Name: Opsporen van gedrags tekorten in ratten na traumatisch hersenletsel (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-30T12:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 54 s
Description: Leer gedragstests voor het opsporen van neurologische en cognitieve tekorten bij ratten na traumatisch hersenletsel. Deze methoden evalueren behandelingseffectiviteit en herstelprocessen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Wij danken Ian Bolding voor hulp bij chirurgische voorbereiding van onderwerpen en Elizabeth Sumner voor haar zorgvuldige bewerking. Deze studies werden voltooid als onderdeel van een team gefinancierd door The Moody Project voor translationeel traumatische hersenonderzoek letsel.

<ol><li>Sell, S. L., Johnson, K., DeWitt, D. S., Prough, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Persistent+Behavioral+Deficits+in+Rats+after+Fluid+Percussion+Injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Persistent Behavioral Deficits in Rats after Fluid Percussion Injury.</a> J Neurotrauma. 34 (5), 1086-1096 (2017).</li>
<li>Gurdjian, E. S., Lissner, H. R., Webster, J. E., Latimer, F. R., Haddad, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+on+experimental+concussion%3A+relation+of+physiologic+effect+to+time+duration+of+intracranial+pressure+increase+at+impact%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Studies on experimental concussion: relation of physiologic effect to time duration of intracranial pressure increase at impact.</a> Neurology. 4, 674-681 (1954).</li>
<li>Anonymous. US National Library of Medicine. , (last accessed Jan. 9, 2018)
 <a target="_blank" href="www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/$term=fluid+percussion+injury+rat ">www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/$term=fluid+percussion+injury+rat </a> (2017).</li>
<li>Hellmich, H. L., Capra, B., Eidson, K., Garcia, J., Kennedy, D., Uchida, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dose-dependent+neuronal+injury+after+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Dose-dependent neuronal injury after traumatic brain injury.</a> Brain Research. 1044, 144-154 (2005).</li>
<li>Bramlett, H. M., Detrich, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long-Term+consequences+of+Traumatic+Brain+Injury%3A+Current+Status+of+Potential+Mechanisms+of+Injury+and+Neurological+Outcomes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Long-Term consequences of Traumatic Brain Injury: Current Status of Potential Mechanisms of Injury and Neurological Outcomes.</a> J. Neurotrauma. 32, 1-15 (2015).</li>
<li>Pierce, J. E. S., Smith, D. H., Trojanowski, J. Q., McIntosh, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enduring+cognitive+neurobehavioral+and+histopathological+changes+persist+for+up+to+one+year+following+severe+experimental+brain+injury+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Enduring cognitive neurobehavioral and histopathological changes persist for up to one year following severe experimental brain injury in rats.</a> Neuroscience. 87 (2), 359-369 (1998).</li>
<li>Smith, D. H., Chen, X. H., Pierce, J. E. S., Wolf, J. A., Trojanowski, J. Q., Graham, D. I., McIntosh, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive+atrophy+and+neuron+death+for+one+year+following+brain+trauma+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Progressive atrophy and neuron death for one year following brain trauma in the rat.</a> J Neurotrauma. 14 (10), 715-727 (1997).</li>
<li>Schallert, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+tests+for+preclinical+intervention+assessment%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroRx%22%5BJournal%5D)">Behavioral tests for preclinical intervention assessment.</a> NeuroRx. 3 (4), 497-504 (2006).</li>
<li>Sell, S. L., Avila, M. A., Yu, G., Vergara, L., Prough, D. S., Grady, J. J., DeWitt, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypertonic+resuscitation+improves+neuronal+and+behavioral+outcomes+after+traumatic+brain+injury+plus+hemorrhage%5BTitle%5D)+AND+%22Anesthesiology%22%5BJournal%5D)">Hypertonic resuscitation improves neuronal and behavioral outcomes after traumatic brain injury plus hemorrhage.</a> Anesthesiology. 108 (5), 873-881 (2008).</li>
<li>Hamm, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurobehavioral+assessment+of+outcome+following+traumatic+brain+injury+in+rats%3A+an+evaluation+of+selected+measures%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Neurobehavioral assessment of outcome following traumatic brain injury in rats: an evaluation of selected measures.</a> J Neurotrauma. 18 (11), 1207-1216 (2001).</li>
<li>Feeney, D. M., Gonzalez, A., Law, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amphetamine%2C+haloperidol%2C+and+experience+interact+to+affect+rate+of+recovery+after+motor+cortex+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Amphetamine, haloperidol, and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury.</a> Science. 217, 855-857 (1982).</li>
<li>Hamm, R. J., Temple, M. D., Pike, B. R., O'Dell, D. M., Buck, D. L., Lyeth, B. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Working+memory+deficits+following+traumatic+brain+injury+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Working memory deficits following traumatic brain injury in the rat.</a> J Neurotrauma. 13, 317-323 (1996).</li>
<li>Morris, R. G., Hagan, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Allocentric+spatial+learning+by+hippocampectomised+rats%3A+A+further+test+of+the+%22Spatial+Mapping%22+and+%22Working+Memory%22+Theories+of+hippocampal+function%5BTitle%5D)+AND+%22The+Quart+J+of+Exp+Psych%22%5BJournal%5D)">Allocentric spatial learning by hippocampectomised rats: A further test of the "Spatial Mapping" and "Working Memory" Theories of hippocampal function.</a> The Quart J of Exp Psych. 38 (4), 365-395 (1986).</li>
<li>Dixon, C. E., Lyeth, B. G., Povlishock, J. T., Findling, R. L., Hamm, R. J., Marmarou, A., Young, H. F., Hayes, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fluid-percussion+model+of+experimental+brain+injury+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosurg%22%5BJournal%5D)">A fluid-percussion model of experimental brain injury in the rat.</a> J. Neurosurg. 67, 110-119 (1987).</li>
<li>DeWitt, D. S., Smith, T. G., Deyo, D. J., Miller, K. R., Uchida, T., Prough, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((L-arginine+and+superoxide+dismutase+prevent+or+reverse+cerebral+hypoperfusion+after+fluid-percussion+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">L-arginine and superoxide dismutase prevent or reverse cerebral hypoperfusion after fluid-percussion traumatic brain injury.</a> J. Neurotrauma. 14, 223-233 (1997).</li>
<li>R Core Team. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22R%3A+A+Language+and+Environment+for+Statistical+Computing%22">R: A Language and Environment for Statistical Computing</a>. , R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. (2017).</li>
<li>Pohlert, T. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPohlert%2C+T+%22The+Pairwise+Multiple+comparison+of+Mean+Ranks+Package+%28PMCMR%29+R+package%22">The Pairwise Multiple comparison of Mean Ranks Package (PMCMR) R package</a>. , 
 <a target="_blank" href="http://CRAN.R-project.org/package=PMCMR">http://CRAN.R-project.org/package=PMCMR</a> (2014).</li>
<li>Verma, P., Hellemans, K. G., Choi, F. Y., Yu, W., Weinberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circadian+phase+and+sex+effects+on+depressive%2Fanxiety-like+behaviors+and+HPA+axis+responses+to+acute+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">Circadian phase and sex effects on depressive/anxiety-like behaviors and HPA axis responses to acute stress.</a> Physiol Behav. 99, 276-285 (2010).</li>
<li>Schallert, T., Woodlee, M. T., Fleming, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experimental+Focal+Ischemic+Injury%3A+Behavior-Brain+Interactions+and+Issues+of+Animal+Handling+and+Housing%5BTitle%5D)+AND+%22ILAR+J%22%5BJournal%5D)">Experimental Focal Ischemic Injury: Behavior-Brain Interactions and Issues of Animal Handling and Housing.</a> ILAR J. 44 (2), 130-143 (2003).</li>
<li>Ruis, J. F., Rietveld, W. J., Buys, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Properties+of+parametric+photic+entrainment+of+circadian+rhythms+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">Properties of parametric photic entrainment of circadian rhythms in the rat.</a> Physiol Behav. 50, 1233-1239 (1991).</li>
<li>Ferguson, S. A., Maier, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+seasonal%2Fcircannual+effects+of+laboratory+rodent+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Behav%22%5BJournal%5D)">A review of seasonal/circannual effects of laboratory rodent behavior.</a> Physiol Behav. 119, 130-136 (2003).</li>
<li>Fujimoto, S. T., Longhi, L., Saatman, K. E., McIntosh, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+and+cognitive+function+evaluation+following+experimental+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosci+%26+Biobehav+Reviews%22%5BJournal%5D)">Motor and cognitive function evaluation following experimental traumatic brain injury.</a> Neurosci & Biobehav Reviews. , (2004).</li>
<li>Gold, E. M., Su, D., Lopez-Velazquez, L., Haus, D. L., Perez, H., Lacuesta, G. A., Anderson, A. J., Cummings, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+assessment+of+long-term+deficits+in+rodent+models+of+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Regen.+Med%22%5BJournal%5D)">Functional assessment of long-term deficits in rodent models of traumatic brain injury.</a> Regen. Med. 8 (4), 483-516 (2013).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Bij het uitvoeren van elk type gedrags testen, is het essentieel om consequent te zijn. Dit detail bevat veel overwegingen die onbelangrijk lijken maar een grote invloed hebben op de reactie van het dier. Een belangrijke stap die niet kan worden overzien is acclimatisering van dieren naar hun huis-kooi/woonsituatie voorafgaand aan elk experiment. Deze voorbereiding vermindert de gevolgen van de dieren fysiologische stress-respons, waardoor het gedrags resultaten18kunnen worden gewijzigd. Ook, is het absoluut noodzakelijk dat alles is gedaan om alle dieren op dezelfde manier. Deze samenhang omvat, als eerder vermeld, acclimatisatie op huisvesting en ook acclimatisering tot behandeling en vervoer tussen kamers voorafgaand aan de training of testen. Dit concept kan niet worden overschat. Slordig dierlijke behandeling is rampzalig om eventuele gedrags test19. Ook moet alles in het werk worden gedaan om te testen dieren op hetzelfde moment van de dag, of tijdens hun donkere of lichte cyclus. Voor de tests hier besproken, is testen in licht of donker fase aanvaardbaar zolang de tests voortdurend worden uitgevoerd. Testen gedaan op verschillende tijdstippen tijdens de circadiane cyclus heeft aangetoond dat het gedrags resultaten18,20te wijzigen. Bovendien, moet de handler evenals het dier in een stress-vrije en kalm staat om de nauwkeurigheid van de resultaten te maximaliseren.
Met name in het geval van de Neuroscore, zijn de valse positieven en negatieven zijn gemeenschappelijk. Valse positieven doen zich meestal voor wanneer een dier is niet volledig gewend tot de behandeling en testen. Het dier moet volledig ontspannen zijn, zodat de waargenomen reactie is reflexief en niet wegens de spieren aanscherping van de reageren op stress of angst. Een gespannen handler kan de resultaten beïnvloeden door verzending van stress bij het dier. Daarom kunnen houden de rat te strak of te los beide worden problematisch. Bovendien, als de handler nerveus is, kan dit de reactie van de ratten beschamen. Er is ook het risico dat een onervaren waarnemer van de rat reactie zal interpreteren. Goede training en veel van de praktijk zijn essentieel voor het succes en de consistentie van de Neuroscore.
In het algemeen, is de voornaamste zorg met deze tests het ontbreken van een groot verschil, en soms geen verschil tussen behandelgroepen. Aangezien dieren verschillend op verschillende handlers, de geluiden, de tijden van de dag, en potentieel, seizoenen21 reageren kunnen, moet elke inspanning worden geleverd om alle mogelijke storende factoren.
De resultaten van de taken van het Beam-evenwicht en Beam-Walk hieronder tonen aan dat deze tests nuttig vroeg na letsel aan het opsporen van tekorten in de vestibulomotor functie. Deze tekorten lossen meestal over tijd1,14. In dit model hebben uiterlijk 6 maanden na schade, de schade-geïnduceerde tekorten opgelost. De resultaten van de 6 maand tijdstip aangeven dat er geen verschillen tussen NAIVE, SHAM of verwonde ratten zijn; echter alle ratten geweest ontspannen in hun huis kooien voor 6 maanden, veroudering en het verkrijgen van het gewicht. Dus tegen de tijd dat ze opnieuw getest op 6 maanden na chirurgie (of equivalent in het geval van NAÏEF zijn), zijn ze in wezen steeds oude en vet, en derhalve alle fracties presteren niet evenals zij in vergelijking met hun basislijn dag 0 resultaten.
Een andere belangrijke overweging is dat de gedrag test gebruikt de juiste test. Bijvoorbeeld, zijn de tests die hier werkzaam gedacht te vertegenwoordigen van de functie van de specifieke hersengebieden. Een voorbeeld is het vestibulaire systeem, dat belangrijk voor evenwicht is. Hersengebieden die betrokken zijn bij sensorimotor functie, zoals de cortex met inbegrip van sensomotorische cortex, de thalamus, de corticospinal neuronen, de basale ganglia, nigro-striatum, te noemen, zijn allemaal betrokken bij coördinatie van de vestibulomotor. Dus, tekorten in het Beam-saldo of Beam-Walk geven mogelijke tekorten in deze gebieden. Bovendien, de hippocampus en de prefrontale cortex zijn betrokken bij het leren en geheugen functies getest door het werk geheugen water labyrint. Zelfs wanneer de juiste test wordt gekozen, moeten de beperkingen van de tests die werkzaam zijn in gedachten worden gehouden. Geen van de tests hier gepresenteerd zijn bijvoorbeeld gevoelig voor tekorten in stemming, zoals depressie, angst of sociale interacties zoals besluitvorming, agressie en impulsiviteit. Nogmaals, is het noodzakelijk om te kiezen van de passende test voor het gebied van het gedrag en de hersenen worden geëvalueerd.
Interpretatie en analyse van gedrags-gegevens moeten met voorzichtigheid worden benaderd. Het is sterk aanbevolen om zijn: macht analyse van elk type proef afzonderlijk, omdat het gebruik van een gedrags resultaat als een maatregel van een neuraal tekort, is door haar aard, een ruwe maat voor een subtiel effect. Bovendien vereisen verschillende tests verschillende soorten statistische analyses. Bijvoorbeeld, zijn de Neuroscore en Beam-evenwicht beschreven proeven afhankelijk van de interpretatie van een getrainde waarnemer te scoren het gedrag met behulp van een ordinale schaal. Deze typen gegevens zijn niet continu en niet normaal verdeelde, dus niet-parametrische statistische gegevens moet worden gebruikt, zoals de Kruskal-Wallis test, zoals aangetoond in de secties 6.1 en 6.2. Als alternatief, de Beam-lopen en werken water doolhof geheugentests gegevens opleveren die continu zijn en normaal verdeelde, dus parametrische statistieken kunnen worden gebruikt, zoals one-way ANOVA of herhaald-maatregelen two-way ANOVA, zoals aangetoond in secties 6.3 en 6.4.
De gedrags taken hier gepresenteerd de tand des tijds hebben doorstaan en geeft reproduceerbare resultaten, met name wanneer in paren gerangschikt met de FPI-model bij ratten, hoewel vele andere methoden voor het testen van de gedragsmatige voor hersenletsel bestaan. De neuroscore is een korte beoordeling uitgevoerd met een minimum van apparatuur. Andere proeven van reflexen en sterkte zijn beschikbaar en kunnen worden opgenomen in een neurologische beoordeling, zoals de laterale scopische taak, de Akinesie test, de test van het hellend vlak en grijpkracht (Zie Fujimoto et al. 22 en gouden et al. 23). the Beam-evenwicht en Beam-Walk taken beschreven zijn maatregelen van vestibulomotor tekorten na blessure. Vestibulomotor coördinatie kan een maatregel van grove motorische gedrag, terwijl andere maatregelen van grove motorische tekorten de Rotarod, de roterende paal omvatten, en veld activiteit open worden beschouwd. De mogelijkheid om te zwemmen, is gemeten als zwemmen snelheid tijdens het doolhof van water, ook een indicatie van grove motorische coördinatie22,23. De werkende geheugen water doolhof taak voltooid deze set van tests door opsporing beide verwijst naar geheugen tekorten (aangegeven door Trial 1) en werken van geheugen tekorten (aangegeven door Trial 2 of het verschil tussen Trial 1 en Trial 2). Andere maatregelen van cognitief functioneren bestaan uit de radiale doolhof van acht arm, het doolhof Barnes, de roman object herkenningstest en verschillende varianten van het water labyrint. Deze varianten omvatten de oorspronkelijke Morris water maze en de doolhof Lashley III (opnieuw Zie Fujimoto et al. 22 en gouden et al. 23). deze batterij van tests is gebleken dat nuttig vroeg na blessure en, in mindere mate, uit tot 12 maanden na letsel1.
Bovendien, kunnen de taken hier gedemonstreerd worden gebruikt met verschillende stammen, seks en ages voor rats; Accommodaties moet echter mogelijk worden gemaakt voor verschillende maten en in het geval van grotere broosheid. Bijvoorbeeld, oudere, zwaardere ratten moeten een bredere bundel voor de Beam-evenwicht taak en leeftijd, frêle ratten, doolhof van moeten kortere duur van zwemmen keer in het water kan. Er is dus ruimte voor flexibiliteit in deze tests en potentieel voor de ontwikkeling van nieuwe tests voor verschillende situaties en hypothesen.

De hier gepresenteerde methoden zijn ontworpen om het detecteren van functionele tekorten in specifieke hersengebieden geïnduceerd door een experimenteel model van TBI in de rat. Vier verschillend gedrag tests worden beschreven. Ten eerste, de korte neurologische beoordeling, hierna aangeduid als de neuroscore, kan worden uitgevoerd zonder een gespecialiseerde apparatuur maar vereist praktijk; deze test detecteert tekorten in reflexen. Ten tweede detecteert detest Beam-evenwicht tekorten in het vermogen om evenwicht te brengen. Deze taak vereist van de handler te scoren de rat gebaseerd op een ordinale schaal en vereist enige training van de handler. De Beam-Balance test vereist een smalle bundel en is gevoelig voor tekorten in het vestibulair systeem. De derde test beoordeelt vestibulomotor coördinatie. Deze test staat bekend als de Beam-Walk taak, en hoewel sommige pre opleiding van de rat vereist is, deze procedure is objectiever dan de vorige twee zoals de latentie te doorkruisen de lichtbundel een objectieve maatstaf niet afhankelijk van subjectieve scoren is. Dit verschil is omdat de tijd om te doorkruisen een smalle bundel te bereiken een veilige doos wordt gemeten. De Beam-Walk test vereist een langere lichtbundel dan het Beam-evenwicht, evenals een doos ontsnappen. Deze test meet tekorten in zowel motorische coördinatie en evenwicht en zo is gevoelig voor schade aan het cerebellum en de motor verwante hersengebieden. De werkversie van het geheugen van de Morris water maze (MWM-WM) test voornamelijk hippocampal functie en integratie met de prefrontale cortex of uitvoerende functie. De versie van de Morris water maze komt te staan is ook bruikbaar voor de opsporing van tekorten in verwijzing geheugen1.
Deze methoden werden gekozen op basis van hun gevestigde track record in de literatuur. Elk effectief geweest in vele handen van verschillende laboratoria met meerdere stammen van ratten over verschillende jaren van onderzoek. Echter in het verleden maatregelen na letsel tot twee weken nadat de schade werden beschouwd als "chronische" tijd punten. Dus, om vast te stellen gedrags technieken voor de studie van chronische effecten van TBI in knaagdieren, deze bekende methoden nodig om te worden geëvalueerd om de gevoeligheid voor het detecteren van TBI veroorzaakte tekorten op langere tijd punten na blessure. Hoewel er nu verschillende knaagdieren modellen van TBI, de FPI-model is een van de meest gebruikte, en wordt toegepast in deze studie. Dit model werd voor het eerst gepubliceerd in de jaren 1950-2, en sindsdien hebben meer dan 1.000 artikelen FPI werkzaam in ratten3. Het neuropathologie van dit soort schade is goed beschreven door ons4 en anderen5,6,7. Kort, neuronale schade in de hippocampus is gebleken te zijn dosisafhankelijk met fluor-Jade kleuring op korte momenten na schade, dat wil zeggen, 24-48 h; terwijl het bruto atrofie en cavitatie heeft inclusief dunner worden van de interne capsule en de cortex gemeld één jaar na letsel6,7.
De meest betekenisvolle vertegenwoordiging van hersenfunctie wordt beoordeeld met behulp van gedragsmatige resultaat maatregelen na een experimentele hersenletsel. Echter, de overgrote meerderheid van FPI experimenten die gebruikmaken van gedrags resultaten maken maatregelen relatief vroeg, meestal van 1 tot 14 dagen na blessure. Met behulp van de methoden hier gedemonstreerd, dat sommige gedrags tekorten kunnen worden gedetecteerd uit tot 12 maanden na letsel1. Neurologische functie, bruto vestibulomotor functie en fijne motorische coördinatie werden beoordeeld op na letsel dagen (PID's) 1-3 en op 3, 6 en 12 maanden na de operatie, met behulp van een korte neurologische beoordeling (Neuroscore; gewijzigd van Schallert8), de Beam-evenwicht taak en de Beam-Walk taak9,10,11. Referentie- en werkgeheugen zijn beoordeeld met behulp van een werkversie van het geheugen van de Morris water maze1,12,13.

<table><tbody><tr><td>Sprague-Dawley ratten</td><td>Charles Rivers Laboratories 251 Ballardvale St Wilmington, MA 01887-1096 Telefoon: 800-522-7287</td><td>CD-IGS ratten, stamcode 001</td><td>mannetje, albino, 300-350g bij aankomst</td></tr><tr><td>Naam</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>Balansbalk</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balk</td><td>zelf gebouwd</td><td></td><td>hout, 25" l x 1" h x 3/4" w verzegeld met polyurethaanvernis</td></tr><tr><td>C-klem</td><td>Home Depot</td><td>1422-C</td><td>2 1/2"</td></tr><tr><td>barrière</td><td>Home Depot</td><td></td><td>styrofoam, 18" x 17 1/2"</td></tr><tr><td>tafel (voor zowel BB & BW)</td><td>generiek kantoorartikel</td><td></td><td>37" h x 30" w x 60" l</td></tr><tr><td>Naam</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>Loopbalk</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balk</td><td>zelf gebouwd</td><td></td><td>hout 38-1/2" l x 1-3/4" h x 1" w verzegeld met polyurethaanvernis (~ 37" van de grond)</td></tr><tr><td>ontsnappingsdoos</td><td>zelf gebouwd</td><td></td><td>hout geverfd zwart 12 1/2 " l x 9" h x 7-1/4" w</td></tr><tr><td>nagels (spelden)</td><td></td><td></td><td>2"</td></tr><tr><td>scharnieren</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>klemmen</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>witte ruismachine</td><td>San Diego Instruments 9155 Brown Deer Rd, Suite 8 San Diego, CA 92121 Telefoon: (858)530-2600</td><td></td><td>http://www.sandiegoinstruments.com/libraries/misc/datasheets/whitenoise.pdf</td></tr><tr><td>licht</td><td>Home Depot</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Naam</td><td>Bedrijf</td><td>Catalogusnummer</td><td>Opmerkingen</td></tr><tr><td>Morris Water Maze</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>fiberglas zwembad</td><td>fabrikant onbekend</td><td></td><td></td></tr><tr><td>(vergelijkbaar met een door SDI gemaakte)</td><td>San Diego Instruments</td><td>7000-0723</td><td>72" diameter x 30" diep (~ 500 gal)</td></tr><tr><td>plexiglas platform</td><td>handgemaakt door Maggie Parsley</td><td></td><td>10 cm diameter, 26" hoog met siliconen aangebracht op het oppervlak van het platform om een gripoppervlak te bieden</td></tr><tr><td>(vergelijkbaar met een door SDI gemaakte)</td><td>SDI</td><td>7500-0272</td><td></td></tr><tr><td>plexiglas dierenboxen met deksels</td><td>UTMB Machine Shop</td><td></td><td>2 dozen, 10" w x 16" L x 9" h</td></tr><tr><td>spot lights/ hittelampen</td><td>Home Depot</td><td></td><td>3 rond het zwembad, 2 boven de dozen om dieren te drogen</td></tr><tr><td>AnyMaze</td><td>San Diego Instruments 9155 Brown Deer Rd, Suite 8 San Diego, CA 92121 Telefoon: (858)530-2600</td><td>/9001</td><td>http://www.sandiegoinstruments.com/any-maze-video-tracking/</td></tr></tbody></table>

opsporen van gedrags tekorten in ratten na traumatisch hersenletsel

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

Met de toenemende incidentie van traumatische hersenenverwonding (TBI) in zowel civiele als militaire populaties, TBI wordt nu beschouwd als een chronische ziekte; echter hebben weinig studies onderzocht de langetermijneffecten van letsel in knaagdier modellen van TBI. Hier worden weergegeven zijn gedrags maatregelen die gevestigd in TBI onderzoek voor tijden vroeg na schade, zoals twee weken, tot twee maanden zijn. Sommige van deze methoden zijn eerder gebruikt op latere tijdstippen na letsel, omhoog tot één jaar, maar door weinig laboratoria. De methoden aangetoond hier een korte neurologische beoordeling om te testen reflexen, een Beam-evenwicht aan het testen van evenwicht, een Beam-wandeling voor het testen van balans en coördinatie van de motor, en een werkversie van het geheugen van de Morris water maze die kan gevoelig zijn voor tekorten in verwijst naar geheugen. Mannelijke ratten werden behandeld en vooraf getraind om neurologische, evenwicht, en motorische coördinatie test vóór parasagittal vloeistof percussie letsel (FPI) of sham schade ontvangen. Ratten kunnen worden getest op de korte neurologische beoordeling (neuroscore), de bundel-evenwicht, en de Beam-wandeling meerdere malen tijdens het testen van op het water labyrint kan alleen worden gedaan eenmaal. Dit verschil is omdat ratten de taak herinneren kunnen, dus daarmee de resultaten als herhaald testen wordt geprobeerd in hetzelfde dier. Bij het testen van één tot drie dagen na blessure, worden significante verschillen aangetroffen in alle drie niet-cognitieve taken. Verschillen in de Beam-Walk taak waren echter niet waarneembaar op latere tijdstippen (na 3 maanden). Tekorten zijn waargenomen bij 3 maanden in de Beam-balans en bij 6 maanden in de neuroscore. Tekorten in het werkgeheugen zijn aangetroffen uit tot 12 maanden na verwonding, en een tekort in een referentie-geheugen verscheen voor het eerst op 12 maanden. Zo kunnen gedrags standaardtests nuttige maatregelen van permanente gedrags tekorten na FPI.

Het doel van de gedragsmatige tests die hier gepresenteerd is om op te sporen van functionele tekorten bij ratten na traumatisch hersenletsel. Vier specifieke tests worden gepresenteerd die detecteren van tekorten in gedrag aan de schade aan specifieke hersengebieden soms uit te breiden tot één jaar na blessure.

Opsporen van gedrags tekorten in ratten na traumatisch hersenletsel

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

Het algemene doel van de hier gepresenteerde gedragstest is het detecteren van functionele tekortkomingen bij ratten na traumatisch hersenletsel. Er zullen vier verschillende testen worden gepresenteerd die tekortkomingen in respectievelijk de neurologische of cognitieve functie detecteren. Deze methoden kunnen helpen bij het beantwoorden van kernvragen in het veld van onderzoek naar hersenletsel, zoals welke hersengebieden na een letsel beschadigd zijn of dat een experimentele behandeling effectief is of niet.De belangrijkste voordelen van deze technieken zijn dat ze in veel laboratoria goed zijn gevestigd en bewezen reproduceerbaar zijn, evenals gevoelig voor verschillende typen hersenletsel, zoals blastletsel en beroerte. Deze technieken dragen bij aan een verder begrip van hoe traumatisch hersenletsel de neurologische en cognitieve functies beïnvloedt, evenals aan het testen van experimentele behandelingen bij ratten. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met de methode problemen ondervinden door onvoldoende ervaring met het hanteren van ratten en het niet toestaan van voldoende tijd voor de acclimatisatie van de ratten voorafgaand aan de training en het testen.Dit is nodig om de rat te kalmeren, zodat de testperiode effectiever verloopt. Begin de training met de forelimb flexion test door de rat bij de staart op te tillen en deze ongeveer zes tot 12 inch boven het tafeloppervlak te houden. Observeer of de rat de voorpoten strekt of buigt.Noteer de aanwezigheid van flexie met een één of de afwezigheid van flexie met een nul op het scoreformulier. Til voor de flexietest van de achterpoten de rat vervolgens opnieuw bij de staart op en houd deze ongeveer 15 tot 30 cm boven het tafeloppervlak. Observeer of de rat de achterpoten strekt of buigt, en noteer de aanwezigheid van flexie met een één of de afwezigheid van flexie met een nul.Til voor de volgende test de rat aan de staart op en laat deze langzaam zakken naar de rand van de tafel, totdat de neus ongeveer 10 centimeter van de rand af is. Beweeg de rat langzaam naar de rand toe zonder dat de snorharen de rand raken. Observeer of de rat de voorpoten uitstrekt in de richting van de tafel.Scoor de aanwezigheid of afwezigheid van uitgestrekte voorpoten. Houd vervolgens, voor de contactgetriggerde plaatsingstest, de rat vast met het lichaam en de hand parallel aan de rand van de tafel en de voorpoten vrij. Laat de rat langzaam naar de rand van de tafel zakken tot de snorharen aan één zijde de rand van de tafel raken.Observeer of de rat de voorpoot aan dezelfde zijde als de snorharen die de tafel raken, onmiddellijk na het contact van de snorharen, uitstrekt in de richting van de tafelrand. Score de aanwezigheid of afwezigheid van het reiken naar de tafel. Houd voor de test van de grijpreflex van de achterpoot ten slotte de rat in één hand vast, waarbij de duim en wijsvinger rond de borst onder de voorpoten zijn geplaatst.Raak de palm van elke achterpoot voorzichtig aan met een wijsvinger. Observeer of de rat de wijsvinger vastgrijpt en score de aanwezigheid of afwezigheid van deze grijpreflex. Begin 24 uur na de operatie met de beam-balance test door de rat op de balk te plaatsen en de timer te starten.Observeer de rat nauwgezet gedurende 60 seconden en noteer de score op het werkblad. Laat de rat tussen de tests door kort rusten, ofwel op de arm van de experimentator of in de thuiskooi. Begin met het plaatsen van de rat gedurende één minuut in de doelbox.Verwijder de rat na één minuut en start de trial door het licht en de witte ruis in te schakelen. Plaats de rat op de balk bij het gat voor de pen dat zich het dichtst bij het doelvak bevindt, en laat de rat het doelvak betreden. Zodra de voorpoten van de rat de drempel van het doelvak overschrijden, schakelt u onmiddellijk de licht- en geluidsbronnen uit om het einde van de trial te markeren.Laat de rat tussen elke trial 30 seconden rusten in de doelbox. Herhaal de beam-walk training één keer bij elke penlocatie en vanuit de startpositie. Plaats de pennen in de gaten en voer één volledige beam-walk uit met de pennen op hun plaats.Gebruik vervolgens een stopwatch om elke poging te timen en herhaal dit tot de rat drie pogingen in minder dan vijf seconden heeft voltooid. Test de rat 24 uur na de operatie op de beam-walk met de volledige balk inclusief de pinnen. In de ruimte zijn visuele aanwijzingen geplaatst die als oriëntatiepunten dienen, zodat de rat de locatie van het verborgen platform kan leren en onthouden.Begin de eerste proef door de software voor videotracken te openen en het juiste protocol te laden, inclusief de kaart van het waterdoolhof met de locaties van het platform, de zwemafstand, het aantal proeven, het aantal dieren en de behandelingsgroepen. Plaats het platform op de toegewezen locatie en controleer of dit overeenkomt met de kaart in de software. Plaats vervolgens de rat in het bassin, met de snuit naar de wand op de toegewezen locatie, en start onmiddellijk de timer van het trackingprogramma en/of de stopwatch.Geef de rat 120 seconden de tijd om het platform te vinden. Wanneer de rat het platform vindt, stop dan de stopwatch en noteer de tijd op het werkblad. Let op: als de rat het platform niet vindt, leid hem dan handmatig naar het platform en noteer 120 seconden.Laat de rat tussen de proeven door 15 seconden op het platform blijven. Plaats de rat na de tweede proef gedurende vier minuten in de verwarmde behuizing. Verplaats ten slotte het platform naar de tweede locatie en controleer of deze overeenkomt met de kaart in de software.Herhaal de procedures van proef één en twee totdat alle vier de combinaties van startlocatie en platform zijn voltooid. De resultaten van de neuroscore-procedure tonen zowel de potentie voor fout-positieven op dag nul, voorafgaand aan de chirurgie, als de gevoeligheid van deze test om kleine verschillen in de TBI-groep te detecteren, zodanig dat dag nul verschilt van dag één, twee en drie. De resultaten van de beam-balance tonen de gevoeligheid van de beam-balance-test voor tekortkomingen kort na het letsel en op een tijdstip langer na het letsel.De resultaten van de beam-walktest wezen op tekortkomingen kort na het letsel. Zes maanden na het letsel waren er echter geen significante verschillen meer tussen de groepen, wat suggereert dat er herstel heeft plaatsgevonden in de beschadigde groep. Bovendien werden tekortkomingen in het werkgeheugen aangetoond drie maanden na het letsel, terwijl zowel het werkgeheugen als het referentiegeheugen tekortkomingen vertoonden 12 maanden na het letsel.Het is belangrijk om de ratten te laten wennen aan hantering en ze voor te trainen voor de neuroscore-, beam-walk- en beam-balance-testen. Zodra deze beheerst zijn, kan de korte neurologische beoordeling snel en zonder gespecialiseerde apparatuur worden uitgevoerd. Na de neuroscore-, beam-balance- en beam-walk-procedures kunnen verschillende versies van het waterdoolhof worden gebruikt, evenals andere gedragsparadigma's, zoals de novel object recognition test, om aanvullende vragen met betrekking tot leren en geheugen te beantwoorden.Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe neurologische en cognitieve tekorten kunnen worden gedetecteerd met behulp van gedragsmatige metingen. Acclimatisatie aan hantering, pre-training en consistentie bij het uitvoeren van gedragsexperimenten zijn allemaal van cruciaal belang.

detecting-behavioral-deficits-in-rats-after-traumatic-brain-injury

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

De gewijzigde gewichtsdruppeltechniek is een eenvoudige, kosteneffectieve procedure die wordt gebruikt voor het induceren van milde traumatische hersenschade bij jonge ratten. Deze nieuwe techniek produceert klinisch relevante symptomen die de studie van milde traumatische hersenschade (mTBI) en hersenschudding zullen bevorderen.

A Novel model van Mild Traumatic Brain Injury voor jonge ratten

We hebben aangetoond dat de innesteling van een micro-elektrode in de motorschors van ratten onmiddellijke en duurzame motor tekorten veroorzaakt. De methoden voorgesteld hierin overzicht een micro-elektrode implantatie chirurgie en drie knaagdier gedrags taken ophelderen van eventuele veranderingen in de fijne of grove motorische functie als gevolg van de implantatie-veroorzaakt schade aan de motorische cortex.

Knaagdier gedrags testen om te beoordelen van functionele tekorten veroorzaakt door micro-elektrode inplanting in de motorschors Rat

Het algemene doel van deze procedure is het verkrijgen van kwantitatieve microstructurele informatie van de Hippocampus in een rat met milde traumatische hersenletsel. Dit wordt gedaan met behulp van een geavanceerde diffusie-gewogen magnetische resonantie imaging protocol en regio-of-interest gebaseerde analyse van parametrische diffusie kaarten.

Geavanceerde diffusie beeldvorming in de hippocampus van ratten met mild traumatisch hersenletsel

Het doel van deze studie is het vaststellen en valideren van een diermodel voor onderzoek in de herstel-en sequela stadia van hersen ischemie door het testen van herseninfarct en sensorimotorische functie na de middelste cerebrale slagader occlusion/reperfusie (MCAO/R) na 1-90 dagen bij ratten.

Een preklinisch model om hersen herstel na acute beroerte bij ratten te beoordelen

Traumatisch hersenletsel (TBI) wordt vaak geassocieerd met geheugenstoornissen. Hier presenteren we een protocol om het ruimtelijk werkgeheugen na TBI te beoordelen via een metrische taak. Een metrische test is een nuttig hulpmiddel om ruimtelijke werkgeheugenstoornissen na TBI te bestuderen.

Een metrische test voor het beoordelen van ruimtelijk werkgeheugen bij volwassen ratten na traumatisch hersenletsel

Het huidige protocol beschrijft een rattenmodel van door vloeistofpercussie geïnduceerd traumatisch hersenletsel, gevolgd door een reeks gedragstests om de ontwikkeling van dominant en onderdanig gedrag te begrijpen. Het gebruik van dit model van traumatisch hersenletsel in combinatie met specifieke gedragstests maakt de studie van sociale stoornissen na hersenletsel mogelijk.

Beoordeling van dominant-onderdanig gedrag bij volwassen ratten na traumatisch hersenletsel

Hier wordt gedemonstreerd hoe een wakker gesloten-hoofdletselmodel kan worden gebruikt voor het onderzoeken van de effecten van herhaald licht traumatisch hersenletsel (r-mTBI) op synaptische plasticiteit in de hippocampus. Het model repliceert belangrijke kenmerken van r-mTBI bij patiënten en wordt gebruikt in combinatie met in vitro elektrofysiologie.

Het beoordelen van veranderingen in synaptische plasticiteit met behulp van een wakker gesloten-hoofdletselmodel van mild traumatisch hersenletsel

Er wordt een systeem gepresenteerd voor het verkrijgen van gegevens van zelf geïnitieerde individuele gedragssessies binnen een sociale koloniekooi. De werkzaamheid van dit systeem wordt aangetoond met behulp van een geautomatiseerde beoordeling van het bereik van vaardigheden, waardoor motorische stoornissen na een beroerte, mogelijke gedragsveranderingen in verband met motivatie, circadiane variaties en andere innovatieve afhankelijke variabelen kunnen worden gekarakteriseerd.

Het verzamelen van zelfgeïnitieerde gedragsgegevens van ratten om tekorten na een beroerte te karakteriseren

Hier presenteren we een ratmodel met gesloten hoofd en de validatie ervan die een opmerkelijke gelijkenis vertoont met menselijke mTBI met betrekking tot gedragsmanifestaties tijdens de acute en subacute stadia.

Rattenmodel van licht traumatisch letsel met gesloten hoofd en de validatie ervan

Dit protocol presenteert een gemodificeerd muismodel van repetitief mild traumatisch hersenletsel (rmTBI) geïnduceerd via een closed-head injury (CHI)-methode. De aanpak omvat een verdund schedelvenster en vloeibare percussie om de ontsteking die vaak wordt veroorzaakt door blootstelling aan hersenvliezen te verminderen, samen met verbeterde reproduceerbaarheid en nauwkeurigheid bij het modelleren van rmTBI bij knaagdieren.

Gemodificeerd muismodel van repetitief mild traumatisch hersenletsel met een verdund schedelvenster en vloeibare percussie

Leer gedragstests voor het opsporen van neurologische en cognitieve tekorten bij ratten na traumatisch hersenletsel. Deze methoden evalueren behandelingseffectiviteit en herstelprocessen.

Opsporen van gedrags tekorten in ratten na traumatisch hersenletsel

Meer video's verkennen