Istnieje wiele modeli uszkodzeń nerwów obwodowych, ale jednym z nich, który wyróżnia się w badaniu neuronów ruchowych, jest model aksotomii nerwu twarzowego. Nerw twarzowy, znany również jako nerw czaszkowy VII, pochodzi z mostu i unerwia mięśnie mimiczne1,2. W tym protokole chirurgicznym nerw twarzowy jest odsłonięty przy wyjściu z otworu rylcowo-sutkowego i przecięty lub zmiażdżony. Ciężkość uszkodzenia nerwów można sklasyfikować zgodnie z klasyfikacją Sunderland3, która różnicuje uraz na podstawie nienaruszoności aksonów, endoneurium, perineurium i epineurium, które są warstwami tkanki łącznej, które sekwencyjnie owijają się wokół wiązek aksonów. W urazie zmiażdżenia (axonotmesis) aksony są odcięte, ale krocze i epineurium są zachowane. Całkowite funkcjonalne wyzdrowienie po zmiażdżeniu nerwu twarzowego następuje po około 11 dniach, ponieważ nienaruszona osłonka nerwowa służy jako przewód, w którym aksony odrastają4,5. Z drugiej strony w urazie ciętym (nerwica) aksony i wszystkie 3 warstwy tkanki łącznej są odcięte, a cały nerw dystalny musi odrosnąć, aby przywrócić unerwienie mięśni. Chirurgiczne ponowne połączenie epineurium jest często wykonywane u ludzi z urazami przecięcia nerwu, jednak wyniki rekonwalescencji rzadko są optymalne. Potrzebne są dalsze badania, aby zrozumieć, dlaczego nerw nie odrasta do swojego celu i jakie terapie można zastosować, aby poprawić i przyspieszyć proces regeneracji.
Istnieje wiele zalet badania uszkodzeń nerwów za pomocą modelu aksotomii nerwu twarzowego. Po pierwsze, procedura aksotomii nerwu twarzowego jest szybka, łatwa i wysoce powtarzalna; Wynikający z tego paraliż mięśni twarzy nie wpływa na funkcje życiowe i jest dobrze tolerowany przez zwierzę. Ponieważ jest to model uszkodzenia nerwu czaszkowego, badanie ciał komórkowych neuronów ruchowych jest uproszczone, ponieważ neurony ruchowe znajdują się w stosunkowo jednorodnej populacji w jądrze ruchowym twarzy w moście. Populacja różni się w zależności od wzorca subjądrowego w jądrze ruchowym twarzy, ponieważ istnieje siedem podjąder, z których każde jest specyficzne dla unerwienia określonej grupy mięśni, więc różnice subjądrowe w odpowiedzi na aksotomię mogą wpływać na wyniki2,6,7.
Główną zaletą modelu uszkodzenia nerwu twarzowego jest to, że nieaksotomizowana strona może służyć jako sparowana kontrola wewnętrzna, ponieważ unerwienie nerwu jest wysoce symetryczne i nie ma przesłuchu między jądrami ruchowymi twarzy8. Kolejną zaletą stosowania tej metody chirurgicznej jest brak bezpośredniego urazu OUN lub przerwania bariery krew-mózg9. Powikłania, takie jak nadmierne krwawienie i infekcja, są rzadkie w przypadku tej procedury.
Można przeprowadzić różne analizy, aby ocenić fizjologiczną reakcję na uszkodzenie nerwów. Odzyskanie odruchu mrugania oczami i aktywności wąsów może być wykorzystane jako behawioralna miara powrotu do zdrowia funkcjonalnego10,11. Wideorejestracja aktywności wibrysów jest obecnie najpotężniejszą metodą wykrywania odzyskiwania unerwienia nerwu twarzowego12,13. Po eutanazji można przeprowadzić analizę histologiczną pnia mózgu na ciałach komórek neuronów ruchowych w jądrze ruchowym twarzy. Jądro ruchowe twarzy jest podzielone na siedem podjąder, z których każde jest specyficzne dla określonych mięśni twarzy, co pozwala na zróżnicowane badanie reakcji na uraz2,6. Neurony ruchowe twarzy można policzyć w celu ilościowego określenia przeżycia komórek lub immunohistochemię można wykorzystać do identyfikacji biomarkerów i określonych populacji komórek14. Jądro ruchowe twarzy można dokładnie zmikrodypreparować za pomocą wychwytu laserowego w celu analizy molekularnej odpowiedzi komórkowej na uszkodzenie nerwów15,16. Wpływ aksotomii nerwu twarzowego można analizować w korze ruchowej17,18. Nerw można również wypreparować w celu zbadania zwyrodnieniaWallera19 lub regeneracji aksonów20, a mięśnie można usunąć w celu zbadania połączeń nerwowo-mięśniowych21. Aksotomia nerwu twarzowego może być również wykorzystana do badania towarzyszących komórek glejowych ośrodkowych i obwodowych22, mięśni docelowych21 i odpowiedzi układu odpornościowego23. Chociaż wiele osiągnięto w badaniach nad modelem aksotomii nerwu twarzowego24, konieczne są dalsze badania nad uszkodzeniem nerwów obwodowych, ponieważ uszkodzenie nerwów jest poważnym problemem dla pacjentów, a obecne metody leczenia nie przynoszą optymalnych wyników. Model ten jest potężnym narzędziem do badania fizjologicznej reakcji na uszkodzenie nerwów i analizowania skuteczności terapii regeneracyjnych nerwów.