FF EB263& un_site=0& ut_sk=1.ZZv9 EYywWWkDAI%2FaThaoYLYt_2 1646297_1755074424775.TaoPa ssword-WeiXin.1& wxsign=tbwwJc wF20yLPkLax6kR7BPCJ3uPXx_ KPLTBjHUIph1nmN96mu0vYRC 0-DQxpG6mWPKWPZwSElseb HTR6nMzL7zthSG_67CIodTi_3i bFk7SKNFmbLeg1MVSDl9YzKs axPI& x-ssr=נכון
2-מתיל-2-בוטנול	סיגמא-אלדריץ'	240486-100ML
Avisoft RECORDER USGH	אביסופט		להקלטה אולטרסונית
מזרק סטריאוטקטי מוחי	הנעה אחורית	68801
קפסאיצין	MCE	HY-10448
איזון אלקטרוני	שנגחאי ג'ואו ג'ינג	BSM-220.4
פריזמת GraphPad	GraphPadSoftware		משמש לגרפים וניתוח נתונים
מערכת מצלמות מהירות גבוהה	פילר	20102748
יודופור	LIRCON		https://www.lircon.cn/products_details/218.html
משאבת מיקרוהזרקה	XIMAINANOTECH	XMSP-C
חימר מודל			https://detail.tmall.com/item.htm? app=weixin& bc_fl_src=share-10 41234985980666-2-1& bxsign=s cdTRuE_YDJUf3ImFGBBqpft8S OgQqVocuYNmXEUcLyxiJX85R eVH8uZxdnVBKeXGONiCQ_Fc UDXoNcDga8mP3sClXi1CKRn R6SHFSitGVUGOFOA7eGoZT 38cLXHb8wUW-S& cpp=1& h5_ spm=a-tb-item.b-tb-item& id=61 1429671875& share _crt_v=1& shareurl=true&; short _name=h.hs0LTq88ockDBN6& sp_tk=cldZNjRSREhKUDU%3 D& spm=A2159R.13376460.0.0 & tbSocialPopKey=shareItem& tk=rWY64RDHJP5& UN=B385 9EAB62EF44248BD7BAB98FFeb 263& un_site=0& ut_sk=1.ZZv9 EYywWWkDAI%2FaThaoYLYt _21646297_1755091386528.T aoPassword-WeiXin.1& wxsign =tbwPFmvLRyYmleaKSyVP7W t1XJnfAXUas_u1d5JJPUA91z9 4BTPKze3BbE2bNJHvC4-agGF ARD4JFW0c8hjdn7Z1Mfk1qgIZ VJ2SaGNFy8b809h3okigHQkp8 LhDopd5-VF& x-ssr=true
נבולייזר	יואל	M105	לצורך אטומיזציה של קפסאיצין
PE Tubing	הנעה אחורית	62323
צינורות סיליקון			https://item.taobao.com/item.htm? id=618505617112& pisk=gFrice1c WPu1u5K6Stm15sEF8l7d5cijiSK xMmhV8XlBXSntDD-EBYH2ux8Z Ty27ifBf5cUniWPn_S2fCxl4gScY WwI8CRij0_Uc2ge6-dJRw5xZ3p Wqex8NpV5Fxrz-0_CR2epE51n 4Mg0bwy8EFXkZ3m8NK2krnmmk Z7jWnTxDWuCPq09XnnYxw_xu qLMksIm8q7n-ULYH-QCuZ72W nhX8Z0mPqY9DjTjoq0b1J0bq4A k5cCgtoXJh0xA0iaJbW0nvrQQhu QN-D0k4n8bR-tn-4xA2cQfKHqZ hzPf3-MWSpjm2En5hLag-nY44 7HxVGjhoT8yZsXkCkMVmK_4z q-OSaKccirl3lD1igu5Zm5PvfFJo aOzGS7w1IKlE-obgHT1yLKfuuo5 CB0fUuLW08vBK-cWa4gxVesglW 8U8O0ngpWb8XlVkIKbKQBDHRe 4RzM9XHPNgZdACRK9YXlVkIKb BhKUOj7vMOw& spm=A21XTW.291 78619.0.0
תוכנת Spike2	Spike2		משמש לניתוח עקבות נשימתיות וקול
ספינוויו	פילר		משמש להקלטת וידאו במהירות גבוהה
טריברומואתנול	סיגמא-אלדריץ'	T48402-100G
אולטרסאונדגייט 116Hme	אביסופט	116Hme/63
תוכנת WBP admiad	טאו-אינטר-טק		שימש להקלטת WBP
מערכת פלתיסמוגרפיית גוף WBP	טאו-אינטר-טק	2403-3204

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Umayahara, Y., et al. Clinical significance of cough peak flow and its non-contact measurement via cough sounds: a narrative review. Appl Sci (Basel). 10 (8), 2782(2020).
Nonaka, S., Unno, T., Ohta, Y., Mori, S. Sneeze-evoking region within the brainstem. Brain Res. 511 (2), 265-270 (1990).
Canning, B. J., et al. Anatomy and neurophysiology of cough: chest guideline and expert panel report. Chest. 146 (6), 1633-1648 (2014).
Mazzone, S. B., Undem, B. J. Vagal afferent innervation of the airways in health and disease. Physiol Rev. 96 (3), 975-1024 (2016).
Canning, B. J., et al. Identification of the tracheal and laryngeal afferent neurones mediating cough in anaesthetized guinea-pigs. J Physiol. 557 (Pt 2), 543-558 (2004).
Driessen, A. K., et al. A role for neurokinin 1 receptor-expressing neurons in the paratrigeminal nucleus in bradykinin-evoked cough in guinea-pigs. J Physiol. 598 (11), 2257-2275 (2020).
Lu, H., Cao, P. Neural mechanisms underlying the coughing reflex. Neurosci Bull. 39 (12), 1823-1839 (2023).
Gannot, N., et al. A vagal-brainstem interoceptive circuit for cough-like defensive behaviors in mice. Nat Neurosci. 27 (9), 1734-1744 (2024).
Bourouiba, L., Dehandschoewercker, E., Bush, J. W. M. Violent expiratory events: on coughing and sneezing. J Fluid Mech. 745, 537-563 (2014).
Al-Biltagi, M., Bediwy, A. S., Saeed, N. K. Cough as a neurological sign: what a clinician should know. World J Crit Care Med. 11 (3), 115-128 (2022).
Korpás, J., Tomori, Z. Cough and other respiratory reflexes. , Karger, Basel. (1979).
Rui, Y., et al. The sneeze reflex in physiological and pathological states: a mini review. Front Neurosci. 19, 1598027(2025).
Batsel, H. L., Lines, A. J. Discharge of respiratory neurons in sneezes resulting from ethmoidal nerve stimulation. Exp Neurol. 58 (3), 410-424 (1978).
Wallois, F., Bodineau, L., Macron, J. M., Marlot, D., Duron, B. Role of respiratory and non-respiratory neurones in the region of the NTS in the elaboration of the sneeze reflex in cat. Brain Res. 768 (1-2), 71-85 (1997).
Hersch, M. Loss of ability to sneeze in lateral medullary syndrome. Neurology. 54 (2), 520-521 (2000).
Cauna, N., Hinderer, K. H., Wentges, R. T. Sensory receptor organs of the human nasal respiratory mucosa. Am J Anat. 124 (2), 187-209 (1969).
Simera, M., et al. Interactions of mechanically induced coughing and sneezing in cat. Respir Physiol Neurobiol. 205, 21-27 (2015).
Burke, W. Why do we sneeze. Med Hypotheses. 78 (4), 502-504 (2012).
Hiramatsu, Y., et al. The mechanism of pertussis cough revealed by the mouse-coughing model. mBio. 13 (2), e0319721(2022).
Chen, L., et al. Establishment of a mouse model with all four clinical features of eosinophilic bronchitis. Sci Rep. 10 (1), 10557(2020).
Li, F., et al. Sneezing reflex is mediated by a peptidergic pathway from nose to brainstem. Cell. 184 (14), 3762-3773.e10 (2021).
Lu, H., et al. Brainstem opioid peptidergic neurons regulate cough reflexes in mice. Innovation (Camb). 5 (6), 100721(2024).
Ludlow, C. L. Laryngeal reflexes. J Clin Neurophysiol. 32 (4), 284-293 (2015).
Laude, E. A., Higgins, K. S., Morice, A. H. A comparative study of the effects of citric acid, capsaicin and resiniferatoxin on the cough challenge in guinea-pig and man. Pulm Pharmacol. 6 (3), 171-175 (1993).
Nascimento, L. A., Fonseca, L. F., Rosseto, E. G., Santos, C. B. Development of a safety protocol for management of thirst in the immediate postoperative period. Rev Esc Enferm USP. 48 (5), 834-843 (2014).
Meisel, A., et al. Detection of mouse cough based on sound monitoring and respiratory airflow waveforms. PLoS One. 8 (3), e59263(2013).

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

אינדוקציה מדויקת והבחנה של רפלקסים של שיעול והתעטשות בעכברים

במאמר זה

סיכום

תקציר

מבוא

פרוטוקול

תוצאות

דיון

גילויים

תודות

חומרים

מקורות

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

מאמרים קשורים