$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
MSSA משפר ליקויים נוירולוגיים תפקודיים
ANOVA דו-כיווני עם מדידות חוזרות חשף השפעות עיקריות משמעותיות של זמן (F[2.613, 62.71] = 315.3, p < 0.001) וקבוצה (F[2, 24] = 142.9, p < 0.001), וכן זמן משמעותי × אינטראקציה קבוצתית (F[12, 144] = 99.94, p < 0.001) עבור ציוני הנוירולוגיה של זיאה לונגה. יום לפני הניתוח, כל החולדות בקבוצות הניתוח המדומה, המודל ו-MSSA קיבלו ציון זיאה לונגה של 0, מה שמעיד על תפקוד נוירולוגי בסיסי שלם ללא ליקויים נוירולוגיים. החל מהיום הראשון לאחר הניתוח, ציוני זיאה לונגה עלו בהדרגה הן בקבוצות המודל והן בקבוצות MSSA. לא נצפה הבדל משמעותי בין קבוצות אלו מהיום הראשון לאחר הניתוח ועד יום 5 (עמ' > 0.05). עם המשך ההתערבות שלו, ציוני Zea Longa בקבוצת MSSA היו נמוכים משמעותית מאלו שבקבוצת המודל בימים 7 ו-10 לאחר הניתוח (p < 0.001), מה שמעיד על שיפור בתפקוד הנוירולוגי (איור 1A).

איור 1. דיקור קרקפת בסגנון תנועה משפר ליקויים נוירולוגיים ומפחית את טונוס השרירים בעכברים עם ספסטיות לאחר שבץ. (א) ציוני ליקוי נוירולוגי של זיאה לונגה שנמדדו לפני חסימת העורק המוחי האמצעי (MCAO; יום −1), מיד לפני MCAO (יום 0), ובימים 1, 3, 5, 7 ו-10 לאחר הניתוח. (ב) ציוני סולם אשוורת' מותאם שנמדדו בנקודות זמן מתאימות. הקו האנכי המקווקוק מציין את MCAO ביום 0. הנתונים מוצגים כסטיית תקן ממוצעת ± (SD). פסי השגיאה מייצגים SD. ***p < 0.001 עבור ההשוואות המסומנות בסוגריים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
MSSA מפחית את נפח האוטם המוחי
עכברים שהופעלו על ידי דמה הציגו ממצאים תקינים של T2WI, עם עוצמת אות פרנכימלית הומוגנית בכל המוח. לא נצפו עוצמות יתר פתולוגית, אוטם מוח, חריגות מורפולוגיות או התרחבות חדרי (איור 2A). לעומת זאת, קבוצת המודל הציגה היפראינטנסיביות T2 בולטת בהמיספרה המוחית האיפסילטרלית, התואמת לאזור האוטפקט האיסכמי, יחד עם הגדלה חדרית ניכרת (איור 2A). ניתוח מורפומטרי כמותי הראה שנפח האוטם המוחי הופחת משמעותית בקבוצת MSSA בהשוואה לקבוצת המודל (p < 0.001; איור 2B). ההתערבות של MSSA מוצגת באיור 2C.

איור 2. דיקור קרקפת בסגנון תנועה מפחית את נפח האוטם המוחי בעכברים עם ספסטיות לאחר שבץ. (א) תמונות מוח מייצגות עם דימות משוקלל T2 (T2WI) מקבוצות דיקור קרקפת מדומה מופעל, מודל וסגנון תנועה (MSSA) ברמות 1.00, 0.20, −0.92 ו-−1.88 מ"מ ביחס לברגמה. (ב) כימות נפח האוטם המוחי מ-T2WI. סמלים בודדים מייצגים בעלי חיים בודדים. (ג) צילום של ההתערבות של MSSA שבוצעה במקביל לתרגיל הליכון. הנתונים מוצגים כממוצע ± SD. פסי השגיאה מייצגים SD. ***p < 0.001 לעומת קבוצת המודלים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
MSSA מפחית את עווית השרירים לאחר שבץ
עבור ציוני MAS, ANOVA דו-כיווני עם מדידות חוזרות חשף השפעות עיקריות משמעותיות של זמן (F[2.158, 51.79] = 183.7, p < 0.001) וקבוצה (F[2, 24] = 57.68, p < 0.001), יחד עם זמן משמעותי × אינטראקציה קבוצתית (F[10, 120] = 58.70, p < 0.001). כל החולדות הציגו ציון MAS של 0 יום לפני הניתוח וביום הראשון לאחר הניתוח, מה שמשקף טונוס שרירים בסיסי תקין ללא ספסטיות. מהיום השלישי לאחר הניתוח ואילך, ציוני ה-MAS עלו בהדרגה בקבוצות המודל ובקבוצות MSSA, מה שמעיד על התפתחות ספסטיות בגפיים לאחר שבץ, ללא הבדל מובהק בין שתי הקבוצות בשלב זה. מהיום החמישי לאחר הניתוח ועד יום 10, ציוני ה-MAS בקבוצת MSSA היו נמוכים משמעותית מאלו שבקבוצת המודל (p < 0.01 עד p < 0.001), מה שמעיד ש-MSSA הקלה על PSS (איור 1B).
MSSA שומר על שלמות מיקרו-מבנית של חומר לבן בקפסולה החיצונית
מפות פרמטרים מייצגות של DTI מוצגות באיור 3A. ביום העשירי לאחר הניתוח, בהשוואה לקבוצת ההפעלה המדומה, קבוצת המודל הראתה ירידה משמעותית ביחס האניזוטרופיה השברית (rFA) בתוך הקפסולה החיצונית (p < 0.001; איור 3B), מלווה בעליות משמעותיות ביחס הדיפוזיביות הממוצעת (rMD) ודיפוזיביות רדיאלית (rRD) (שניהם p < 0.001; איור 3C,D). בהשוואה לקבוצת המודלים, MSSA העלה משמעותית את rFA (p < 0.001; איור 3B) וירידה משמעותית ב-rMD וב-rRD (שניהם p < 0.01; איור 3C,D). לא נצפה הבדל משמעותי ביחס הדיפוזיביות הצירית (rAD) בין הקבוצות (p > 0.05; איור 3E). מיקום החולדות במהלך רכישת DTI והמיקום האנטומי של ROI הקפסולה החיצונית מוצגים באיור 3F,G.

איור 3. דיקור קרקפת בסגנון תנועה משנה פרמטרים של דימות טנזור דיפוזיה בעכברים עם ספסטיות לאחר שבץ. (A) אניזוטרופיה חלקית מייצגת (FA), דיפוזיביות ממוצעת (MD), דיפוזיביות אקסיאלית (AD) ודיפוזיביות רדיאלית (RD) מקבוצות הדיקור המופעל בזימה, מודל וסגנון תנועה (MSSA) של דיקור קרקפת (MSSA) בגובה של −1.30 מ"מ יחסית לברגמה. (B–E) כימות היחסים בין FA איפסילסיונלי לנגדי (rFA), MD (rMD), RD (rRD) ו-AD (rAD), בהתאמה. סמלים בודדים מייצגים בעלי חיים בודדים. (F) צילום של עכבר הממוקם להדמיית טנזור דיפוזיה (DTI). (G) תמונת סכמטית ותמונת תהודה מגנטית מקבילה המציגה את אזורי הקפסולה החיצוניים הנגדיים והאימסילסיונליים הרלוונטיים. הנתונים מוצגים כממוצע ± SD. פסי השגיאה מייצגים את SD. #p < 0.05 ו-###p < 0.001 לעומת קבוצת ההפעלה המזויפת; **p < 0.01 ו-***p < 0.001 לעומת קבוצת המודלים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
MSSA משפר את שלמות המיאלין בקפסולה החיצונית
בוצע צביעת LFB להערכת שלמות המיאלין בקפסולה החיצונית. היסטולוגית, סיבים מיאליניים הציגו מורפולוגיה שלמה וסידור סדיר בקבוצת ההפעלה המדומה, בעוד שנצפו אובדן מיאלין וחוסר סדר מבני בקפסולה החיצונית של חולדות מודל MCAO (איור 4A). ניתוח כמותי הראה כי ה-IOD היחסי של צביעת LFB היה נמוך משמעותית בקבוצת המודל מאשר בקבוצת ההפעלה המדומה (p < 0.001; איור 4B). בהשוואה לקבוצת המודל, קבוצת MSSA הציגה ערכי IOD יחסיים גבוהים משמעותית (p < 0.001; איור 4B), המצביע על שיפור בשלמות המיאלין בקפסולה החיצונית לאחר טיפול ב-MSSA.

איור 4. דיקור קרקפת בסגנון תנועה מפחית פגיעות במיאלין קפסולה חיצונית אצל חולדות עם ספסטיות לאחר שבץ. (א) חתכי מוח פנורמיים מייצגים עם צבעי לוקסול פאסט בלו (LFB) ותצפיות מוגדלות של אזורי הקפסולה החיצוניים הנגדיים והאיפסילסיונליים (ROIs) מקבוצות MSSA (דיקור קרקפת מופעל בזימה, מודל ותנועה). הקופסאות הכחולות והאדומות בתמונות הפנורמיות מציינות את ה-ROIs הנגדיים והאיפסילסיונליים, בהתאמה. פסי קנה מידה בתמונות המוגדלות = 50 מיקרומטר. (B) כימות הצפיפות האופטית המשולבת היחסית (IOD) של צביעת LFB בקפסולה החיצונית האיפסילסיונלית המנורמלת לצד הנגדי. סמלים בודדים מייצגים בעלי חיים בודדים; n = 4 לכל קבוצה. הנתונים מוצגים כממוצע ± SD. פסי השגיאה מייצגים SD. ###p < 0.001 לעומת קבוצת ההפעלה המזויפת; p < 0.001 מול קבוצת המודלים; △p < 0.05 להשוואה שצוינה על ידי הסוגריים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
MSSA מעכב היפראקסיביטביליות של רפלקס H בעמוד השדרה
הקלטות ייצוגיות של גל M וגל H מוצגות באיור 5A, ומערכת ההקלטה האלקטרופיזיולוגית מוצגת באיור 5B. ביום העשירי לאחר הניתוח, הערכה אלקטרופיזיולוגית הראתה כי בהשוואה לקבוצת ההפעלה המדומה, קבוצת המודל הציגה עלייה משמעותית בסף המוטורי (MT; p < 0.001) ויחס משרעת מקסימלי של גל H/מקסימום גל M (מקסימום H/Mמקסימום) (p < 0.001), עלייה מתונה בהשהיית גל M (p < 0.05), וירידה מקבילה בהשהיית רפלקס H (p < 0.05; איור 5C–H). בהשוואה לקבוצת המודלים, קבוצת MSSA הציגה MT נמוך משמעותית (p < 0.001) ויחסמקסימום H/M (p < 0.001), יחד עם סף רפלקס H גבוה משמעותית (p < 0.001; איור 5C–H). לא נצפה הבדל משמעותי בעוצמת הגירוי הנדרשת ליצירת Hmax המובע ככפולה של MT בין המודל לקבוצות MSSA (איור 5H). יתרה מזאת, כאשר מנורמל ליחס H/M ב-0.3 הרץ, FDD רפלקס H ירד בהדרגה עם עלייה בתדירות הגירוי בכל שלוש הקבוצות (איור 5I). גם בתדרים 5 הרץ וגם ב-10 הרץ, יחס H/M היה נמוך משמעותית בקבוצת MSSA מאשר בקבוצת המודל (שניהם p < 0.001), מה שמעיד על שיקום חלקי של FDD רפלקס H לכיוון הדפוס הפיזיולוגי (איור 5J; טבלה 1).

איור 5. דיקור קרקפת בסגנון תנועה מפחית את ההתעוררות הרפלקסית של עמוד השדרה אצל חולדות עם ספסטיות לאחר שבץ. (א) עקבות מייצג בגל M וגל H מקבוצות MSSA (דיקור קרקפת מופעל על ידי שמה מופעלת, מודל ותנועה). (ב) צילום של מערכת ההקלטה האלקטרופיזיולוגית המציגה את אתר גירוי עצב הסיאטיקה, אלקטרודות ההקלטה והאלקטרודה הקרקעית. (C–H) כימות סף מנוע (MT), יחס משרעת גל H מקסימלי ל-M מקסימלי (Hמקסימום/Mמקסימום), השהיית גל H, סף רפלקס H, השהיית גל M, ועוצמת הגירוי שמעוררת Hmax מבוטא ככפולה של MT, בהתאמה. סמלים בודדים מייצגים בעלי חיים בודדים. (I) עקבות רפלקס H מייצגים שהתקבלו בתדרי גירוי של 0.3 הרץ, 5 הרץ ו-10 הרץ בכל קבוצה. (J) דיכאון תלוי בתדר של רפלקס H, המובע כיחס H/M ב-5 הרץ ו-10 הרץ מנורמל ליחס H/M ב-0.3 הרץ. אזורים מוצלים מייצגים את SD של ערכי הממוצע. הנתונים מוצגים כממוצע ± SD. פסי השגיאה מייצגים SD. #p < 0.05 ו-###p < 0.001 לעומת קבוצת ההפעלה המזויפת; p < 0.001 לעומת קבוצת המודלים. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
| קבוצה | MT (mA) | Mmax (mV) | Hmax (mV) | השהיה M (ms) | השהיית H (ms) | סף רפלקס H (×MT) | Hmax (×MT) | יחס H/M (0.3 הרץ) | יחס H/M (5 הרץ) | יחס H/M (10 הרץ) |
שאם (n = 9) | 0.808 ± 0.218 | 11.119 ± 7.802 | 2.804 ± 2.896 | 4.567 ± 0.731 | 11.311 ± 0.849 | 1.296 ± 0.251 | 1.554 ± 0.264 | 0.452 ± 0.264 | 0.304 ± 0.155 | 0.176 ± 0.137 |
מודל (n = 9) | 1.855 ± 0.203### | 3.282 ± 2.040## | 2.307 ± 1.296 | 5.333 ± 0.893 | 10.456 ± 1.056 | 0.729 ± 0.299 | 1.517 ± 0.303 | 0.826 ± 0.120## | 0.741 ± 0.129### | 0.684 ± 0.131### |
MSSA (n = 9) | 0.663 ± 0.236 | 5.908 ± 2.751 | 1.497 ± 0.688 | 4.744 ± 0.590 | 10.978 ± 0.602 | 1.939 ± 0.819 | 1.832 ± 1.557 | 0.556 ± 0.238* | 0.390 ± 0.193** | 0.142 ± 0.134 |
טבלה 1: פרמטרים אלקטרופיזיולוגיים של רפלקס ה-H בעכברים עם ספסטיות לאחר שבץ. מדידות אלקטרופיזיולוגיות שהושגו מקבוצות דיקור קרקפת בסגנון שמה מופעל, מודל וסגנון תנועה (MSSA), כולל סף מוטורי (MT), אמפליטודת גל M מקסימלית (Mמקסימום), משרעת גל H מקסימלית (Hmax), השהיית גל M, השהיית גל H, סף רפלקס H המובע ככפולה של MT (×MT), עוצמת גירוי המעוררת Hmax מבוטאים ככפולה של MT (×MT), ויחסי H/M הנמדדים בתדרי גירוי של 0.3, 5 ו-10 הרץ. הנתונים מוצגים כממוצע ± SD. ##p < 0.01 ו-###p < 0.001 לעומת קבוצת ההפעלה המדומה; *p < 0.05, **p < 0.01, ו-***p < 0.001 לעומת קבוצת המודלים.
מתאמים בין נפח האנקטרום T2WI, מדדי DTI של הקפסולה החיצונית, מדדים אלקטרופיזיולוגיים וציוני MAS
נבדקו לראשונה מתאמים בין נפח האוטם המוחי שנמדד על ידי T2WI לבין מדדי DTI של הקפסולה החיצונית. בניתוח המאוחד, נפח האינקרט היה בקורלציה שלילית חזקה עם rFA (ρ = −0.902, p < 0.001) והיה בקורלציה חיובית עם rMD ו-rRD (ρ = 0.511, p = 0.03; ρ = 0.661, p = 0.003; איור 6A–D). לא נצפו מתאמים משמעותיים בין נפח האוטם לפרמטרי DTI בניתוחי תת-הקבוצות. לאחר מכן הוערכו הקשרים בין מדדי DTI של הקפסולה החיצונית, המדדים האלקטרופיזיולוגיים של התעוררות רפלקסי עמוד השדרה וטונוס השרירים שהוערכו על ידי ה-MAS. בניתוח המאוחד, rFA נמוך יותר היה קשור ליחסמקסימום H max/M גבוה יותר (ρ = −0.895, p < 0.001), בעוד שיחס rRD גבוה יותר היה קשור לסף רפלקס H נמוך יותר (ρ = −0.504, p = 0.03; איור 6E,F). בנוסף, יחסמקסימום H/M גבוה יותר וספי רפלקס H נמוכים יותר היו קשורים לציוני MAS גבוהים יותר (ρ = 0.760, p < 0.001; ρ = −0.479, p = 0.01; איור 6G,H). ניתוחי תת-קבוצות הראו מתאם שלילי משמעותי בין סף רפלקס H לציון MAS רק בקבוצת המודל (ρ = −0.736, p = 0.03), בעוד שלא נצפו מתאמים משמעותיים בקבוצות שמופעלות במזויפת או בקבוצות MSSA.

איור 6. קשרים בין נפח אוטם מוח, פרמטרי דימות טנזור דיפוזיה, מדדי רפלקס H וטונוס שרירים בעכברים עם ספסטיות לאחר שבץ. (A–D) אסוציאציות של נפח אוטם מוחי מבוסס דימות משוקלל T2 (T2WI) לבין היחסים האיפסיציונליים-לנגדיים של אניזוטרופיה חלקית (rFA), דיפוזיביות ממוצעת (rMD), דיפוזיביות רדיאלית (rRD) ודיפוזיביות אקסיאלית (rAD), בהתאמה. (ה) אסוציאציה בין rFA לבין יחס המשרעת המקסימלי של גל H/גל M מקסימלי (מקסימום H/Mמקסימום). (ו) אסוציאציה בין rRD לסף רפלקס H. (ז) קשר בין Hmax/Mmax לבין ציון בסולם אשוורת' המותאם (MAS). (H) קשר בין סף רפלקס H לציון MAS. עיגולים, ריבועים ומשולשים מייצגים את קבוצות ה-MSSA (MSSA) המופעלות על ידי שמאם, מודל, וסגנון תנועה. קווים מקווקו מתאימים לעקומת התאמת רגרסיה ליניארית שנוצרת מהנתונים הנמדדים. מקדמי מתאם ספירמן הכוללים והספציפיים לקבוצה (ρ) וערכי p תואמים מוצגים בכל פאנל. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
זמינות נתונים:
כל הנתונים שנוצרו או נותחו במהלך מחקר זה כלולים במאמר שפורסם ובחומר המשלים. מערכי הנתונים הגולמיים התומכים בממצאי מחקר זה מסופקים בטבלה משלימה 1.
טבלה משלימה 1. מערכי נתונים גולמיים התומכים בניתוחים הכמותיים שהוצגו במחקר זה. חוברת העבודה כוללת את הנתונים הניסיוניים הגולמיים המשמשים להערכות התנהגות, ניתוח נפח אימפרקט T2, מדדי דימות טנזור דיפוזיה (DTI), כימות צביעת Luxol Fast Blue (LFB), ומדידות אלקטרופיזיולוגיות רפלקס H לכל קבוצות הניסוי. אנא לחצו כאן להורדת הקובץ הזה.