Język zapewnia niezbędne wsparcie dla przeżuwania, deglutition, wyczuwania smaku i mówienia. Obecność muskulatury zewnętrznej i wewnętrznej, z wyraźnym unerwieniem i anatomią/funkcją, stanowi o wyjątkowości tego hydrostatu mięśniowego. Ostatnie postępy w technikach obrazowania dostarczyły bardziej szczegółowego obrazu jego złożonej anatomii1. Zmniejszona funkcjonalność języka, atrofia języka, dysfagia i wady wymowy są również częstymi objawami stanów miopatycznych, takich jak Parkinson2, stwardnienie zanikowe boczne (ALS)3, dystrofia miotoniczna (MD)4 i inne miopatie.
Zmiany w składzie mięśni związane z powszechnymi stanami chorobowymi wpływają na mechaniczne i lepkosprężyste właściwości języka. Na przykład analiza funkcjonalna siły języka ujawniła zmiany we właściwościach skurczowych związane ze starzeniem się5,6, hypoxia7,8 i otyłość9,10. W przypadku dystrofii mięśniowej zwiększone zwłóknienie prowadzi do większej sztywności mięśni, co przekłada się na mniejszą podatność na deformację, gdy stosowany jest protokół deformacji Lissajousa11. I odwrotnie, zmiany w zawartości tkanki tłuszczowej w mięśniach, takie jak te udokumentowane u otyłych pacjentów, zmieniają zarówno metabolic12, jak i właściwości mechaniczne mięśni szkieletowych13,14 i przewiduje się, że zwiększają podatność mięśni na deformację. Zwiększona ilość tłuszczu na języku koreluje również z rozwojem obturacyjnego bezdechu sennego (OBS) u ludzi17 poprzez zwiększenie objętości języka do punktu częściowego niedrożności górnych dróg oddechowych (bezdechu)15,16. Podobnie jak u ludzi, infiltracja tłuszczu na języku została udokumentowana u otyłych szczurów Zuckera10, co sugeruje, że model ten jest cennym narzędziem do badania wpływu naciekania tłuszczu na fizjologię języka.
Pomiar siły działania języka wymaga delikatnych technik chirurgicznych w celu wyizolowania i obustronnej stymulacji nerwów podjęzykowych17,18. Takie techniki zostały wcześniej opisane w rats5,17,19,20, rabbits21 i humans22,23, ale z ograniczonymi pomocami wizualnymi dla badacza. Ze względu na jej wysoce techniczny charakter, dostępność szczegółowego protokołu znacznie poprawiłaby dostępność i odtwarzalność tej techniki. Celem naszego eksperymentalnego paradygmatu jest zilustrowanie ważnej i wiarygodnej techniki pomiaru siły i właściwości lepkosprężystych języka w modelu szczurzym. Aby to osiągnąć, szczur jest znieczulany, nerwy podjęzykowe są odsłaniane, a tchawica jest kaniulowana, aby zapewnić swobodny dostęp do języka zwierzęcia. Pętla do szwów łączy następnie czubek języka z przetwornikiem siły, zdolnym do kontrolowania zarówno siły, jak i długości, podczas gdy dwie bipolarne elektrody hakowe stymulują nerwy podjęzykowe w celu wywołania skurczu języka. Po zakończeniu pomiaru siły, możliwości kontroli długości przetwornika siły są wykorzystywane do szybkiej zmiany długości języka, zgodnie z protokołem sinusoidalnym o stałej amplitudzie (krzywe Lissajousa), czasie trwania i częstotliwości, co pozwala na określenie jego właściwości lepkosprężystości11,24. Protokół poprowadzi badacza przez kolejne etapy sekcji, umiejscowienie zwierzęcia na platformie doświadczalnej, rozmieszczenie elektrod, a na końcu do pozyskiwania i analizowania danych dotyczących siły i lepkosprężystości.