Een nieuwe methode voor het beoordelen van proximale en distale voorpoot Functie in het Rat: de Irvine, Beatties en Bresnahan (IBB) voorpoot Schaal

Deze video demonstreert de Irvine Bates and Bresnahan fall limb scale of IBB, waarmee het herstel van de proximale en distale valfunctie kan worden vastgesteld. Ratten worden eerst gewend aan de testomgeving en geobserveerd na een unilaterale C6 SCI. De dieren worden vervolgens gefilmd terwijl ze twee verschillende vormen ontbijtgranen van een consistente grootte eten.

De video's worden gebruikt om kenmerken van het gebruik van de ledematen te beoordelen, zoals de gewrichtspositie, objectondersteuning, vingerbeweging en grijptechniek, waarbij de aanwezigheid van verschillende gedragskenmerken wordt genoteerd op het IBB-scoreblad. De IBB vertoont een consistent herstelpatroon dat gevoelig is voor de ernst van het letsel. Bovendien kan de IBB-schaal worden gebruikt om herstel te beoordelen na andere soorten letsel die de normale functie van de ledematen beïnvloeden.

Hoewel er verschillende gedragsassays zijn die gevoelig zijn voor diverse aspecten van het herstel van de vier ledematen en experimentele modellen van cervicaal dwarslaesie, bieden weinig technieken gedetailleerde informatie over het herstel van de fijne motoriek en vingerbewegingen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen over het herstel na een dwarslaesie, zoals de rol van specifieke axonale banen bij het terugkeren van de proximale en distale functies van de voorpoten.

Denk bijvoorbeeld aan het rubrospinale tractus of het corticospinale tractus. De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot de therapie bij mensen. De meeste letsels aan het menselijke ruggenmerg treden op op cervicaal niveau.

Daarnaast is het herstel van de hand- en armfunctie een belangrijke prioriteit voor patiënten met een cervicaal dwarslaesie. Daarom zijn uitkomstmaten nodig die zowel de proximale als distale functies van de voorpoten/bovenste ledematen beoordelen. Hoewel deze methode inzicht kan geven in het herstel van de voorpoten/bovenste ledematen na een dwarslaesie, kan deze ook worden toegepast op andere soorten letsel die de normale functies van de voorpoten/bovenste ledematen beïnvloeden, zoals een beroerte of perifere neuropathieën.

Personen die onbekend zijn met deze methode kunnen problemen ondervinden vanwege het aantal gedragskenmerken dat zij moeten beoordelen terwijl de rat eet. We kregen het eerste idee voor deze methode toen we de ratten zagen eten tijdens hun herstel na een dwarslaesie. Deze methode bouwt voort op eerder werk van andere onderzoekers, waaronder Ian Wisha en zijn medewerkers.

Een visuele demonstratie van deze methode is essentieel, aangezien de gedragskenmerken van de ledemaatbewegingen zeer snel plaatsvinden; daarom zijn video-voorbeelden van de gedragingen die gescoord worden noodzakelijk om waarnemers in de techniek te trainen. Dieren moeten direct bij aankomst in de dierfaciliteit worden blootgesteld aan de geur en smaak van de granen, zodat ze kunnen wennen aan het eten van dit voer. De dieren moeten daarnaast ook worden geacclimatiseerd aan de testomgeving.

Plaats enkele stukjes ontbijtgranen in een cilinder van perspex of plexiglas op de vloer voordat de rat erin wordt geplaatst. Overmatig poetsen, urineren, defeceren en springen zijn allemaal indicatoren dat het dier gestrest is en dat er meer tijd nodig is voor acclimatisatie. Zodra het dier goed is aangepast aan de testomgeving, bestaat de volgende stap uit het video-opnemen van de dieren terwijl ze de ontbijtgranen eten tijdens de opname.

Het is het beste om de camcorder vast te houden, aangezien het dier waarschijnlijk van positie zal veranderen tijdens het eten. Film het dier terwijl het één volledig bolvormig en één donutvormig ontbijtgranenstukje eet, omdat de vereiste bewegingen per vorm verschillen en de beste beoordeling wordt verkregen door beide sequenties te observeren. Verzamel de gegevens voor elk vormpje afzonderlijk op een scoreblad en combineer vervolgens de scores om een totale score voor die rat op die dag na het letsel te creëren.

Laten we nu kijken naar enkele tips voor het beoordelen van de video's. De beoordeling van de valfunctie van het dier moet beginnen zodra het dier aan de ontbijtgranen begint te eten en stoppen zodra het stukje ontbijtgraan is opgegeten. Beoordelingen mogen alleen worden uitgevoerd met bolvormige en donutvormige ontbijtgranen die vóór het begin van het eten een consistente grootte en vorm hebben.

Dieren mogen niet worden gescoord wanneer ze stukjes ontbijtgranen eten die gebroken zijn. Voorafgaand aan de beoordeling wordt sterk aangeraden om de snelheid van de video's te vertragen tot ten minste de helft van de oorspronkelijke snelheid, aangezien zelfs gewonde ratten snel kunnen eten en het voorkomen van belangrijke gedragingen over het hoofd gezien kan worden. Dit kan worden gedaan in programma's zoals QuickTime en Windows Media Player tijdens het observeren van het dier. Gebruik het IBB-scoreblad om de aanwezigheid van de volgende gedragskenmerken te noteren, die we nu zullen beschrijven.

De rat wordt beoordeeld op de predominante elleboogpositie, wat de meest voorkomende positie is die de elleboog aanneemt tijdens de eetfase: meer dan 50% van de tijd gestrekt, waarbij de elleboog recht wordt gehouden met een hoek van meer dan 160 graden; gedeeltelijk geflecteerd, waarbij de elleboog is geflecteerd met een hoek van minder dan 160 graden, maar meer dan 90 graden; volledig geflecteerd, waarbij de elleboog is geflecteerd met een hoek van minder dan 90 graden. De rat wordt beoordeeld op proximale valbewegingen, wat bewegingen zijn die worden gemaakt door de schouder en/of elleboog van het aangetaste valledemaat. De bewegingen kunnen wel of niet resulteren in contact van het valledemaat met de seriële: geen, wanneer er geen schouder- en/of elleboogbewegingen van het aangetaste valledemaat zijn; licht, wanneer er bewegingen zijn door minder dan een derde van het bereik van het schouder- en/of ellebooggewricht (trekkingen en ophalen vallen in deze categorie); uitgebreid, wanneer bewegingen meer dan de helft van het bereik van het schouder- en/of ellebooggewricht beslaan.

In de vroege fase van het herstel kunnen deze bewegingen talrijk en onregelmatig zijn. Er wordt beoordeeld of de rat in staat is om het niet-volla oppervlak van het aangedane voorpoot te gebruiken om het cornflake-stukje te stabiliseren. Hiermee houdt de rat het stukje in een positie die het eten vergemakkelijkt.

Gebieden van de voorpoot die als steun kunnen dienen, zijn de onderarm boven de pols, de pols of de achterzijde van de vingers, of geen, in gevallen waarin er geen ondersteuning door de voorpoot is tijdens de eetfase. In sommige gevallen vindt er ondersteuning van het object plaats tijdens de eetfase, maar niet altijd, terwijl ondersteuning van het object bijna altijd of altijd plaatsvindt tijdens de eetfase. In 95 tot 100% van de tijd wordt de rat beoordeeld op de dominante fopo-positie, wat de positie is die de vingers gedurende meer dan 50% van de tijd tijdens het eten aannemen: geklompt, gefixeerd en gebogen, waarbij de vingers gebogen zijn en in een vuist worden gehouden met gewrichtshoeken van ongeveer 90 graden.

Uitgestrekt niet-aanpasbaar, waarbij de vingers zijn uitgestrekt met een hoek van groter dan of gelijk aan 160 graden en zich niet voegen naar de vorm van het vastgehouden object; gedeeltelijk gebogen aanpasbaar, waarbij de vingers gedeeltelijk gebogen zijn en zich voegen naar de vorm van het object. De rat wordt beoordeeld op volaire steun bij contact, wat het vermogen is om het volaire oppervlak van de aangetaste fopo te gebruiken om het seriële onderdeel te stabiliseren en het hiermee in een positie te houden die het eten vergemakkelijkt; geen, wanneer er tijdens het eten geen steun is met het volaire oppervlak van de for PO, of minder dan 5% van de tijd. Enigszins, wanneer steun van het object met een volair oppervlak van de for pour wel voorkomt tijdens het eten, maar niet altijd of minder dan 95% van de tijd; en bijna altijd, wanneer de steun van het object met het volaire oppervlak van de fopo bijna altijd of altijd voorkomt tijdens het eten, of 95 tot 100% van de tijd.

De rat wordt beoordeeld op de aanwezigheid van polsbewegingen van de aangetaste voorpoot tijdens het eten. Zodang support is vastgesteld, worden bewegingen van de pols die optreden bij afwezigheid van contact tussen de aangetaste voorpoot en het cerebellum niet gescoord. Deze gescoorde bewegingen kunnen in elke richting voorkomen.

Bijvoorbeeld, een dorsale naar ventrale richting of een mediale naar laterale richting; mogelijke scores zijn ja of nee. Minstens één polsbeweging is vereist om de rat als 'ja' te scoren voor dit gedrag. De rat wordt beoordeeld op bewegingen van de aangedane voorpoot die gesynchroniseerd zijn met succesvolle manipulatieve bewegingen van de ongeschonden voorpoot en die bijdragen aan de juiste manipulatie van de serie.

Geen, wanneer er geen seriële aanpassingen worden gemaakt door de aangedane voorpoot; overdreven, wanneer er bewegingen optreden door de schouder en/of elleboog en/of pols van de aangedane voorpoot die leiden tot een volledig verlies van contact tussen de voorpoot en het graan; subtiel, wanneer er bewegingen optreden door de schouder en/of elleboog en/of pols van de aangedane voorpoot zonder dat er contactverlies optreedt tussen de voorpoot en het graan tijdens het eten. De rat wordt beoordeeld op de aanwezigheid van bewegingen die door de individuele tenen worden gemaakt tijdens het eten; deze bewegingen kunnen zowel niet-contact- als contact-manipulaties zijn voor niet-contact-bewegingen.

Er treden bewegingen van de vingers op, maar deze leiden niet tot contact met het object voor contact-manipulerende bewegingen. Er treden bewegingen van de vingers op die wel leiden tot volair contact van de vinger met het object en die hiermee bijdragen aan de manipulatie van het object; mogelijke scores zijn simpelweg ja of nee. De rat wordt beoordeeld op de meest gebruikte grijptechniek tijdens de eetfase, die in meer dan 50% van de tijd voorkomt.

Er bestaan verschillende grijpmethoden, waarvan de meest voorkomende de pincetgreep, de haakgreep en de volledige greep zijn. De grijptechnieken die door de rat worden gebruikt, zijn stereotiep en afhankelijk van de grootte en vorm van het ontbijtgranenstukje. Mogelijke scores zijn: abnormaal, wanneer er consequent gebruik wordt gemaakt van een andere grijpmethode dan de methode die vóór het letsel werd gebruikt om het ontbijtgranenstukje tijdens de eetfase te ondersteunen en te beheersen; soms normaal, wanneer de grijpmethode die vóór het letsel werd gebruikt om het ontbijtgranenstukje tijdens de eetfase te ondersteunen en te beheersen inconsistent wordt toegepast; en bijna altijd normaal.

Waar er consistent gebruik wordt gemaakt van de grijpmethode die vóór het letsel werd gehanteerd om het stukje ontbijtgranen tijdens de eetfase te ondersteunen en te controleren. Zodra dit onder de knie is, kan de opname in vijf tot 10 minuten worden voltooid; de beoordeling en scoren zullen iets meer tijd in beslag nemen vanwege de noodzaak om de snelheid van de video te verlagen en om ambigu gedrag af en toe opnieuw te onderzoeken. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden dat de rat gefilmd moet worden terwijl deze een volledig stukje ontbijtgranen eet, en dat de opnames in close-up en scherp moeten zijn om een nauwkeurige beoordeling van de rat mogelijk te maken. Na deze procedure kan een histologische analyse van de letselplaats worden uitgevoerd om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals welke axonen of welke neuronale celpopulaties belangrijk zijn voor het herstel van kernkenmerken van de bewegingen na de ontwikkeling ervan.

Deze techniek helpt onderzoekers op het gebied van ruggenmergletsel om het proximale en distale herstel van de voorpoten bij knaagdieren te onderzoeken en dit te relateren aan het herstel bij primaten en mensen. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u de dieren traint om in de testomgeving te eten terwijl ze worden gefilmd, om zo de verschillende gedragskenmerken te identificeren en deze te noteren met behulp van het IBB-scoreblad, om vervolgens een score toe te kunnen kennen.