Elektrofizjologiczne oszacowanie liczby jednostek motorycznych (MUNE) mierzące złożony potencjał czynnościowy mięśni (CMAP) w mięśniach kończyn tylnych myszy

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest oszacowanie liczby funkcjonalnych jednostek motorycznych unerwiających mięśnie tricepsa Siri u myszy in vivo. Osiąga się to poprzez pierwszy pomiar maksymalnej amplitudy cmap z mięśni tricepsa Siri. W drugim kroku uzyskuje się 10 submaksymalnych odpowiedzi przyrostowych, które są następnie uśredniane, aby uzyskać średnią amplitudę potencjału czynnościowego pojedynczej jednostki motorycznej.

Następnie amplituda cmap jest dzielona przez średnią amplitudę SUP. W celu obliczenia muni, wyniki pozwalają oszacować in vivo liczbę funkcjonalnych jednostek motorycznych unerwiających mięśnie tricepsa kończyny. Technika elektrofizjologicznego szacowania liczby jednostek motorycznych lub muni może być wykorzystana do zbadania przedklinicznych terapii zaburzeń lub urazów obwodowego układu nerwowego.

Po raz pierwszy wpadliśmy na pomysł tej metody, badając mysi model rdzeniowego zaniku mięśni Delta seven. W tym modelu prezentuje się z ciężkim fenotypem, dlatego musieliśmy zbadać nowonarodzoną mysz. W związku z tym technika ta może być stosowana zarówno u nowonarodzonych myszy, jak i u myszy dorosłych.

Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie dla uzyskania powtarzalnych odpowiedzi przyrostowych, które pozwolą na dokładne oszacowanie liczby funkcjonalnych jednostek motorycznych. Główną zaletą tej techniki w porównaniu z innymi metodami pomiarów muni i myszy, takimi jak te, które opierają się na przyrostowych pomiarach siły, jest to, że technika ta jest minimalnie inwazyjna i może być powtarzana w czasie. Zdolność do przeprowadzania klinicznie istotnych, wiarygodnych i powtarzających się ocen integralności jednostek motorycznych w modelach choroby neuronu ruchowego i uszkodzenia nerwów obwodowych zwiększa potencjał translacyjny tych modeli i zwiększa nasze zrozumienie determinantów utrzymania i zdrowia jednostek motorycznych.

Aby wykonać zapisy cmap i muni, umieść aktywną elektrodę pierścieniową na skórze, nakładając na bliższą część kończyny tylnej, mięsień żołądkowy znieczulonej myszy. Następnie umieść referencyjną elektrodę pierścieniową na skórze nad środkową częścią śródstopia stopy, aby zmniejszyć impedancję, pokryj skórę i pozostałe włosy pod elektrodami pierścieniowymi żelem, aby zmaksymalizować kontakt elektrody ze skórą. Unikaj nadmiernego nakładania żelu elektrodowego, ponieważ może to spowodować powstanie mostka elektrycznego między elektrodami i uniemożliwić dokładny zapis w celu stymulacji nerwu kulszowego.

Włóż izolowaną igłę monopolarną o rozmiarze 28 jako katodę w bliższą kończynę tylną. Unikaj wkładania elektrod stymulujących zbyt blisko nerwu kulszowego lub dwóch głęboko, ponieważ może to uszkodzić nerw kulszowy lub inną strukturę. Włóż kolejną izolowaną igłę monopolarną o rozmiarze 28 jako anodę, bardziej proksymalnie w tkance podskórnej pokrywającej kość krzyżową Następnie umieść jednorazową elektrodę powierzchniową jako elektrodę masową na przeciwległej kończynie tylnej lub ogonie.

W tej procedurze uzyskaj odpowiedzi cmap kulszowej poprzez stymulację nerwu kulszowego impulsami fali prostokątnej o długości 0,1 milisekundy. Czas trwania. Uzyskaj odpowiedzi cmap ze wzrostem intensywności bodźca od jednego do 10 miliamperów, aż amplituda odpowiedzi przestanie rosnąć. Aby zapewnić super maksymalną stymulację, zwiększ stymulację do około 120% intensywności bodźca użytego do uzyskania maksymalnej odpowiedzi i dodatkowej odpowiedzi.

Jeśli nie ma dalszego wzrostu rozmiaru cmap, zapisz tę odpowiedź jako maksymalną wartość cmap. Następnie zapisz amplitudy cmap od linii podstawowej do szczytu i od szczytu do szczytu w miliwoltach. Aby określić średni rozmiar SUP, użyj techniki stymulacji przyrostowej, dostarczając stymulację submaksymalną przy jednoczesnym zwiększaniu intensywności w krokach co 0,03 miliampera, aby uzyskać minimalne odpowiedzi "wszystkie lub żadne".

Jeśli początkowa reakcja nie wystąpi przy intensywności bodźca od 0,21 miliampera do 0,70 miliampera, dostosuj pozycję katody stymulującej bliżej lub dalej od pozycji nerwu kulszowego w bliższej części uda. Uzyskaj początkową odpowiedź przyrostową pokazaną tutaj. Upewnij się, że opóźnienie ujemnego piku odpowiedzi przyrostowej jest w przybliżeniu wyrównane z ujemnym szczytem poprzednio uzyskanej maksymalnej odpowiedzi cmap.

Upewnij się, że odpowiedź jest stabilna i bez frakcjonowania, obserwując trzy spójne reakcje przyrostowe w czasie rzeczywistym i upewnij się, że amplituda wynosi co najmniej 25 mikrowoltów. Następnie uzyskaj drugi przyrost, upewniając się, że przyrost jest stabilny i bez frakcjonowania poprzez super nałożenie trzech odpowiedzi przyrostowych w czasie rzeczywistym. Drugi przyrost powinien być wizualnie wyraźny i co najmniej 25 mikrowoltów większy niż poprzednia odpowiedź.

Następnie uzyskaj trzecią odpowiedź przyrostową, upewniając się, że przyrost jest stabilny i bez frakcjonowania. Podobnie jak w przypadku pokazanej wcześniej drugiej odpowiedzi przyrostowej, trzeci przyrost powinien być wizualnie odrębny i mieć amplitudę co najmniej 25 mikrowoltów większą niż druga odpowiedź. Kontynuuj uzyskiwanie odpowiedzi przyrostowych w ten sposób, aż zostanie zarejestrowanych łącznie 10 odpowiedzi przyrostowych.

Oceń przyrosty, aby upewnić się, że amplituda każdej pojedynczej odpowiedzi przyrostowej jest mniejsza niż jedna trzecia sumy wszystkich 10 przyrostów. Następnie użyj 10 wartości przyrostowych, aby uzyskać średnią amplitudę SUP. Pokazane są obliczone wartości dla 10 odpowiedzi przyrostowych.

Średni rozmiar SUP jest określany poprzez uśrednienie 10 przyrostów lub po prostu podzielenie końcowego przyrostu przez 10. Następnie oblicz muni, dzieląc maksymalną amplitudę cmap między pikami przez średnią amplitudę SM. Aby zilustrować zastosowanie tych technik, zbadaliśmy wpływ zmiażdżenia nerwu kulszowego na funkcję jednostki motorycznej.

Na tym rysunku porównano odpowiedzi u dorosłej myszy kontrolnej i dorosłej myszy 11 tygodni po zmiażdżeniu nerwu kulszowego, bez różnic w czułości między nagraniami. Po zmiażdżeniu nerwu kulszowego muni jest znacznie zmniejszone przy 50 szacowanych funkcjonalnych jednostkach motorycznych w porównaniu z normalnym wynikiem 278 funkcjonalnych jednostek motorycznych u myszy kontrolnej. W przeciwieństwie do tego, amplituda cmap u zmiażdżonego zwierzęcia wykazuje tylko łagodne zmniejszenie w porównaniu z kontrolą z powodu kiełkowania bocznego.

Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wykonać szacowanie liczby jednostek motorycznych w tylnej kończynie myszy, mięśniach i vivo Po opanowaniu tej techniki można zwykle wykonać w mniej niż 20 minut, jeśli jest wykonywana prawidłowo. Mamy nadzieję, że ta wizualna demonstracja protokołu doprowadzi do powszechnego przyjęcia tej ważnej techniki, co naszym zdaniem doprowadzi do poprawy niezawodności międzylaboratoryjnej i skutecznego przełożenia odkryć laboratoryjnych na skuteczne terapie w klinice.