Caratterizzazione comportamentale delle convulsioni indotte da pentilenetetrazolo: andare oltre la scala della racina

La nostra ricerca si concentra sulla caratterizzazione e la quantificazione di due tipi di comportamenti ictali, lo spasmo e il mioclono, dopo la somministrazione di pentilenetetrazolo. Stiamo cercando di svelare come questi comportamenti contribuiscano all'insorgenza delle crisi limbiche e come i modelli si evolvano nel tempo. Ultimamente, ci sono stati molti progressi nella comprensione di come le crisi focali si diffondano attraverso le reti neurali e alla fine si generalizzino.

Con l'aiuto dell'analisi video assistita da computer, ora siamo in grado di catturare dettagli molto più precisi su come si svolgono le convulsioni. La maggior parte degli studi sulle crisi epilettiche si basa sulla scala Racine, ma questo approccio spesso non tiene conto di comportamenti importanti innescati dalla PTZ. Il nostro protocollo aiuta a colmare questa lacuna identificando e quantificando gli eventi che di solito vengono trascurati, sia prima che dopo la comparsa effettiva della crisi limbica.

Il nostro protocollo consente un'analisi molto più dettagliata del comportamento. Invece di fare affidamento su un singolo punteggio, come la scala Racine, possiamo misurare più parametri per ogni evento ictale, dandoci una comprensione più profonda di ciò che sta effettivamente accadendo durante le convulsioni. In questo momento, il nostro laboratorio è concentrato sull'esplorazione se i farmaci antiepilettici alternativi possono prevenire, ritardare o ridurre gli spasmi e il mioclono e come ciò potrebbe influenzare lo sviluppo delle convulsioni limbiche.

Per iniziare, usa una bilancia per misurare il peso corporeo dell'animale. Calcolare il volume di soluzione di pentilenetetrazolo necessario per ciascun animale in base al suo peso corporeo. Registrare il comportamento dell'animale all'interno dell'arena per almeno un'ora prima dell'iniezione di pentilenetetrazolo.

Questo periodo di assuefazione riduce la deambulazione e l'ansia indotte dalla novità e consente l'estrazione dell'attività di base. Preparare l'iniezione di pentilenetetrazolo. Per la somministrazione sottocutanea, utilizzare una mano per fissare l'animale e pizzicare delicatamente la pelle tra le scapole.

Utilizzando una siringa da 1 millilitro collegata a un ago calibro 26-1/2, inserire l'ago nello spazio sottocutaneo parallelamente all'orientamento del corpo e iniettare lentamente la soluzione. Una volta completata l'iniezione, rimuovere delicatamente l'ago tenendo la pelle nel punto di uscita per evitare perdite dovute alla pressione interna della cavità. Osservare e prendere nota di eventuali perdite di soluzione dal sito di iniezione.

Se sono presenti perdite, prendere in considerazione la somministrazione di ulteriori 50 microlitri della stessa soluzione di pentilenetetrazolo. Ora, rimetti l'animale nell'arena e registra continuamente per un'ora. Un'ora o più dopo l'iniezione di pentilenetetrazolo, interrompere la registrazione e copiare il file video per la post-elaborazione.

Usalo per il monitoraggio video e la codifica comportamentale. Apri il software Solomon Coder. Se è disponibile un file di configurazione, selezionare File e fare clic su Carica configurazione per caricare le impostazioni predefinite.

Per aprire un video, seleziona File e fai clic su Apri video. Premere play per avviare la riproduzione del video. Fare clic con il pulsante sinistro del mouse o premere il tasto della tastiera assegnato per contrassegnare i comportamenti osservati durante la riproduzione.

Per salvare i dati, vai su Analizza e seleziona Salva output con nome per creare un file con valori separati da virgole. Per il foglio di codifica, vai su File e scegli Salva foglio di codifica. Contrassegnare il tempo di somministrazione del pentilenetetrazolo nel momento in cui il topo riappare nel fotogramma video dopo essere stato riportato nell'arena di osservazione.

Utilizzare questo momento come tempo zero per fungere da punto di riferimento temporale per tutti i comportamenti successivi e i calcoli della latenza. Osservare la presenza di spasmi e mioclono pochi minuti dopo l'iniezione di pentilenetetrazolo. Identificare gli spasmi come contrazioni rapide e transitorie dei muscoli assiali, tra cui la flessione bilaterale dell'orecchio, la contrazione dei muscoli della schiena, il sollevamento della coda e, raramente, un salto di soprassalto.

Codificare questi spasmi come eventi discreti e istantanei, associandoli a un singolo fotogramma video. Per codificare il mioclono, identificare gli eventi più lunghi di 200 millisecondi contrassegnati da un forte e brusco scatto mioclonico della testa, del collo e delle zampe. Classificare i sottotipi in base ai tremori associati o alla perdita di postura direzionale, inclusi quelli in avanti, a sinistra o a destra.

Codificare l'evento su più fotogrammi, poiché la durata varia in genere da uno a due secondi. Per le convulsioni limbiche, identificare i comportamenti allineati con la scala Racine, a partire dall'arresto comportamentale o dallo sguardo. Seguire con automatismi, movimenti orofacciali, mioclono degli arti anteriori o della testa e escalation verso l'impennamento, il salto o le convulsioni toniche.

Utilizzare la scala Racine modificata per assegnare sottocategorie agli eventi che durano più di 10-15 secondi. Infine, segnare la fine della sessione di registrazione su un singolo fotogramma video esattamente un'ora dopo l'iniezione di pentilenetetrazolo. La figura descrive in dettaglio i parametri che possono essere estratti da questo sistema di codifica, tra cui la latenza di ciascun comportamento ictale, il numero di eventi, la durata dell'evento, l'intervallo tra gli eventi e la gravità delle crisi limbiche.

Gli spasmi in genere comportavano l'irrigidimento del tronco nella maggior parte degli eventi, mentre solo il 6% degli spasmi attivava esclusivamente la coda. Il mioclono si è presentato prevalentemente come tremori nel 64% dei casi. Sono stati notati anche movimenti in avanti, a destra e a sinistra.

La latenza all'insorgenza era significativamente diversa tra spasmi, mioclono e convulsioni limbiche, con gli spasmi che si verificavano per primi. Il numero totale di spasmi era significativamente superiore a quello del mioclono o delle convulsioni limbiche. L'intervallo mediano tra gli eventi non differiva significativamente tra spasmi e mioclono, ma le crisi limbiche sono durate significativamente più a lungo del mioclono.

Nel protocollo di iniezione PTZ giornaliera, la latenza dello spasmo e l'intervallo tra gli eventi sono diminuiti significativamente entro l'ottavo giorno, mentre gli eventi di spasmo complessivi sono aumentati.