Un nuovo metodo per la valutazione delle funzioni zampa anteriore prossimale e distale del Ratto: la (IBB) Irvine, Beatties e Bresnahan Scala arti anteriori

Questo video illustra la scala di caduta degli arti di Irvine, Beatties e Bresnahan, o IBB, che può rilevare il recupero della funzione prossimale e distale durante la caduta. I ratti vengono innanzitutto adattati all'ambiente di prova e osservati dopo una lesione spinale unilaterale a livello del C6. Successivamente, gli animali vengono filmati mentre mangiano due tipi di cereali di dimensioni costanti ma forma diversa.

I video vengono utilizzati per valutare caratteristiche dell'uso del caduto, come la posizione articolare, il supporto degli oggetti, il movimento delle dita e la tecnica di prensione, e la presenza di diverse caratteristiche comportamentali viene registrata sul modulo di valutazione IBB. L'IBB mostra un modello di recupero costante, sensibile alla gravità della lesione. Inoltre, la scala IBB può essere utilizzata per valutare il recupero dopo altri tipi di lesioni che influiscono sulla normale funzione del caduto.

Sebbene esistano diversi saggi comportamentali sensibili a diversi aspetti del recupero degli arti e modelli sperimentali di lesione del midollo spinale cervicale, poche tecniche forniscono informazioni dettagliate sul recupero del controllo motorio fine e dei movimenti delle dita. Questo metodo potrebbe aiutare a rispondere a domande fondamentali sul recupero dalla lesione del midollo spinale, come il ruolo di particolari vie assonali nel recupero della funzione prossimale e distale degli arti.

Ad esempio, il tratto rubrospinale o il tratto corticospinale. Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia negli esseri umani. La maggior parte dei traumi al midollo spinale negli esseri umani si verifica a livello cervicale.

Inoltre, una priorità fondamentale per i pazienti con lesione del midollo spinale cervicale è il ripristino della funzione della mano e del braccio. Pertanto, sono necessarie misure di esito in grado di valutare sia le funzioni prossimali che quelle distali degli arti anteriori. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulla ripresa degli arti anteriori dopo una lesione del midollo spinale, esso può essere applicato anche ad altri tipi di lesioni che compromettono le normali funzioni degli arti anteriori, come l'ictus o le neuropatie periferiche.

I soggetti alle prime esperienze con questo metodo potrebbero incontrare difficoltà a causa del numero di caratteristiche comportamentali che devono valutare mentre il ratto sta mangiando. Abbiamo avuto per la prima volta l'idea di questo metodo osservando i ratti mangiare durante il loro recupero successivo a un danno al midollo spinale. Questo metodo si basa su lavori precedenti di altri ricercatori, tra cui Ian Wisha e i suoi collaboratori.

La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale poiché le caratteristiche comportamentali del movimento degli arti si verificano molto rapidamente e, pertanto, sono necessari esempi video dei comportamenti da valutare o richiesti per formare gli osservatori nella tecnica. Gli animali dovrebbero essere esposti all'odore e al sapore della farina di cereali non appena arrivano presso la struttura per animali, in modo da abituarsi a consumare questo alimento. Gli animali dovrebbero inoltre essere adattati all'ambiente di prova.

Un cilindro in perspex o plexiglass: posizionare alcuni pezzetti di cereali nel cilindro sul pavimento prima di introdurre il ratto all'interno. Un'eccessiva pulizia del pelo, minzione, defecazione e salti sono tutti indicatori di stress nell'animale, segnali che richiedono un tempo maggiore di acclimatazione. Una volta che l'animale si è ben adattato all'ambiente di prova, il passo successivo prevede la registrazione video degli animali mentre mangiano i cereali durante le riprese.

È preferibile tenere la videocamera poiché l'animale probabilmente cambierà posizione durante il pasto. Riprendere l'animale mentre mangia un intero fiocco di cereali sferico e un fiocco a forma di ciambella, poiché i movimenti richiesti variano a seconda della forma e la valutazione migliore prevede l'osservazione di entrambe le sequenze. Raccogliere i dati per ciascuna forma separatamente su un foglio di valutazione, quindi combinare i punteggi per ottenere un punteggio complessivo per quel ratto nel giorno specifico successivo alla lesione.

Ora vediamo alcuni suggerimenti per la valutazione dei video. La valutazione della funzione di prehensione dell'animale deve iniziare non appena l'animale inizia a mangiare il cereale e terminare non appena il pezzo di cereale è stato ingerito. Le valutazioni devono essere effettuate esclusivamente con cereali di forma sferica o a ciambella, che presentino dimensioni e forma costanti prima dell'inizio del consumo.

Gli animali non devono essere valutati mentre mangiano pezzi di cereali rotti. Prima della valutazione, si raccomanda vivamente di ridurre la velocità dei video almeno alla metà della velocità originale, poiché anche i ratti feriti possono mangiare rapidamente e l'incidenza di comportamenti chiave potrebbe essere trascurata. Questo può essere fatto utilizzando programmi come QuickTime e Windows Media Player durante l'osservazione dell'animale. Utilizzare il foglio di valutazione IBB per annotare la presenza delle seguenti caratteristiche comportamentali, che ora descriveremo.

Il ratto viene valutato in base alla posizione predominante del gomito, ovvero la posizione più comune assunta dal gomito durante la fase di alimentazione, che si verifica per più del 50% del tempo: esteso, quando il gomito è mantenuto dritto con un angolo superiore a 160 gradi; parzialmente flesso, quando il gomito è flesso con un angolo inferiore a 160 gradi ma superiore a 90 gradi; completamente flesso, quando il gomito è flesso con un angolo inferiore a 90 gradi. Il ratto viene inoltre valutato per i movimenti di caduta prossimale, ovvero i movimenti effettuati dalla spalla e/o dal gomito dell’arto posteriore compromesso. Tali movimenti possono o meno determinare il contatto dell’arto posteriore compromesso con la serie: nullo, in assenza di movimenti della spalla e/o del gomito dell’arto posteriore compromesso; lieve, quando i movimenti coprono meno di un terzo dell’escursione articolare della spalla e/o del gomito, categoria alla quale appartengono fremiti e alzate di spalla; esteso, quando i movimenti superano metà dell’escursione articolare della spalla e/o del gomito.

Nelle prime fasi del recupero, questi movimenti possono essere numerosi e irregolari. Si valuta la capacità del ratto di utilizzare la superficie non volare dell'arto compromesso per stabilizzare il pezzo di cereale. In questo modo, il ratto mantiene il pezzo in una posizione che facilita il consumo del cibo.

Le aree dell'arto anteriore che possono fungere da supporto sono l'avambraccio sopra il polso, il polso stesso o il dorso delle dita, oppure nessuna, nel caso in cui non vi sia alcun supporto non VLA fornito dall'arto anteriore durante la fase di alimentazione. Talvolta si verifica un supporto non-A dell'oggetto durante la fase di alimentazione, ma non sempre; quasi sempre, quando si verifica un supporto non-VOA dell'oggetto, questo accade quasi sempre o sempre durante la fase di alimentazione. Nella valutazione del ratto, nel 95-100% dei casi si osserva la posizione predominante delle dita (fopo), ovvero la posizione assunta dalle dita per più del 50% del tempo durante l'alimentazione, caratterizzata da dita raggruppate, fisse e flesse, con le dita piegate e trattenute a pugno con angoli articolari di circa 90 gradi.

Esteso non adattabile, dove le dita sono estese con un angolo maggiore o uguale a 160 gradi e non aderiscono alla forma dell'oggetto; parzialmente flesso adattabile, dove le dita sono parzialmente flesse e aderiscono alla forma dell'oggetto. Il ratto viene valutato per il supporto plantare, ovvero la sua capacità di utilizzare la superficie plantare del fopo compromesso per stabilizzare il pezzo in serie e, in tal modo, mantenerlo in una posizione utile per l'alimentazione: nullo quando non vi è alcun supporto con la superficie plantare del fopo durante il pasto o per meno del 5% del tempo; parziale quando il supporto dell'oggetto mediante la superficie plantare del fopo si verifica durante il pasto, ma non sempre o per meno del 95% del tempo; quasi sempre quando il supporto dell'oggetto con la superficie plantare del fopo si verifica quasi sempre o sempre durante il pasto, ovvero dal 95 al 100% del tempo.

Il ratto viene valutato per la presenza di movimenti del polso dell'arto anteriore compromesso durante il consumo di cibo. Una volta stabilito il supporto volare, i movimenti delle zampe che si verificano in assenza di contatto tra l'arto anteriore compromesso e la sbarra non vengono conteggiati. Questi movimenti conteggiati possono verificarsi in qualsiasi direzione.

Ad esempio, per una direzione dorso-ventrale o mediale-laterale, i possibili punteggi includono sì o no. È richiesto un minimo di un movimento del polso affinché il ratto venga conteggiato come sì per questo comportamento. Il ratto viene valutato per i movimenti effettuati dall’arto anteriore compromesso che sono sincronizzati con movimenti manipolativi efficaci dell’arto anteriore non compromesso e che contribuiscono alla corretta manipolazione della serie.

Nessuno quando non ci sono aggiustamenti seriali effettuati dall'arto inferiore compromesso; esagerato quando ci sono movimenti della spalla e/o del gomito e/o del polso dell'arto inferiore compromesso che provocano una perdita completa del contatto tra il fopo e il seriale. Questi episodi sono brevi e si verificano tipicamente poco prima di movimenti manipolativi riusciti del seriale con la superficie volare del fopo compromesso. Sono sottili quando si verificano movimenti della spalla e/o del gomito e/o del polso dell'arto inferiore compromesso senza perdita di contatto tra il fopo e il cereale durante il consumo del cibo; in tal caso, il ratto viene valutato per la presenza di movimenti effettuati dai singoli dita durante il pasto. Questi movimenti possono essere di tipo non a contatto o manipolativi a contatto, nel caso di movimento non a contatto.

I movimenti delle dita avvengono ma non determinano il contatto con l'oggetto per movimenti manipolativi di contatto. Si verificano movimenti delle dita che invece determinano il contatto della vola della dita con l'oggetto e, nel farlo, contribuiscono alla manipolazione dell'oggetto; i punteggi possibili includono semplicemente sì o no. Il ratto viene valutato per la tecnica di prehensione più comune utilizzata durante la fase di alimentazione, che si verifica per più del 50% del tempo.

Esistono diversi metodi di prensione, ma i più comuni sono la presa a pinza, la presa ad uncino e la presa completa. Le tecniche di prensione utilizzate dal ratto sono stereotipate e dipendono dalle dimensioni e dalla forma del pezzo di cereale. I possibili punteggi includono anormale, quando viene utilizzato in modo costante un metodo alternativo di prensione rispetto a quello usato prima della lesione per sostenere e controllare il pezzo di cereale durante la fase di alimentazione; talvolta normale, quando l'uso del metodo di prensione impiegato prima della lesione per sostenere e controllare il pezzo di cereale durante la fase di alimentazione è inconsistente; e quasi sempre normale.

Laddove si osserva un uso coerente del metodo di prehensione impiegato prima della lesione per sostenere e controllare il pezzo di cereale durante la fase di alimentazione. Una volta acquisita padronanza, la ripresa può essere effettuata in cinque-dieci minuti; la valutazione e la determinazione del punteggio richiederanno invece un po' più di tempo a causa della necessità di ridurre la velocità del video e di riesaminare occasionalmente comportamenti ambigui. Durante l'esecuzione di questa procedura, è importante ricordare di filmare il ratto mentre mangia un intero pezzo di cereale, riprendendo in primo piano e a fuoco, in modo da consentire una valutazione accurata del soggetto. Al termine di questa procedura, può essere eseguita un'analisi istologica del sito della lesione al fine di rispondere a ulteriori domande, ad esempio quali assoni o quali popolazioni di cellule neuronali siano importanti per il recupero di caratteristiche chiave dei movimenti dopo il loro sviluppo.

Questa tecnica aiuterà i ricercatori nel campo delle lesioni del midollo spinale a esplorare il recupero degli arti anteriori prossimali e distali nei roditori e a correlarlo con il recupero nei primati e negli esseri umani. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come addestrare gli animali a mangiare nell'ambiente di prova mentre vengono filmati, al fine di identificare le diverse caratteristiche comportamentali e annotarle utilizzando il foglio di valutazione del punteggio IBB, per poi essere in grado di assegnare un punteggio.