Quantificare Decrementa cognitivi causati da radioterapia craniale

L'obiettivo generale di questa procedura è quantificare i cambiamenti comportamentali e cognitivi indotti dall'irradiazione cranica. Il primo passo consiste nel testare la memoria di riconoscimento spaziale basata sull'ippocampo mediante il compito di riconoscimento di una nuova posizione. Successivamente, i livelli di ansia vengono valutati utilizzando il test del labirinto elevato a croce, la formazione della memoria basata sulla paura, mediante il compito di condizionamento contestuale alla paura dipendente dall'ippocampo e dall'amigdala, e infine viene misurato il compito di condizionamento alla paura dipendente dall'amigdala con segnale anticipatorio.

L'ultimo passaggio consiste nell'applicare il test del labirinto acquatico di Maurice per valutare l'apprendimento spaziale, la memoria spaziale e la capacità di apprendimento inverso. In definitiva, questo protocollo rileva modifiche dell'umore, dell'apprendimento e della memoria spaziale e non spaziale, nonché eventuali alterazioni sensoriomotorie indotte dall'irradiazione cranica. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sugli effetti dell'irradiazione cranica sul comportamento e sulla cognizione.

Può inoltre essere utilizzato in altre situazioni in cui la cognizione è compromessa come effetto collaterale indesiderato di altre terapie, ad esempio nel caso del chemo brain o dei deficit di apprendimento e memoria indotti dalla chemioterapia. I principianti con questo metodo potrebbero incontrare difficoltà a causa della natura laboriosa della configurazione e dell'ottimizzazione dell'apparecchiatura. L'interpretazione dei risultati può risultare difficile se le procedure sperimentali non sono rigorosamente controllate, e la variabilità dei dati rende arduo rilevare differenze tra i gruppi di controllo e sperimentali.

La dimostrazione visiva di queste metodologie è fondamentale, in modo che il lettore possa apprezzare le sfumature legate all'organizzazione o agli ambienti sperimentali in cui vengono condotti i test cognitivi, nonché le procedure specifiche adottate. Per garantire una manipolazione costante degli animali, iniziare la fase di familiarizzazione preparando accuratamente l'ambiente di prova: pulire con etanolo al 70% due blocchi di plastica identici e posizionarli in punti specifici all'interno dell'arena. Posizionare l'animale al centro dell'arena e lasciarlo esplorare liberamente.

Per cinque minuti, vengono valutati i comportamenti esplorativi. Mediante un sistema automatizzato di tracciamento, l'esplorazione è definita come la presenza del naso dell'animale entro un raggio di quattro centimetri e orientato verso i blocchi. Al termine del tempo, rimuovere l'animale e collocarlo in una gabbia di attesa per altri cinque minuti.

In questo periodo, pulire l'area di prova con etanolo al 70%. Aggiungere una copia identica dei blocchi nella stessa posizione spaziale utilizzata durante la fase di familiarizzazione e un'altra in una posizione spaziale nuova. Trascorso l'intervallo di attesa di cinque minuti, reintrodurre l'animale nelle aree di prova per una fase di test della durata di cinque minuti e consentirgli di esplorare liberamente per tre minuti.

Se viene ricordata la disposizione spaziale dei blocchi della fase di familiarizzazione, il ratto trascorrerà più tempo a esplorare il blocco nella posizione spaziale nuova. Il giorno seguente, gli animali vengono riportati nuovamente nell'arena. Durante una fase di prova di 24 ore, nuovamente un blocco rimane in una posizione familiare mentre un altro si trova in una posizione nuova.

Posizionare l'animale al centro dell'arena e registrare l'esplorazione per tre minuti. Il labirinto elevato a croce misura i livelli di ansia nei roditori. Prima del test, assicurarsi che il labirinto sia stato pulito accuratamente.

Per iniziare, posizionare l'animale nella parte centrale del labirinto, rivolto verso il braccio aperto e lontano dall'esperimentatore, e permettere all'animale di esplorare per cinque minuti. Il numero di ingressi e la durata trascorsa nei bracci aperti e chiusi vengono registrati mediante software di tracciamento automatico. Se un ratto cade dal labirinto, riposizionarlo rapidamente su un braccio aperto e annotare l'evento.

Notare anche eventuali comportamenti di congelamento insieme a possibili cause. Il condizionamento al timore è un paradigma comportamentale in cui gli animali imparano a temere uno stimolo precedentemente neutro. Abbinandolo a uno stimolo nocivo nel primo giorno, posizionare l'animale in una camera accuratamente pulita.

Iniziare la prova di addestramento, che consiste in tre fasi. La prima è una fase basale della durata di cinque minuti, durante la quale non viene somministrato né shock né tono. Durante la fase di addestramento, vengono presentate più associazioni tra tono e shock per un periodo di cinque minuti. Infine, durante la fase post-addestramento, all'animale vengono concessi altri cinque minuti.

In assenza di uno stimolo avversivo o di un tono, la percentuale di tempo in cui ciascun animale rimane immobile viene misurata negli ultimi 60 secondi della fase basale e negli ultimi 60 secondi della fase post-allenamento. 24 ore dopo, riportare l'animale nella camera per un test contestuale della durata di cinque minuti e registrare la percentuale di tempo trascorso in immobilità un'ora dopo il test. Nel contesto familiare, rimuovere il pavimento a griglia, aggiungere pannelli esterni alla camera e pulire con un detergente domestico profumato.

Per verificare il condizionamento al timore associato a stimoli specifici, posizionare l'animale in un contesto nuovo e registrare il comportamento di congelamento in presenza e in assenza del tono precedentemente associato allo stimolo nocivo. Il labirinto acquatico di Morris è un test di apprendimento spaziale che richiede l'utilizzo di stimoli distali per individuare una piattaforma di fuga sommersa in una grande vasca d'acqua opaca; il compito viene eseguito nell'arco di otto giorni e si compone di quattro fasi: test preliminare, acquisizione, test di prova a 24 ore e test di apprendimento inverso.

Per iniziare il test in coda, posizionare una bandiera bianca e nera ben distinguibile al centro della piattaforma in modo che la posizione di fuga sia evidente per l'animale. Per ogni prova del test CUD, posizionare l'animale in una diversa posizione di partenza predeterminata lungo il perimetro della vasca e spostare la piattaforma in un quadrante diverso. Per ciascuna delle quattro prove, consentire all'animale 30 secondi per trovare la piattaforma di fuga.

Se viene raggiunto il tempo massimo, guidare manualmente gli animali verso la piattaforma. Lasciare l'animale sulla piattaforma per 20 secondi prima di collocarlo in una gabbia riscaldata. Il giorno successivo, iniziare la fase di acquisizione, composta da quattro prove al giorno per cinque giorni consecutivi.

In questa fase, la piattaforma nascosta rimane nella stessa posizione e gli animali imparano a raggiungerla. Utilizzando segnali visivi distali della stanza, posizionare l'animale nella vasca partendo da un diverso punto di partenza predeterminato. Per ogni prova, registrare la latenza media per trovare la piattaforma e la lunghezza del percorso come misure dell'apprendimento spaziale.

Se l'animale non è riuscito a uscire entro il tempo massimo di nuoto di 60 secondi, guidarlo manualmente verso la piattaforma e permettergli di rimanervi per 20 secondi. 24 ore dopo l'ultima prova di addestramento, effettuare una 62ª prova di sonda in cui la piattaforma viene rimossa per determinare la preferenza dell'animale per il quadrante che precedentemente conteneva la piattaforma. Dopo questa prova di sonda, riposizionare la piattaforma nello stesso quadrante ed eseguire altre tre prove di acquisizione per il test di Apprendimento per Inversione.

All'ottavo giorno, spostare la piattaforma in una nuova posizione. Introdurre l'animale nella piscina e misurare il tempo trascorso alla ricerca della piattaforma nella sua posizione precedente rispetto a quella nuova. I risultati ottenuti con animali di controllo e animali irradiati nel compito di riconoscimento di una nuova posizione hanno mostrato che le due posizioni sono state esplorate in modo equivalente durante la fase di familiarizzazione.

Tuttavia, gli animali di controllo hanno mostrato una chiara preferenza per la nuova posizione spaziale dopo intervalli di ritardo di cinque minuti e di 24 ore, mentre gli animali irradiati non l'hanno mostrata. Nel labirinto elevato a croce, sia gli animali di controllo che quelli irradiati hanno trascorso meno tempo nell'esplorare i bracci aperti rispetto a quanto previsto per caso. La percentuale di congelamento durante l'esposizione iniziale alla camera è stata molto bassa rispetto al periodo successivo alla formazione del giorno seguente.

Il comportamento di congelamento è comunque aumentato nel contesto familiare, sebbene in misura molto minore negli animali irradiati quando posti in un contesto nuovo; il comportamento di congelamento è tornato ai livelli di base, ma è aumentato nuovamente dalla presentazione del tono nel labirinto acquatico di Morris. Gli animali di controllo hanno individuato la piattaforma di fuga più rapidamente nel corso dei tentativi successivi rispetto agli animali irradiati. Negli animali irradiati è inoltre trascorso più tempo e hanno percorso un tragitto più lungo per raggiungere la piattaforma durante una prova a sorpresa, 24 ore dopo, durante il test di apprendimento inverso, quando la posizione della piattaforma viene invertita; gli animali normali smettono gradualmente di cercare nel vecchio quadrante e imparano la nuova posizione della piattaforma, mentre gli animali irradiati non lo fanno.

Nel corso di queste attività, è importante prendere appunti dettagliati riguardo a eventuali eventi o comportamenti anomali, nonché a eventuali problemi di tracciamento che si presentano e che devono essere risolti prima dell'analisi dei dati. Non dimenticare che lavorare con animali sperimentali può essere pericoloso e che precauzioni come l'uso di dispositivi di protezione individuale devono sempre essere adottate durante l'esecuzione di queste procedure. È inoltre fondamentale ottenere l'approvazione dell'istituto e seguire le linee guida istituzionali e federali per l'uso sicuro ed etico degli animali.