תיקוף של גירוי מכני הדיר
תצורת המכשיר המייצגת ותיקוף פלט הרעידות המוצגים ב-איור 1 הופקו עבור כתב יד זה, בעוד שטווחים כמותיים של ייחוס עבור פרמטרי רעידות הנגזרים מדיקור סיני ידני סוכמו ממחקרי תיקוף קודמים.
ה-MAI תוקף על ידי השוואה בין הפלט המכני שנוצר במהלך מניפולציה של דיקור ידנית לבין זה שנוצר על ידי גרייה מונחית מכשיר (איור 1מניפולציה ידנית של מחט דיקור יצרה שיאי תאוצה פתאומיים ולא סדירים בקצה המחט, עם שונות ניכרת בין המפעילים13במחקר התיקוף המקורי, ערכי התאוצה נעו בין 0.1 m/s2 ל-2.9 מ'/שנייה2, עם ערך ממוצע של כ-1.3 m/s2, ותדרי תנודה דומיננטיים של כ-70–90 הרץ זוהו במהלך מניפולציה ידנית של המחט (איור 1A,B)3,13.
על בסיס מדידות אלו, ה-MAI הוגדר כדי לספק גרייה רטטית הניתנת לשחזור בתדר של 85 Hz ותאוצה של 1.3 m/s2. תחת תנאים אלו, המכשיר ייצר גלי תאוצה יציבים ורציפים במהלך הגרייה, מה שהדגים שניתן להמיר רט מחט דמוי-ידני לקלט מכני ניתן למדידה ולשחזור (איור 1D,E).
תצפית זו מהווה תיקוף מכני ישיר של פלט המכשיר, ולא פרשנות התנהגותית או מכניסטית. ממצאים אלו מתקפים את יכולתה של פלטפורמת ה-MAI להגדיר סטנדרט לגירוי דיקור סיני מכני, תוך שמירה על מאפייני רעידה הדומים לאלה של מניפולציית דיקור ידנית.
תיקוף התנהגותי במודל של פעילות מוטורית מושרית על ידי קוקאין
הנתונים ההתנהגותיים המוצגים ב-איור 2 מוצגים כנתוני תיקוף מייצגים ממחקרי MAI קודמים שהשתמשו במודל של פעילות מוטורית בהשראת קוקאין בחולדה, אלא אם צוין אחרת במקרא האיור.
היעילות הביולוגית של הפרוטוקול הוערכה באמצעות מודל של פעילות מוטורית מושרית על ידי קוקאין (איור 2). מתן קוקאין הגביר באופן ניכר את הפעילות המוטורית, בעוד שגירוי MAI ב-HT7 הקטין באופן משמעותי את התנועתיות-יתרה המושרית על ידי קוקאין4,5,7,8,13. ניסויים אלו בוצעו בדרך כלל עם 6–8 חולדות לקבוצה, והמובהקות הסטטיסטית נקבעה באמצעות השוואות מבוססות ANOVA כפי שדווח במחקרים המקוריים. ההשפעה המעכבת הייתה תלויה במשך הגירוי, והייתה החזקה ביותר לאחר 20 s של גירוי ב-85 Hz ו-1.3 m/s2 (איור 2A–C).
ניסויי אופטימיזציה של פרמטרי הגירוי הוכיחו עוד כי ההשפעה המעכבת הייתה תלויה בעוצמת הגירוי ובמיקום נקודת הדיקור. גירוי מכני שניתן ב-HT7 הפחית באופן משמעותי תגובות מוטוריות מושראות על ידי קוקאין, בעוד שגירוי של נקודת הבקרה הסמוכה LI5 תחת תנאים זהים לא הצליח לדכא את הפעילות המוטורית4,13. לפיכך, התצפית ההתנהגותית הישירה הייתה שגירוי של HT7 הפחית פעילות מוטורית מושראת על ידי קוקאין, בעוד שגירוי של LI5 לא הפיק את אותה השפעה מעכבת תחת תנאי גירוי תואמים (איור 2D,E). ממצאים אלו מעידים כי ההשפעה ההתנהגותית הייתה ספציפית לנקודת הדיקור ולא הייתה תוצאה לא ספציפית של הגבלה או גירוי של שורש כף היד.
ראיות תיקוף קודמות למסלולים ההיקפיים והמרכזיים המעורבים בגירוי MAI
התוצאות בחלק זה מסוכמות מתוך מחקרי תיקוף מכניסטיים קודמים. ניסויי תיקוף פריפריים ומרכזיים תמכו עוד יותר בספציפיות של פרוטוקול ה-MAI (איור 3). ההשפעה העיכובית של גרייה ב-HT7 הופחתה באופן משמעותי על ידי הזרקת חומר אלחוש מקומי ובוטלה על ידי חיתוך של העצב האולנרי (ulnar nerve transection), מה שמעיד על כך שסיגנלינג תחושתי (afferent) פריפרי פעיל של העצב האולנרי נחוץ להשפעות ההתנהגותיות של גרייה באמצעות דיקור מכני3,13. לעומת זאת, חיתוך של העצב הרדיאלי או המדיאני לא ביטל את ההשפעה העיכובית של גרייה ב-HT7, מה שתומך בספציפיות האנטומית של הנתיב התחושתי האולנרי. ניסויים אלו בוצעו עם גדלי קבוצות שדווחו במחקרים המקוריים, בדרך כלל 6–8 חולדות לקבוצה, אלא אם צוין אחרת.
הקלטות מייצגות הדגימו כי גרייה של MAI הפעילה באופן מועדף נתיבים של סיבי A מיאליניים גדולים הקשורים למכנורצפטורים, כולל גופי פצ'יני ומייסנר, בעוד שתגובות חלשות יחסית נצפו בנתיבים נוציצפטיביים של סיבי C/Aδ5,13. קביעה זו מתייחסת לתצפיות אלקטרופיזיולוגיות ישירות של תגובות אפרנטיות. הפרשנות לפיה תגובות אלו משקפות איתות הקשורה למכנורצפטורים מוצגת כהסקה ברמת הנתיב, המבוססת על מחקרי תיקוף קודמים. בנוסף, גרייה מכנית של העצב האולנרי הפעילה את נתיב העמוד הסורגי–גרעין הקונאט (dorsal column–cuneate nucleus), ושיבוש של נתיב זה מנע את ההשפעה העיכובית על תגובות מוטוריות המושרות על ידי קוקאין3. מחקרים עוקבים הדגימו עוד מעורבות של ההיפותלמוס הלטרלי, נתיב הקורטקס הפרה-פרונטלי המדיאלי-הבנולה הלטרלית, הגרעין הטגמנטלי הרוסטרו-מדיאלי ומסלולים דופמינרגיים מזולימביים בדיכוי של תגובות התנהגותיות הקשורות לקוקאין המתווך על ידי MAI (איור 4)3,4,7,8,13,15. מחקרים אלו של נתיבים מרכזיים כללו גישות של שיבוש או עיכוב נתיבים, כגון נגעי אלקטרוליזה, נגעי כימיים המושרים על ידי חומצה איבוטנית ועיכוב אופטוגנטי מתווך על ידי הלורודופסין, כדי לבחון האם מעגלים אלו נדרשים להשפעות ההתנהגותיות של גריית HT7. מכיוון שניסויים אלו כוללים מניפולציות מורכבות ברמת המעגל, הם מסוכמים כאן כראיות תיקוף קודמות ולא מוצגים כפרוצדורות ניסיוניות שלב-אחר-שלב.
בסיכומה, תוצאות מייצגות אלו מדגימות כי גירוי מבוס MAI מספק פרוטוקול דיקור מכני הניתן לשחזור ולכימות, המסוגל להפעיל מסלולי מכנורצפטורים פריפריים מוגדרים ולמנול מעגלים עצביים ותגובות התנהגותיות הקשורים לתגמול.

איור 1פיתוח ותיקוף של מכשיר הדיקור המכני (MAI). (A(איור סכמתי המראה שונות במניפולציה של דיקור ידני בין מפעילים שונים.)B(B) עקומות תאוצה מייצגות שהופקו במהלך מניפולציה של דיקור ידני. (C) השפעת דיקור ידני בנקודה HT7 שבוצע על ידי ארבעה מפעילים שונים על פעילות מוטורית המושרית על ידי קוקאין, המדגימה שונות בין-מפעילים בהשפעות ההתנהגותיות של גרייה ידנית.ד'תמונה עם כיתוב של ה-MAI המורכב, המציגה את המחט, תפס התניפה, מנוע הרעידה ופקק הגומי המשמש לסטנדרטיזציה של עומק החדירה (3 מ"מ).E) צורת גל תאוצה מייצגת שנוצרה על ידי ה-MAI בתדר של 85 Hz ובמהירות של 1.3 m/s2, המדגימה גירוי מכני יציב וניתן לשחזור. (F) תמונות מייצגות המראות את המיקומים האנטומיים של HT7 ו-LI5 בכף רגלה הקדמית של חולדה. נקודות אדומות מצביעות על מיקומי נקודות הדיקור ששימשו להחדרת המחט. נקודה HT7 זוהתה בקו הקימט הרחב של פרק כף היד סמוך לגיד ה-flexor carpi ulnaris, בעוד שנקודה LI5 זוהתה בצד הרדיאלי של גב פרק כף היד, בין הגידים extensor pollicis ו-extensor pollicis brevis, ובכך סיפקו נקודות ייחוס אנטומיות הניתנות לשחזור לצורך איתור נקודות הדיקור. איור זה הותאם באישור מ-Kim et al.13. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של דמות זו.

איור 2אופטימיזציה של פרמטרי סטימולציה מכנית במודל של פעילות מוטורית המושרה על ידי קוקאין. (א–גהשפעות משך הגירוי, עוצמת הגירוי ועומק החדרת המחט על פעילות מוטורית המושרית על ידי קוקאין.Aהוחל גירוי HT7-MAI למשך 0, 10, 20 או 40 שניות בתדר של 85 Hz ובמהירות של 1.3 m/s2. (Bהחלה גירוי HT7-MAI למשך 20 שניות בעוצמות האצה שונות.Cהפעלה של HT7-MAI בוצעה בעומקי החדרת מחט שונים.ד'עקבות תנועה מייצגות במהלך בדיקת פעילות ਲੋקומוטורית לאחר הזרקת תמיסת סלין, קוקאין, קוקאין בתוספת גרייה של HT7, או קוקאין בתוספת גרייה של LI5.הגירוי דיקור מכני ב-HT7, אך לא ב-LI5, שהוענק בתדר של 85 Hz ובמהירות של 1.3 m/s2 במשך 20 שניות, הפחתה משמעותית של העלייה בפעילות מוטורית המושרית על ידי קוקאין. הנתונים מוצגים כממוצע ± טעות סטנדרטית של הממוצע (SEM). *p < 0.05 לעומת ביקורת שטופלה בקוקאין. דמות זו הותאמה באישור מ-Kim et al.13. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מורחבת של דמות זו.

איור 3תיקוף של השפעות דיקור באמצעות MAI (מיקרו-מניפולציה אקופונקטורית) ברמת התחושה ההיקפית והקולטנים המכניים. (Aתרשים סכימטי של העברה של אותות מהפריה למרכז המושרה על ידי דיקור מכני. גרייה רטית ב-HT7 מפעילה מכנריצפטורים, כולל גופי מייסנר ופצ'יני, ברקמות העור ומתחת לעור. אותות אלו מועברים באמצעות סיבי A מיומילינזים גדולים של העצב האולנרי (העצב המסודי) למקטעים ספינליים C8–T1, ובעקבות זאת משפיעים על המערכת הדופמינרגית המזולימבית.B) השפעת הזרקת חומר הרדמה מקומי על ההשפעה העיכבית של גרייה ב-HT7-MAI. הזרקת בופיבקאין (Bupivacaine) מסביב ל-HT7 הפחיתה את השפעת הדיכוי של גריית HT7 על פעילות מוטורית המושרית על ידי קוקאין, דבר המעיד על מעורבות של סיגנלינג אפרנטי פריפריאלי מקומי. (C–Hתגובות סומטיות אפרנטיות של סיבים הקשורים לדרפיס פצ'יני (Pacinian corpuscle) וסיבים הקשורים לדרפיס מייסנר (Meissner corpuscle) במהלך גירוי MAI בנקודה HT7.I–N) תגובות של סיבי A וסיבי C במהלך גרייה של MAI בנקודה HT7. גריית MAI הפעילה באופן חסון סיבים אפרנטיים מסוג A והפיקה תגובות חלשות יותר מסיבי C. הנתונים מוצגים כממוצע ± SEM. *p < 0.05 בהשוואה לקו הבסיס או לבקרת טיפול בקוקאין, לפי העניין. איור זה הותאם באישור מ-Kim et al.13. אנא לחצו כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4מסלול עצבי מוצע מההיקף למרכז העומד בבסיס הוויסות המתווך על ידי MAI של תגובות מושראות קוקאין ומערכת דופמינרגית מסולמביתגירוי MAI על העור מפעיל עצבים תחושתיים פריפריאליים ומעביר אותות סומטוסנסוריים דרך נתיבים עולים בעמוד השדרה. קלטים אלו מועברים למעגלי מוח הכוללים את ה-mPFC, LHb, RMTg, VTA ו-NAc. הפעלה של נתיב ה-mPFC–LHb–RMTg עשויה להגביר עיכוב GABAergic של נוירוני דופמין ב-VTA, ובכך להפחית את שחרור הדופמין ב-NAc ולדכא אקטיבציה פסיכומוטורית המושרית על ידי קוקאין. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של איור זה.