25 בספטמבר 2015
אנו מציגים פרוטוקולים מעודנים המאפשרים ניטור vivo של פונקצית יחידת מנוע בעכבר. טכניקות למדידת פוטנציאל פעולת שרירים מתחם (מבנה מפת צבעים) והערכת יחידת מנוע מספר (mune) בשרירי הגפיים האחורי עכבר מעוצבבים על ידי גיד הנשה מתואר.
המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא להעריך את מספר היחידות המוטוריות הפונקציונליות המעצבבות את שרירי סירי התלת ראשי בעכבר in vivo. זה מושג על ידי מדידה ראשונה של משרעת ה-cmap המקסימלית משרירי סירי התלת ראשי. כשלב שני מתקבלות 10 תגובות מצטברות תת-מקסימליות, שהן אז ממוצעות כדי לתת את משרעת פוטנציאל הפעולה הממוצעת של יחידת מנוע בודדת.
לאחר מכן, משרעת ה- cmap מחולקת במשרעת ה- SUP הממוצעת. על מנת לחשב מוני, התוצאות מספקות אומדן in vivo של מספר היחידות המוטוריות הפונקציונליות המעצבבות את שרירי הגפיים התלת ראשי. ניתן להשתמש בטכניקת הערכת מספר היחידות המוטוריות האלקטרופיזיולוגיות או מוני כדי לחקור טיפולים פרה-קליניים להפרעות או פציעות של מערכת העצבים ההיקפית.
הרעיון לשיטה זו עלה לראשונה כאשר בחנו את מודל דלתא שבעה עכברים של ניוון שרירים בעמוד השדרה. במודל זה הוא מציג פנוטיפ חמור, ולכן היינו צריכים לבחון את העכבר היילוד. ככזה, ניתן להשתמש בטכניקה זו הן בעכברים יילודים והן בעכברים בוגרים.
הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית על מנת להשיג תגובות מצטברות הניתנות לשחזור כדי לאפשר הערכה מדויקת של מספר היחידות המוטוריות הפונקציונליות. היתרון העיקרי של טכניקה זו על פני שיטות אחרות של מדידות מוני ועכברים, כגון אלו המסתמכות על מדידות כוח מצטברות, הוא שטכניקה זו היא זעיר פולשנית וניתן לחזור עליה לאורך זמן. היכולת לבצע הערכות רלוונטיות קלינית, אמינות וחוזרות ונשנות של תקינות היחידה המוטורית במודלים של מחלת נוירונים מוטוריים ופגיעה עצבית היקפית מגדילה את פוטנציאל התרגום של מודלים אלה ומגבירה את ההבנה שלנו לגבי הגורמים הקובעים של תחזוקת היחידה המוטורית ותקינותה.
כדי לבצע רישומי cmap ומוני, הנח את האלקטרודה הטבעתית הפעילה על העור, מעל החלק הפרוקסימלי של הגפה האחורית, שריר הגסטרו של עכבר מורדם. לאחר מכן הנח את אלקטרודת טבעת הייחוס על העור מעל החלק האמצעי של המטטרסל של כף הרגל על מנת להפחית את העכבה, ציפוי העור ושאריות השיער שמתחת לאלקטרודות הטבעת בג'ל כדי למקסם את מגע העור של האלקטרודה. הימנע ממריחה מוגזמת של ג'ל אלקטרודות מכיוון שהדבר עלול לגרום לגשר חשמלי בין האלקטרודות ולמנוע רישום מדויק לגירוי העצב הסיאטי.
הכנס מחט חד קוטבית מבודדת בגודל 28 כקתודה בגפה האחורית הפרוקסימלית. הימנע מהכנסת האלקטרודות המגרות קרוב מדי לעצב הסיאטי או שתיים עמוקות מכיוון שהן עלולות לפגוע בעצב הסיאטי או במבנה אחר. הכנס מחט חד קוטבית מבודדת נוספת בגודל 28 כאנודה, באופן קרוב יותר ברקמה התת עורית המכסה את העצה לאחר מכן, הנח אלקטרודה חד פעמית כאלקטרודה קרקעית על הגפה האחורית או הזנב הנגדיים.
בהליך זה, השג את תגובות ה- cmap הסיאטיות על ידי גירוי העצב הסיאטי בפולסים של גל מרובע של 0.1 אלפיות השנייה. משך. רכוש תגובות cmap עם עוצמת גירוי הולכת וגוברת מ-1 עד 10 מיליאמפר עד שמשרעת התגובה כבר לא גדלה. על מנת להבטיח גירוי סופר מקסימלי, הגדילו את הגירוי לכ-120% מעוצמת הגירוי המשמשת להשגת תגובה מקסימלית ותגובה נוספת.
אם אין עלייה נוספת בגודל ה-cmap, רשום תגובה זו כ-cmap המקסימלי. לאחר מכן רשום אמפליטודות cmap מקו בסיס לשיא ומשיא לשיא במילי-וולט. כדי לקבוע את גודל הסאפ הממוצע, השתמש בטכניקת הגירוי המצטבר על ידי מתן הגירוי התת-מקסימלי תוך הגדלת העוצמה במרווחים של 0.03 מיליאמפר כדי להשיג את התגובות המינימליות של הכל או כלום.
אם התגובה הראשונית אינה מתרחשת בעוצמת הגירוי בין 0.21 מיליאמפר ל -0.70 מיליאמפר , התאם את מיקום הקתודה המגרה קרוב יותר או רחוק יותר ממיקום העצב הסיאטי בירך הפרוקסימלית. קבל את התגובה המצטברת הראשונית המוצגת כאן. ודא שההשהיה של השיא השלילי של התגובה המצטברת מיושרת בערך עם השיא השלילי של תגובת ה-cmap המקסימלית שהושגה בעבר.
ודא שהתגובה יציבה וללא פיצול על ידי התבוננות בשלוש תגובות מצטברות עקביות בזמן אמת וודא שהמשרעת היא לפחות 25 מיקרו-וולט. לאחר מכן, השג את התוספת השנייה, וודא שהתוספת יציבה וללא פיצול על ידי הטלת שלוש תגובות מצטברות בזמן אמת. התוספת השנייה צריכה להיות מובחנת מבחינה ויזואלית וגדולה לפחות ב-25 מיקרו-וולט מהתגובה הקודמת.
לאחר מכן השג את התגובה המצטברת השלישית המבטיחה שהתוספת יציבה וללא פיצול. בדומה לתגובה המצטברת השנייה שהוצגה קודם לכן, התוספת השלישית צריכה להיות מובחנת מבחינה ויזואלית ולפחות 25 מיקרו-וולט במשרעת גדולה יותר מהתגובה השנייה. המשך לרכוש תגובות מצטברות באופן זה עד שנרשמו בסך הכל 10 תגובות מצטברות.
הערך את המרווחים כדי להבטיח שהמשרעת של כל תגובה מצטברת בודדת קטנה משליש מהסכום של כל 10 המרווחים. לאחר מכן, השתמש ב-10 הערכים המצטברים כדי לתת את משרעת ה-SUP הממוצעת. הערכים המחושבים עבור 10 התגובות המצטברות מוצגים.
גודל הסאפ הממוצע נקבע על ידי חישוב ממוצע של 10 דרגות או פשוט חלוקת התוספת הסופית ב-10. לאחר מכן חשב מוני על ידי חלוקת משרעת השיא המקסימלית לשיא משרעת cmap במשרעת ה-SM הממוצעת. כדי להמחיש יישום של טכניקות אלה, חקרנו את ההשפעה של ריסוק עצב סיאטי על תפקוד היחידה המוטורית.
באיור זה הושוו תגובות בעכבר ביקורת בוגר ובעכבר בוגר 11 שבועות לאחר ריסוק עצב סיאטי ללא הבדלים ברגישות בין ההקלטות. בעקבות ריסוק העצב הסיאטי מוני מופחת מאוד ב-50 יחידות מוטוריות תפקודיות משוערות בהשוואה לממצא נורמלי של 278 יחידות מוטוריות פונקציונליות בעכבר הבקרה. לעומת זאת, משרעת ה-cmap בבעל החיים המרוסק מראה ירידה קלה בלבד בהשוואה לביקורת עקב נביטה נלווית.
לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבצע הערכת מספר יחידות מוטוריות בגפה האחורית של העכבר, בשרירים וב-vivo לאחר שליטה, טכניקה זו יכולה להיעשות בדרך כלל תוך פחות מ-20 דקות אם היא מבוצעת כראוי. אנו מקווים שהדגמה ויזואלית זו של הפרוטוקול תוביל לאימוץ נרחב של טכניקה חשובה זו, שאנו מאמינים שתוביל לשיפור האמינות הבין-מעבדתית ולתרגום יעיל של תגליות במעבדה לטיפולים יעילים במרפאה.
מאמר זה מפרט טכניקות אלקטרופיזיולוגיות להקלטת פוטנציאלי פעולה מושקעים של השריר (CMAP) ולהערכת מספר היחידות המוטוריות (MUNE) בשרירי הגפיים האחוריות של עכברים in vivo. השיטות המתוארות מאפשרות הערכות בעלות פלישה מינימלית וחוזרות של תקינות היחידות המוטוריות, ובכך מקלות על מחקר תרגומי הרלוונטי למודלים של התפתחות נוירו-שרירית, דגנרציה ופגיעה.
הערכת מספר יחידות מוטוריות (MUNE) בשיטה אלקטרופיזיולוגית באמצעות פוטנציאל פעולה שרירי תרכוב (CMAP) בשרירי הגפה האחורית של עכברים, מספקת גישה כמותית ובעלת פולשנות מינימלית להערכת השלמות הנוירו-מוסקיולרית in vivo. טכניקה זו מאפשרת מדידות בעלות נאמנות גבוהה וניתנות לשחזור, התואמות לפרוטוקולים קליניים בבני אדם, ובכך היא תומכת ברצף תרגומי ממודלים פרה-קליניים למחקרי בני אדם. התוצאים המהירים וההדירים שלה מקלים על תיקוף יעדים חסון ועל הפחתת סיכונים מכניסטיים בתהליכי פיתוח לטיפול במחלות ופגיעות נוירו-מוסקיולריות.
שיטה זו משתלבת ברצף שבין שלב הגילוי לשלב הפרה-קלני, ומאפשרת הערכה תפקודית החל מתיקוף מטרות מוקדם ועד למחקרי יעילות פרה-קלניים במודלים נוירו-שריריים.