מכרסם ההתנהגותי בוחן להערכת תפקודית גירעונות הנגרמת על ידי ההשרשה Microelectrode של קליפת המוח המוטורית עכברוש

שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום ההנדסה העצבית כגון האם להשתלת מכשיר יש השלכות על תפקוד מוטורי ארוך טווח. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שבניגוד להיסטולוגיה של נקודות קצה, התנהגות מתמשכת מספקת מדידה בזמן אמת וגלובלית של התפקוד המוטורי לאורך כל המחקר. כדי להתחיל בהליך זה יש להזריק לבעל החיים אנטיביוטיקה צפלוספורין תת עורית למניעת זיהום ונוגד דלקת לא סטרואידים לטיפול בכאב.

לאחר מכן, מרחו משחה עיניים על עיני החיה כדי למנוע את התייבשותן. בעזרת קוצץ ציפורניים של בעלי חיים קטנים גוזם את ציפורני הרגליים כדי למנוע מהחיה לשרוט את התפרים במהלך ריפוי הפצע לאחר הניתוח. לאחר מכן, יש לספק משכך כאבים מקומי עם זריקה תת עורית של בופיבקאין באזור החתך בראש החיה.

הרכיבו את החיה על מסגרת סטריאוטקסית באמצעות מוטות אוזניים כדי למנוע מהראש לנוע במהלך הניתוח. לאחר מכן הניחו כרית חימום מים במחזור מתחת לבעל החיים כדי לשמור על הטמפרטורה הפנימית שלו. לאחר מכן, יש לשפשף את אזור הניתוח באמצעות תמיסת בטדין לסירוגין וקרצוף איזופרופנול.

לאחר מכן בצע צביטה בבוהן על פי הפרוטוקול המוסדי כדי לוודא שהחיה נמצאת מתחת למישור הניתוח. כדי להכין את החיה להשתלה, בצע חתך של כסנטימטר אחד לאורך קו האמצע כדי לחשוף את הגולגולת. הסר את הפריאוסטאום בבוטות באמצעות אפליקטור עם קצה כותנה ועצור כל דימום באמצעות חתיכת גזה.

לאחר מכן נסוג את הרקמה שמסביב באמצעות קליפס תנין או המוסטטים. לאחר ניקוי הגולגולת, מרחו כמה טיפות של דבק רקמה על בסיס ציאנואקרילט על הגולגולת החשופה כדי לשפר את הדבקת הצמנט הדנטלי בשלבים מאוחרים יותר. בחצי הכדור הנבחר, סמן את אזור קליפת המוח המוטורית המתאים לתנועת הכף הקדמית על ידי יצירת חתך בעצם.

הסר חלק מהגולגולת באמצעות מקדחה דנטלית עם קצה מעוגל של 1.75 מילימטר תוך התחשבות מיוחדת לא לקדוח מהר מדי או עמוק מדי. יש למרוח את המקדחה על הגולגולת לסירוגין כדי למנוע התחממות יתר. בעזרת מי מלח ויניקה קלה הסר כל שאריות עצם מהגולגולת.

היזהר לא לפגוע בדורה במהלך הקידוח. לאחר מכן השתמש במלקחיים עדינים או מיקרו מלקחיים מעוקלים כדי להסיר את העצם שנותרה. לאחר מכן, שקפו את הדורה באמצעות פיק דורה עדין של 45 מעלות.

נקו כל דימום באמצעות אפליקטור עם קצה כותנה ותמיסת מלח והקפידו לא לגעת ישירות במשטח המוח. כדי להכניס את המיקרו-אלקטרודה לקליפת המוטור, הרכיב בזהירות את המיקרו-אלקטרודה המעוקרת במחזיק האוניברסלי על המסגרת הסטריאוטקסית, תוך הקפדה לא להיתקל בשוק האלקטרודה. ודא שהראש tagמחבר ממשק האלקטרודה מוחזק היטב על ידי המחזיק.

בעזרת המיקרומניפולטור על המסגרת הסטריאוטקסית מקם בזהירות את קצה האלקטרודה מעל הגולגולת הפתוחה. הורד בעדינות את האלקטרודה כשני מילימטרים לתוך המוח. היזהר כדי להימנע מכל כלי דם גלויים במידת האפשר.

להחדרה ידנית/ידנית כפי שמודגם כאן משתמשים במיקרו-מלקחיים להכנסת מיקרו-אלקטרודה דמה לא פונקציונלית מסיליקון. לאחר שהאלקטרודה נמצאת במקומה, שחרר בזהירות את המחבר מהמחזיק האוניברסלי ומשוך את זרוע ההכנסה. נקו בזהירות כל דימום מסביב לאלקטרודה באמצעות אפליקטור עם קצה כותנה ותמיסת מלח.

לאחר מכן אטמו את הגולגולת סביב האלקטרודה המושתלת באמצעות אלסטומר סיליקון. לאחר מכן תקן את האלקטרודה לגולגולת באמצעות מלט דנטלי. לאחר שהמלט יבש לחלוטין יש לחבר את שולי החתך בחלק הקדמי והאחורי של מכסה ראש המלט ולתפור אותם.

עבור שתלים לא מתפקדים, החתך כולו עשוי להיות סגור. כדי להתחיל בבדיקת רשת שדה פתוח, מקם את החיה במרכז הרשת עם הפנים הרחק מהבודק. אפשר לבעל החיים לרוץ בחופשיות במשך שלוש דקות תוך כדי הקלטת סרטון.

לאחר שהחיה סיימה את הבדיקה, הסר אותה מהרשת ונקה את הרשת ביסודיות עם חומר חיטוי על בסיס כלור דו חמצני. נתח את מספר קווי הרשת שנחצו, המרחק הכולל שנסע והמהירות המקסימלית של החיה כמדדים של התפקוד המוטורי הגס באמצעות תוכנת מעקב וידאו. לבדיקת סולם נדרש שבוע אחד של הכשרה לפני רישום ציוני הבסיס לפני הניתוח.

לאחר מכן העבירו את החיה לכלוב אחיזה נקי זמני כדי להתחיל בבדיקת סולם. הגדר את הסולם כך שיגשר על שני כלובים. קצה ההתחלה של הסולם נשען על כלוב נקי, וקצה הסיום מונח בכלוב הבית של החיה כדי לשמש מוטיבציה להשלמת הריצה.

מקם את מצלמת הווידיאו המשמשת לצילום בדיקת סולם על חצובה במרכז הסולם סביב גובה המדרגה. עם מצלמת וידאו פועלת, החזיקו את החיה בקו הזינוק של הסולם, ואפשרו לכפות הקדמיות שלה לגעת במדרגה הראשונה. אפשר לחולדה לחצות את הסולם בקצב שלה.

הזמן שחלף בין הרגע שבו כף החיה נוגעת במדרגה הראשונה לבין קו הסיום של המדרגה השלישית עד האחרונה יקבע את זמן המעבר של בעל החיים. אם החיה מסתובבת על הסולם או לא זזה במשך 20 שניות, קחו בחשבון שהחיה נכשלת. הקצה לו זמן ניקוד עונשין עבור כל ריצה כושלת וקבע את זמן העונש לפי הביצועים האיטיים ביותר שנרשמו במהלך בדיקות טרום ניתוח.

אפשרו לכל בעל חיים לחצות את הסולם חמש פעמים ביום הבדיקה עם מנוחה של כדקה בין כל ריצה. ממוצע שלוש הריצות המהירות ביותר ביום כמדד לתפקוד מוטורי עדין. בנוסף, רשום את מספר הפעמים שכל אחת מהכפות הקדמיות מחליקה מהשלבים באמצעות תוכנת מעקב וידאו.

לבדיקת חוזק אחיזה, מקם את מד חוזק האחיזה בקצה הדלפק כשכידון האחיזה מורחב על הרצפה. לאחר מכן אפשר לבעל החיים לתפוס את מוטות האחיזה בשתי הכפות הקדמיות תוך החזקת החיה בבסיס הזנב. ברגע שהחיה אוחזת בחוזקה בכל כף, משוך אותה הרחק מהמטר בבסיס הזנב בכוח איטי ויציב.

רשום את עוצמת האחיזה המקסימלית שמפעילה החיה על ידי מד חוזק האחיזה. יש לבדוק כל בעל חיים שלוש פעמים ביום הניסוי, עם מנוחה של כשתי דקות בין כל בדיקה. כמדד לתפקוד מוטורי עדין, רשום וממוצע את תפוקת חוזק האחיזה המקסימלית מכל אחד משלושת הניסויים.

הבדל משמעותי בביצועי רשת השדה הפתוח בין קבוצת הביקורת לבין בעלי החיים המושתלים נצפה רק בשבוע הראשון של הניסוי לאחר תקופת ההתאוששות. לא היה הבדל בביצועים בהמשך המחקר, מה שמצביע על כך שלא היה חסר בתפקוד מוטורי גס לטווח ארוך. מלבד השבוע הראשון של בדיקות לאחר ההתאוששות, חיות ביקורת חוצות את הסולם מהר יותר באופן משמעותי מבעלי חיים מושתלים.

בעלי החיים המושתלים לא הצליחו לשמור על מהירויות חציית סולם לפני הניתוח, מה שמצביע על ליקויים אפשריים בתפקוד המוטורי העדין. זה נתמך עוד יותר על ידי התרחשות מוגברת של החלקות כף רגל ימין בבעלי חיים מושתלים בקורלציה לאזור המוח המקבל שתל. חיות ביקורת השיגו לעתים קרובות תוצאות חוזק אחיזה גבוהות משמעותית בהשוואה לבעלי חיים מושתלים במהלך המחקר.

בנוסף, בעלי חיים מושתלים מתפקדים ביצועים נמוכים משמעותית מהביצועים הבסיסיים מיד לאחר ההתאוששות, אך השתפרו עם הזמן וחזרו לביצועים הבסיסיים. מוצג כאן המתאם בין ביצועי הסולם לעוצמת הקרינה של אימונוגלובולין G, סמן לחדירות מחסום דם-מוח. נמצא מקדם מתאם של 0.901 המצביע על מתאם חזק מאוד.

לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך כ-30 דקות לכל בעל חיים בכל מפגש ניסוי. בעת ניסיון הליך זה חשוב להפחית משתנים סביבתיים מכיוון שהם עלולים להסיח את דעתם של בעלי החיים מהמשימה העומדת על הפרק. לאחר הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כולל אימונוהיסטוכימיה או טכניקות הדמיית אור אחרות על מנת לחקור את תגובת התאים או הרקמות למיקרואלקטרוניקה מושתלת.

לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבצע בדיקה מהירה, פשוטה וחוזרת על עצמה עבור ליקויים מוטוריים גסים ועדינים שעלולים לנבוע מהשתלת מכשיר או פציעה בקליפת המוח המוטורית הראשונית.