Name: Ocena funkcjonalnego przywrócenia aktywności eupeicznej przepony po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym u szczurów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-14T14:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 9 s
Description: Poznaj metodę oceny przywrócenia aktywności przepony po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego C2 u szczurów. Technika EMG pozwala badać neuroplastyczność i rolę sygnałowania BDNF w regeneracji.

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

Autorzy powołują się na źródło finansowania NIH (NIH R01HL146114).

Standardized Evaluation of DIAm EMG Post-C2SH in Rats to Minimize Variability

Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.

C2 półkrwioczaszka Procedura opisana w tym artykule kładzie nacisk na ocenę aktywności DIAm EMG, która służy jako walidacja zmiany rdzeniowejC2, która przecina boczne i brzuszne funiculi, oszczędzając jednocześnie funiculi grzbietowe (ryc. 2A). Proponowane podejście chirurgiczne ma dwie główne zalety. Po pierwsze, oszczędza grzbietową funiculi, która zachowuje funkcję ambulatoryjną u szczurów, jednocześnie odcinając ipsilateralne wejścia do frenicznych neuronów ruchowych. Po drugie, monitorując DIAm EMG, możemy zweryfikować skuteczność zmianyC2 w eliminowaniu eufneicznej aktywności iDIAm EMG początkowo podczas operacji, podczas gdy zwierzęta są znieczulane. W 3 dniu po urazie, gdy zwierzęta są znieczulane, sprawdzamy, czy rzeczywiście trwa wyciszanie eufneicznego iDIAm EMG. Wcześniej wykazano, że bodźce pobudzające rVRG na przeponowe neurony ruchowe i ekspresja receptora NMDA w frenicznych neuronach ruchowych są zmniejszone w ciągu 3 do 7 dni po urazie i że zarówno glutaminergiczny wkład synaptyczny, jak i ekspresja receptora NMDA wzrastają w czasie po 7 dniach po urazie33,42. Dane te,w połączeniu z histologicznym potwierdzeniem zmianyC2 10,13,29,30,33, sugerują, że ciągła bezczynność w znieczuleniu w 3 dniu po urazie dostarcza informacji o skuteczności początkowego C2SH. We wszystkich badaniach przeprowadzonych w ciągu wielu lat, stosunkowo stabilne wskaźniki spontanicznego powrotu do zdrowia w znieczuleniu między 30% -40% zaobserwowano 14 dni po C 2 SH 18,19,20,29,31,43, co sugeruje, że ta metoda weryfikacji sukcesu C2SH jest powtarzalna i wiarygodna.
Procedura C2SH składa się z kilku krytycznych etapów. Co ważne, proponowany tu model C2SH oszczędza funiculi grzbietowe, a co za tym idzie nie prowadzi do deficytów motorycznych kończyn. W pełnych modelach hemisekcji rdzenia kręgowego C2 obejmujących funicular grzbietowy deficyty motoryczne kończyn są znacznie większe 3,4,5,6,7,37. Tak więc dodatkową zaletą modeluC2SH (ryc. 2A) jest to, że oprócz wyciszenia aktywności eupneicznego iDIAm EMG u znieczulonych szczurów z uszkodzeniemC2, szczury są funkcjonalnie podobne do szczurów po pozorowanej laminektomii pod względem poruszania się i innych funkcji. W związku z tym są na ogół w stanie samodzielnie się odżywiać i pielęgnować, co zmniejsza obciążenie związane z opieką, a jednocześnie umożliwia badania nad kontrolą neuromotoryczną DIAm i neuroplastycznością układu oddechowego. Aby zapewnić prawidłowe wdrożenie modelu C2, należy zachować szczególną ostrożność, aby uniknąć nadmiernych uszkodzeń. Wkładanie noża preparacyjnego tuż poniżej miejsca, w którym korzeń grzbietowy wchodzi do rdzenia kręgowego i oszczędne przecinanie części brzusznej to pomocne zasady. Celem jest zapewnienie, że aktywność eufneicznego iDIAm EMG ustaje; W razie potrzeby można to zrobić za pomocą wielu małych nacięć. Rzeczywiście, w ciągu tygodnia następującego po C2SH stanie się jasne, czy doszło do nadmiernego uszkodzenia rdzenia kręgowego, jeśli zwierzęta mają trudności z poruszaniem się i sięganiem po granulki pokarmu.
Umiejscowienie elektrod i zapisy EMG Przewlekłe elektrody DIAm EMG mają kilka wyraźnych zalet w porównaniu z innymi podejściami. Elektrody mogą (i powinny) być wszczepiane na kilka dni przed zabiegiemC2SH, co daje wystarczająco dużo czasu na rekonwalescencję i nie wymaga laparotomii iC2SH podczas tej samej sesji chirurgicznej. Jest to ważne, ponieważ powszechnie przyjmuje się, że laparotomia powoduje zahamowanie DIAm35,36. Dzięki wszczepieniu przewlekłych elektrod DIAm nie ma również potrzeby wielokrotnego laparotomii, które były wykonywane we wcześniejszych pracach 10,13; istnieje również zmniejszone ryzyko wystąpienia odmy opłucnowej, ponieważ elektrody nie są wprowadzane do DIAm podczas każdej sesji. Jednak w wyniku umieszczenia elektrod może wystąpić kilka potencjalnie poważnych zdarzeń niepożądanych. Chociaż ryzyko wystąpienia odmy opłucnowej jest zmniejszone poprzez unikanie wielokrotnego wprowadzania elektrod, nie jest ono całkowicie zniwelowane, a odma opłucnowa może wystąpić, powodując natychmiastową śmierć lub długotrwałe problemy. Aby zmniejszyć to ryzyko, najlepszą praktyką jest upewnienie się, że igła przewlekana przez DIAm nie przebija górnej powierzchni DIAm. Ponadto należy unikać używania ostrych kleszczy, które mogą spowodować uszkodzenie DIAm podczas manipulowania drutami elektrody. Czasami szczury mogą żuć szwy na brzuchu, potencjalnie patrosząc się, jeśli zostaną pozostawione same sobie. Szczury należy obserwować w regularnych odstępach czasu po umieszczeniu elektrod, aby wcześnie wykryć tego typu zachowania. W niektórych przypadkach możliwe jest znieczulenie szczurów w celu naprawy uszkodzeń szwów. Najlepiej jednak, jeśli takie zachowanie zostanie złagodzone poprzez zapewnienie odpowiedniej ulgi w bólu w trakcie i po operacji oraz poprzez zapewnienie, że sterylne pole nie zostanie naruszone podczas operacji. W skrajnych przypadkach może być konieczna eutanazja szczurów, które wielokrotnie zdejmują szwy.
Rejestrowanie i analiza sygnałów EMG nie jest głównym celem niniejszego badania i jest w dużym stopniu zależna od konkretnego sprzętu i oprogramowania dostępnego w każdym laboratorium. Chociaż informacje o sprzęcie znajdują się w Tabeli Materiałów, istnieje wiele różnych opcji sprzętowych do wzmacniania i rejestrowania aktywności EMG, a szczegóły będą zależeć od mieszanki funkcji, dostępności i przystępności cenowej dla każdego laboratorium. Istnieją jednak pewne ogólne zasady rejestrowania EMG, o których warto wspomnieć. Jednym z potencjalnych problemów jest przemieszczanie się lub niszczenie wszczepionych elektrod, co może ograniczać ilościowe oceny DIAm EMG. Jeśli elektrody odsunęły się od DIAm lub jeśli szczurom udało się skonsumować lub w inny sposób uszkodzić zewnętrzne przewody, rejestracja aktywności EMG może nie być możliwa lub poziom hałasu może ulec zmianie. Można tego uniknąć, potwierdzając, że elektrody są mocno zamocowane w DIAm, a sygnał o wysokim stosunku sygnału do szumu (SNR) może być z nich zarejestrowany podczas operacji umieszczenia elektrody DIAm. Ponadto eksternalizacja drutów elektrod wysoko na grzbiecie i odcinanie nadmiaru drutu w taki sposób, że szczury nie są w stanie uzyskać dostępu do drutów elektrod, sprzyjają sukcesowi elektrod przewlekłych. Jako alternatywa dla przewodów zewnętrznych, rozsądne mogą być zaślepki na głowice37 lub telemetria44,45. Oba podejścia mogą łatwiej uzyskać nagrania u obudzonych zwierząt, ale mogą być nieco trudniejsze do wdrożenia niż po prostu eksternalizacja wieloniciowych przewodów. Wszystkie pobliskie źródła elektroniczne mogą być potencjalnie źródłem hałasu. Niezwykle ważne jest, aby wszystkie urządzenia były odpowiednio uziemione, używane były ekranowane kable, a szczury nie były dotykane podczas aktywnych nagrań. Oprócz wyłączania elektronicznych poduszek grzewczych podczas nagrywania, światła, pobliski sprzęt, elektrycznie sterowane stoły chirurgiczne i inne tego typu urządzenia mogą wymagać tymczasowego wyłączenia, aby uzyskać nagrania o niskim poziomie szumów. Aby zminimalizować wpływ środowiska, sprzęt elektroniczny, który nie musi być włączony do zapisów DIAm EMG, powinien być wyłączony. Jeśli to możliwe, nagrania powinny być wykonywane w pomieszczeniu ekranowanym elektrycznie. Z biegiem czasu bliznowacenie tkanek i zwłóknienie wokół elektrod DIAm EMG może zmniejszyć przewodność elektrody, zmniejszając SNR. Dodatkowo, nawet niewielkie zmiany postawy mogą mieć duży wpływ na sygnał DIAm EMG; w związku z tym, aby zminimalizować te potencjalnie komplikujące problemy, DIAm EMG powinno być rejestrowane ze szczurami w tej samej pozycji podczas sesji nagraniowych.
Kolejną ważną kwestią są ustawienia filtrowania i próbkowania. Rodzaj elektrody (tj. domięśniowa vs. przełykowa/powierzchniowa) jest niezwykle istotny, jeśli chodzi o określenie zawartości częstotliwości, a co za tym idzie, odpowiednich filtrów górno- i dolnoprzepustowych dla sygnału. Włożono wiele wysiłku w określenie optymalnych filtrów dla powierzchniowo-przełykowej średnicy EMG46. Podobne badania na DIAm szczurów nie zostały przeprowadzone, ale wcześniej wykazaliśmy, że skutecznie cała zawartość częstotliwości DIAm EMG zarejestrowana za pomocą przewlekłych elektrod domięśniowych u szczurów wynosiła poniżej 1000 Hz, przy częstotliwości środka ciężkości około 300 Hz47. W bezpośrednim porównaniu średnich i medianowych częstości widma mocy EMG mięśnia dwugłowego ramienia u ludzi uzyskanych zarówno za pomocą elektrod powierzchniowych, jak i domięśniowych, Christensen i wsp.48 stwierdzili, że zarówno średnia, jak i mediana częstości były około 3-krotnie wyższe dla elektrod domięśniowych w porównaniu z elektrodami powierzchniowymi. W DIAm badacze odnotowali częstotliwości centroidalne około 100 Hz przy użyciu bipolarnych elektrod przełykowych 49,50,51,52,53,54, co sugerowałoby, że 300 Hz, które wcześniej zostało określone dla elektrod domięśniowych, w przybliżeniu pasuje do tego samego trendu pokazanego przez Christensena i wsp.48. Mimo to wiele opublikowanych badań wykorzystujących domięśniowe DIAm EMG w modelach gryzoni umieściło ich filtry górnoprzepustowe na 300 Hz 4,37,55,56, a niektóre nawet na 500 Hz 57. Nie ulega wątpliwości, że takie podejście filtrujące znacznie zmniejszyłoby amplitudę sygnału DIAm EMG o co najmniej połowę. Proponujemy znacznie mniej destrukcyjne podejście: (1) filtrowanie górnoprzepustowe przy 100 Hz, ponieważ większość spektrum mocy EKG jest poniżej 100 Hz, podczas gdy stosunkowo niewielka część spektrum mocy DIAm EMG jest poniżej 100 Hz51,52, oraz (2) następnie usunięcie pozostałego EKG poprzez dopasowanie kształtu fali58. W związku z tym odpowiednie filtry dla DIAm EMG dla większości badań można ustawić w zakresie od 100 Hz do 1000 Hz, z częstotliwością próbkowania co najmniej 2000 Hz, aby uchwycić wszystkie istotne cechy danych. Szczegółowe analizy DIAm EMG mogą być następnie wykonane przy użyciu technik opublikowanych w poprzednich raportach 40,41,47,58.
Obudzone i znieczulone zwierzęta Warto zauważyć, że niektóre badania wykazały, że modeleC2SH cSCI nie prowadzą do całkowitej nieaktywności eupneicznego iDIAm EMG23,37. W pewnym sensie nie jest to zaskakujące, ponieważ wcześniej zauważono, że "przełomowa" aktywność występuje podczas zachowań wymagających większego popędu (np. głębokie oddechy i reakcja na niedrożność dróg oddechowych)4,7,29,42. Dane te sugerują, że prawdopodobnie nie jest właściwe myślenie o modelu C2SH jako prawdziwym modelu ciągłej bezczynności. Rzeczywiście, wydaje się, że popęd jest wystarczająco wysoki u wybudzonych zwierząt, aby aktywność eufneicznego iDIAm EMG była obecna już cztery dni po całkowitym C2SH37, chociaż nie jest ona obecna konsekwentnie w ciągu jednego dnia po urazie23. We wszystkich przypadkach znieczulenie hamuje aktywność iDIAm po hemisekcji kręgosłupa w górnej części odcinka szyjnego, jak podkreślono w poprzednich raportach23,38 i pokazano na rycinie 4 i rycinie 5. Nie ma opublikowanych danych na temat aktywności DIAm EMG u obudzonych szczurów z C2SH z oszczędzonymi grząskimi funiculi proponowanymi w niniejszym manuskrypcie (ryc. 2A). Przyszłe prace powinny dostarczyć szczegółowej charakterystyki przebiegu czasowego aktywności DIAm EMG u obudzonych zwierząt za pomocą tego modeluC2SH. To powiedziawszy, nadal rozsądne jest przeprowadzenie walidacji ciągłego braku eufneicznego braku nieaktywności iDIAm w 3 dniu po urazie w znieczuleniu, aby naśladować warunki eksperymentalne, podczas których rdzeń kręgowy został początkowo uszkodzony/przecięty. Gdy eufneiczna aktywność iDIAm EMG u obudzonych zwierząt w 3 dniu po urazie może być obecna, zauważa się, że nawet połowa dawek środków znieczulających zwykle prowadzi do całkowitego ustania aktywności eupneicznego iDIAm EMG. Dzięki tym dawkom zwierzęta są spokojne i stateczne. Oprócz sprawdzenia wyciszenia eupneicznego iDIAm aktywności EMG podczas C2SH i w 3 dniu po urazie, zaleca się ekstrakcję rdzenia kręgowego po końcowym eksperymencie w celu wykonania histologicznego potwierdzenia miejsca i zakresu C2SH 9,29,59. Histologiczne potwierdzenie urazu - w połączeniu z funkcjonalnym potwierdzeniem wyciszonej eufneicznej aktywności iDIAm EMG - dostarcza mocnych dowodów na udane C2SH.
W niniejszym artykule przedstawiono C2SH cSCI u szczurów, który prowadzi do natychmiastowego wyciszenia eupneicznej aktywności iDIAm EMG przy ciągłym wyciszaniu w znieczuleniu w 3 dniu po urazie. Ze względu na oszczędzenie funiculusa grzbietowego w modelu C2SH zaproponowanym w niniejszym manuskrypcie, funkcja motoryczna kończyn jest zachowana, co pozwala uniknąć efektów niepożądanych. Pozwala to na przeprowadzenie badań podłużnych wpływu zmiany o wysokim poziomie szyjki macicy na kontrolę neuromotoryczną DIAm u szczurów, które poza tym są stosunkowo zdrowe, zwiększając w ten sposób minimalne obciążenie badaczy opieką. Walidacja braku aktywności w znieczuleniu w 3. dniu po urazie zapewnia ustalenie jasnego punktu odniesienia do oceny późniejszego stopnia powrotu do zdrowia eufneicznego iDIAm EMG. Takie podejście zapewnia rygorystyczną, niezawodną i powtarzalną metodę wykonywania C2SH u szczurów. Model ten może znacznie poprawić zrozumienie przebiegu neuroplastyczności oddechowej w czasie i jej powiązania z potencjalnymi strategiami terapeutycznymi.

W Stanach Zjednoczonych jest ponad 300 000 osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego (SCI), z czego około połowa ma urazy szyjki macicy1. Urazy te skutkują znaczną utratą samopoczucia i stanowią obciążenie finansowe dla osób, ich rodzin i systemu opieki zdrowotnej. Na szczęście większość SCI jest niekompletna, co daje potencjał do wzmocnienia oszczędzonych ścieżek1. Ta neuroplastyczność może pozwolić na odzyskanie przynajmniej niektórych funkcji, w tym aktywności DIAm, która jest ważna dla zachowań oddechowych i niewentylacyjnych. Tak więc promowanie neuroplastyczności jest obiecującą ścieżką badań, która ma pomóc osobom z SCI2.
Modele gryzoni SCI mają potencjał, aby znacząco przyczynić się do odkrycia metod leczenia poprawiających ludzkie zdrowie. Jednym z klasycznych modeli SCI wykorzystywanych do badania neuroplastyczności jest jednostronne przecięcie (hemisekcja) rdzenia kręgowego w C2 (C2SH), które pozostawia nienaruszoną stronę przeciwległą3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13. WpływC2SH na produkcję freniczną i znaczenie oszczędzonych szlaków kontralateralnych został po raz pierwszy ujawniony ponad sto lat temu przez Porter12, którego przełomowy artykuł położył podwaliny pod współczesne badania neuroplastyczności układu oddechowego. Model C2SH przerywa zstępujące dane wejściowe z rostralnej brzusznej grupy oddechowej (rVRG) w rdzeniu, która zawiera neurony przedruchowe odpowiedzialne za przekazywanie danych wyjściowych generowania rytmu oddechowego14. Te neurony przedruchowe rVRG przekazują również pobudzający napęd nerwowy do frenicznych neuronów ruchowych (<silna klasa = "xfig">Ryc. 1). Kilku badaczy przyjęło różne podejścia do modelu C2SH10,11,15,16, co może częściowo wyjaśniać niektóre różnice w odzyskiwaniu między badaniami. Krótko mówiąc, podejścia różnią się pod względem oszczędzania funiculii grzbietowej, wykonywania pełnej hemisekcji lub wykonywania bocznej częściowej transsekcji, która nie przerywa całkowicie opadających wejść z ipsilateralnego rVRG. Ogólnie rzecz biorąc, modele C2SH są szczególnie przydatne do badania neuroplastyczności układu oddechowego ze względu na tempo spontanicznego odzyskiwania aktywności elektromiograficznej (EMG) eupneicznej iDIAm w czasie, którą można poprawić za pomocą kilku czynników, w tym sygnalizacji neurotroficznej17,18,19,20,21. Jednak początkowa utrata funkcji - zdefiniowana jako wyciszenie eufneicznej aktywności iDIAm EMG - musi zostać najpierw ustalona, zanim powrót do zdrowia będzie mógł być jednoznacznie sklasyfikowany. Ta walidacja braku aktywności w czasie C2SH nie jest wykonywana w kilku badaniach3,4,6,7,11,22,23.
Oceny histologiczne wyciętego rdzenia kręgowego dostarczają jedynie dowodów na uszkodzenie właściwej lokalizacji ipsilateralnych pobudzających ścieżek opuszkowo-rdzeniowych unerwiających przeponowe neurony ruchowe w rdzeniu kręgowym, ale histologia nie zastępuje dowodów fizjologicznych (np. DIAm EMG). Ponadto oceny histologiczne są wykonywane ex vivo w końcowych punktach czasowych (często od kilku tygodni do miesięcy po urazie) i nie dostarczają informacji "w czasie rzeczywistym". Niektórzy badacze zauważyli, że wielkość zmiany odnosi się do wielkości deficytu funkcjonalnego lub jego braku5,24,25,26. Ważne jest, aby zauważyć, że ważność takich twierdzeń jest prawdopodobnie w dużym stopniu zależna od tego, jak klasyfikuje się "funkcję" (tj. jakie są zadania funkcjonalne i jak są one określane ilościowo), a zmienność między badaniami podkreśla trudność w wytwarzaniu funkcjonalnie identycznych zmian u zwierząt. Rzeczywiście, badacze podkreślili, że związek między zakresem urazu a funkcją lokomotoryczną mięśni kończyn (określony ilościowo za pomocą wyniku Basso, Beattie i Bresnahana (BBB)24) nie jest liniowy27,28. W poprzednich badaniach nie znaleźliśmy związku między zakresem C2SH a stopniem powrotu do zdrowia eupneicznej aktywności EMG iDIAm po urazie10,29,30,31, chociaż inni badacze zgłaszali związek między funkcją wentylacji a zakresem oszczędzania istoty białej5. Tak więc, w przypadku modeluC2SH, podejście do funkcjonalnej walidacji braku aktywności iDIAm w czasie operacji i najlepiej we wczesnym okresie eksperymentów z przewlekłym uszkodzeniem rdzenia kręgowego jest zarówno korzystne, jak i konieczne.
Niniejszy artykuł podkreśla użycie DIAm EMG do potwierdzania w czasie rzeczywistym początkowej utraty DIAm EMG podczas oddychania po C2SH, jak również późniejszych ocen potwierdzających po 3 dniach (Dzień 3) po urazie18,21,31,32,33. We wcześniejszych pracach z modelem C2SH wykonywano wielokrotne laparotomie w celu zarejestrowania DIAm EMG10,13,30,34. Jednak nowsze prace wykorzystują przewlekłe elektrody EMG, które umożliwiają rejestrację EMG u znieczulonych i wybudzonych szczurów. Dodatkowo, przewlekłe elektrody zmniejszają ryzyko wystąpienia odmy opłucnowej i nie wymagają wielokrotnych laparotomii, co może powodować zahamowanie DIAm35,36. Chociaż wersje modelu C2SH były używane przez wielu badaczy, potwierdzenie wyciszenia aktywności iDIAm nie zostało dokonane w momencie operacji3,4,6,7,11,22,23. Bez takiego potwierdzenia braku aktywności trudno jest określić, jaką część późniejszego powrotu do zdrowia przypisać neuroplastyczności szlaków ipsilateralnych i kontralateralnych, które mogą mieć różny wpływ. Jest to ważny czynnik, ponieważ wdechowy napęd neuronalny od rVRG do frenicznych neuronów ruchowych jest przede wszystkim ipsilateralny, z utratą około 50% pobudzających wejść glutaminergiczny do frenicznych neuronów ruchowych po C2SH33. Istnieją jednak pozostałe wdechowe bodźce pobudzające z przeciwległego rVRG, które decussują się poniżej miejsca uszkodzenia, aby unerwić ipsilateralne przeponowe neurony ruchowe i mogą być wzmocnione poprzez neuroplastyczność, aby promować powrót do sprawności. Usuwając dominujący ipsilateralny bodźce pobudzającej do frenicznych neuronów ruchowych, eufneiczna aktywność iDIAm EMG jest tracona (przynajmniej pod narkozą), podczas gdy aktywność cDIAm jest kontynuowana, a nawet zwiększona. Utrata aktywności iDIAm EMG podczas oddychania jest zatem miarą udanego C2SH (<silna klasa="xfig">Rysunek 2).
pewien poziom aktywności iDIAm EMG występuje już 1-4 dni po C2SH u przebudzonych zwierząt23,37. Dodatkowo, u zwierząt z bezmózgowiem, aktywność iDIAm jest obecna w ciągu kilku minut do godzin po półsekcji górnego odcinka szyjki macicy i jest tłumiona przez znieczulenie38. Dodatkowo, sukces C2SH jest potwierdzony przez potwierdzenie braku aktywności iDIAm EMG podczas oddychania (eupnea) u znieczulonych szczurów w 3 dniu po urazie. Badania obrazowania konfokalnego potwierdziły utratę glutaminergicznego sygnału synaptycznego na frenicznych neuronach ruchowych podczas tego początkowego etapu urazu37. W 3 dniu po urazie, jeśli występuje jakakolwiek szczątkowa aktywność eufneicznego iDIAm EMG, jest to interpretowane jako dowód na niepełne usunięcie ipsilateralnego zstępującego napędu wdechowego z rVRG. Niniejszy artykuł podzielony jest na trzy sekcje: (1) przewlekłe zapisy DIAm EMG, (2) C2SH i (3) Akwizycja danych EMG u zwierząt obudzonych i znieczulonych. Protokół ten opisuje rygorystyczny, powtarzalny i wiarygodny model cSCIC2SH u szczurów, który jest doskonałą platformą do badania neuroplastyczności układu oddechowego, kompensacyjnej aktywności cDIAm oraz strategii terapeutycznych i farmaceutyków.

<table><tbody><tr><td>25 G Igła</td><td>Cardinal Health</td><td>1188825100</td><td>Covidien Monoject Hypdermic Standardowe igły: 25 G x 1" (0,508 mm x 2,5 cm) A</td></tr><tr><td>3-0 Vicryl Violet Plecione</td><td>Ethicon</td><td>J774D</td><td>3-0 Kleszcze</td></tr><tr><td>Adson-Brown</td><td>Fine Science Tools</td><td>11627-12</td><td>Kształt końcówki: Prosty, Końcówki: Zęby rekina, Szerokość końcówki: 1,4 mm, Wymiary końcówki: 2 x 1,4 m, Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Długość: 12 cm</td></tr><tr><td>Bowman Style Cage</td><td>Braintree Scientific</td><td>POR-530</td><td>Zakres wagowy: od 250 do 750 g; Maksymalna długość: 9" (228 mm); Jednostka podstawowa wykonana jest z akrylu wysadzanego klejnotami o średnicy 5 cala (123 mm).</td></tr><tr><td>Castroviejo Uchwyt igły</td><td>Fine Science Tools</td><td>12565-14</td><td>Kształt końcówki: Prosty, Szerokość końcówki: 1,5 mm, Długość mocowania: 10 mm, Zamek: Tak, Nożyczki: Nie, Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Długość: 14 cm, Ząbkowana: Tak, Funkcja: Przewód zaciskowy z węglika wolframu</td></tr><tr><td>1m TP Shielded</td><td>Biopac Systems, Inc</td><td>LEAD110S</td><td>Ekranowane przewody ołowiane do</td></tr><tr><td>oprogramowania do akwizycji danych</td> EMG <td>LabChart LabChart</td><td>7.3.8</td><td>Oprogramowanie do rejestrowania, wizualizacji i analizy danych do wielokanałowych nagrań i ocen w czasie rzeczywistym</td></tr><tr><td>Oprogramowanie do analizy danych - Matlab 2023b</td><td>Mathworks, Inc.</td><td>Wersja 23.2</td><td>Język programowania ogólnego przeznaczenia do analizy post hoc</td></tr><tr><td>Nóż preparacyjny</td><td>Fine Science Tools</td><td>10056-12</td><td>Krawędź tnąca: 4 mm, Grubość: 0,5 mm, Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Długość: 12,5 cm, Kształt ostrza: Kątowy 30&deg;</td></tr><tr><td>Dumont #3 Kleszcze</td><td>Fine Science Tools</td><td>11293-00</td><td>Styl: #3, Kształt końcówki: Prosty, Końcówki: Standardowe, Wymiary końcówki: 0,17 x 0,1 mm, Długość: 12 cm, Stop / Materiał: Dumostar</td></tr><tr><td>Wzmacniacz elektromiogramu</td><td>Biopac Systems, Inc</td><td>EMG100C</td><td>Wzmacniacz EMG</td></tr><tr><td>Friedman Rongeur</td><td>Fine Science Tools</td><td>16000-14</td><td>Kształt końcówki: Zakrzywiony, Rozmiar miseczki: 2,5 mm, Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Długość: 13 cm, Wspólne działanie: Pojedynczy</td></tr><tr><td>Friedman-Pearson Rongeurs</td><td>Fine Science Tools</td><td>16021-14</td><td>Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Długość: 14 cm, Wspólne działanie: Pojedyncze, Rozmiar miseczki: 1 mm, Kształt końcówki: Zakrzywiony</td></tr><tr><td>izolowany moduł zasilacza</td><td>Biopac Systems, Inc</td><td>IPS100C</td><td>Obsługuje moduły wzmacniaczy serii 100 niezależnie od systemu akwizycji danych serii MP firmy Biopac Systems, Inc. Narzędzia do akwizycji danych</td></tr><tr><td>Kelly Hemostats</td><td>Fine Science Tools</td><td>13019-14</td><td>Końcówki: Ząbkowane, Szerokość końcówki: 1.5mm, Długość mocowania: 22mm, Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Długość: 14cm, Kształt końcówki: Zakrzywiony</td></tr><tr><td>nóż Curette</td><td>V. Mueller</td><td>VM101-4414</td><td>Końcówka: Ostra, Średnica końcówki: 2 mm</td></tr><tr><td>Mikronożyczki preparacyjne</td><td>Biomedical Research Instruments, Inc.</td><td>11-2420</td><td>Długość: 4", Kąt: Prosty, Długość ostrza: 23 mm</td></tr><tr><td>Wielożyłowy drut ze stali nierdzewnej</td><td>Cooner Wire, Inc.</td><td>AS 631</td><td>AWG 40; Średnica całkowita: 0,011 mm (z izolacją), 0,008 mm (bez izolacji).</td></tr><tr><td>PowerLab 8/35</td><td>ADInstruments</td><td>PL3508</td><td>System akwizycji danych</td></tr><tr><td>Ostrze skalpela #11</td><td>Fine Science Tools</td><td>10011-00</td><td>Kształt ostrza: kątowe, krawędź tnąca: 20 mm, grubość: 0,4 mm, stop / materiał: stal węglowa</td></tr><tr><td>Rękojeść skalpela #3</td><td>Fine Science Tools</td><td>10003-12</td><td>Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Długość: 12 cm</td></tr><tr><td>Sprague Dawley Rat</td><td>Inotiv</td><td>Kod zamówienia: 002</td><td>Szczury niekrewniacze Sprague Dawley (samice i samce)</td></tr><tr><td>Mikroskop chirurgiczny</td><td>Olympus</td><td>SZ61</td><td>Mikroskop chirurgiczny&nbsp;</td></tr><tr><td>Nożyczki do cięcia szwów</td><td>George Tiemann & Co.</td><td>110-1250SB</td><td>Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Kształt końcówki: Prosty, Końcówki: Ostre/, Długość: 4.5"</td></tr> <tr><td>Vannas Spring Scissors</td><td>Fine Science Tools</td><td>15000-08</td><td>Końcówki: Ostre, Krawędź tnąca: 2.5 mm, Średnica końcówki: 0.05 mm, Długość: 8 cm, Stop / Materiał: Stal nierdzewna, Ząbkowana: Nie, Kształt końcówki: Prosta</td></tr><tr><td>Retraktor Weitlaner</td><td>Codman</td><td>50-5647</td><td>Zęby: 2 x 3 Blunt, Długość: 4.5"</td></tr></tbody></table>

ocena funkcjonalnego przywrócenia aktywności eupeicznej przepony po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym u szczurów

Assessing Functional Recovery of Eupneic Diaphragm Activity Following Unilateral Cervical Spinal Cord Hemisection in Rats

Po cSCI, aktywacja DIAm może być zakłócona, w zależności od stopnia urazu. Niniejszy manuskrypt opisuje jednostronny model półfrakcjiC2 (C2SH) cSCI, który zakłóca aktywność elektromiograficzną (EMG) eupeicznego przepony ipsilateralnej (iDIAm) podczas oddychania u szczurów. Aby ocenić odzyskanie kontroli motorycznej DIAm, należy najpierw wyraźnie ustalić zakres deficytu spowodowanego C2SH. Weryfikując całkowitą początkową utratę iDIAm EMG podczas oddychania, późniejsze odzyskanie można sklasyfikować jako nieobecne lub obecne, a zakres powrotu do zdrowia można oszacować za pomocą amplitudy EMG. Dodatkowo, mierząc ciągły brak aktywności iDIAm EMG podczas oddychania po okresie ostrego wstrząsu rdzeniowego po C2SH, można potwierdzić powodzenie początkowego C2SH. Pomiar aktywności EMG przepony przeciwległej (cDIAm) może dostarczyć informacji na temat kompensacyjnego działaniaC2SH, co również odzwierciedla neuroplastyczność. Co więcej, zapisy DIAm EMG od obudzonych zwierząt mogą dostarczyć istotnych informacji fizjologicznych na temat kontroli motorycznej DIAm po C2SH. W artykule opisano metodę rygorystycznego, powtarzalnego i wiarygodnego modeluC2SH cSCI u szczurów, który jest doskonałą platformą do badania neuroplastyczności układu oddechowego, kompensacyjnej aktywności cDIAm oraz strategii terapeutycznych i farmaceutyków.

Podejście przedstawione w niniejszym artykule minimalizuje zmienność międzyoperatorową poprzez ustalenie jasnych kryteriów oceny EMG mięśnia DIAm w szczurzym modelu C2SH. Po pierwsze, należy zaobserwować ustanie eupneicznej aktywności iDIAm EMG bezpośrednio po C2SH, co pokazano na Rysunku 2. W przeciwnym razie można przeprowadzić wtórną transekcję, aż do momentu zaniku aktywności eupneicznej iDIAm. Po drugie, w 3. dniu po C2SH należy zweryfikować trwały brak eupneicznego EMG iDIAm podczas znieczulenia zwierząt. Rysunek 4A przedstawia przykład udanego C2SH, potwierdzonego trwałym brakiem eupneicznej aktywności iDIAm EMG pod wpływem znieczulenia w 3. dniu po urazie. Rysunek 4B przedstawia aktywność EMG DIAm u tego samego zwierzęcia w stanie czuwania (bez znieczulenia), co uwidacznia redukcję — ale nie całkowity brak — aktywności iDIAm w porównaniu do poziomu bazowego sprzed urazu. Należy zauważyć, że aktywność cDIAm EMG jest zwiększona zarówno w warunkach czuwania, jak i znieczulenia. Rejestracje z 3. dnia pod znieczuleniem stanowią potwierdzenie, że pierwotny zabieg C2SH zakończył się sukcesem, jednak analizy ilościowe powinny być przeprowadzane u zwierząt w stanie czuwania. U zwierząt w stanie czuwania aktywność EMG DIAm w 3. dniu po C2SH stanowi punkt wyjścia dla procesu rekonwalescencji. Rysunek 4B pokazuje, że aktywność iDIAm EMG w 3. dniu u szczurów w stanie czuwania jest zredukowana, ale nie zniesiona.
W niektórych przypadkach C2SH nie wiąże się z całkowitym ustaniem eupneicznej aktywności EMG iDIAm (Rysunek 5A). Niewystarczająca C2SH występuje w mniej niż 5% wszystkich przypadków przy zastosowaniu podejścia opisanego w niniejszym artykule; jednak niezbędne jest przeprowadzenie oceny aktywności EMG DIAm w 3. dobie po C2SH u każdego szczura, aby potwierdzić powodzenie zabiegu C2SH. Rysunek 5A przedstawia przykład aktywności EMG DIAm u szczura w 3. dobie po urazie, w którym C2SH okazała się niewystarczająca do wyeliminowania eupneicznej aktywności EMG iDIAm do 3. doby. Należy zauważyć, że weryfikacja skuteczności C2SH była przeprowadzana podczas znieczulenia zwierzęcia. Utrzymująca się eupneiczna aktywność EMG sugeruje, że co najmniej część zstępującej ipsilateralnej drogi opuszkowo-rdzeniowej została zachowana, co może utrudnić interpretację wyników. Rysunek 5B pokazuje, że aktywność EMG iDIAm jest zmniejszona, ale nie znika w 3. dobie u szczurów w stanie czuwania. Jednakże zachowanie ipsilateralnych wejść zstępujących może złagodzić początkowy deficyt.
<img alt="Schemat szlaków nerwowych, przed i po urazie pnia mózgu; pokazujący zmiany w aktywności neuronów i ich przerwanie." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66828/66828fig01.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Schemat koncepcyjny. Rostralna brzuszna grupa oddechowa (rVRG) przesyła zstępujące sygnały do neuronów ruchowych nerwu przeponowego w szyjnym odcinku rdzenia kręgowego (C3-C5). Większość tych zstępujących aksonów unerwia ipsilateralną pulę neuronów ruchowych nerwu przeponowego, jednak niewielka ich część przekracza linię środkową, aby aktywować contralateralną pulę neuronów ruchowych. Bezpośrednio po urazie C2SH zstępujące sygnały z rVRG do ipsilateralnej puli neuronów ruchowych nerwu przeponowego zostają przerwane. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66828/66828fig01large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Schemat anatomii i funkcji rdzenia kręgowego z analizą odpowiedzi elektrofizjologicznej, hemisekcja C2." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66828/66828fig02.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 2"> 
Rysunek 2: Reprezentatywna aktywność EMG dla C2SH i DIAm. (A) Przedstawiono przekrój poprzeczny rdzenia kręgowego szczura oraz miejsce transekcji (wyróżnione na czerwono) z opisanymi istotnymi strukturami. Uszkodzenie rdzenia wykonuje się poprzez wprowadzenie noża do preparowania bezpośrednio poniżej punktu wejścia korzenia grzbietowego i nacięcie aż do linii środkowej (obszar zaznaczony półprzezroczystym czerwonym kolorem). Należy zwrócić uwagę na przerwanie głównych dróg ruchowych w sznurach bocznych i brzusznych przy jednoczesnym oszczędzeniu sznurów grzbietowych. (B) Widok podłużny, przedstawiający wyciszenie aktywności ipsilateralnych neuronów ruchowych, uzupełnia surowe zapisy EMG używane do potwierdzenia w czasie rzeczywistym prawidłowego wykonania uszkodzenia (C). W miarę uszkadzania rdzenia kręgowego aktywność eupneicznego iDIAm EMG ustaje, co sugeruje przerwanie dopływów ipsilateralnych do neuronów ruchowych nerwu przeponowego; tymczasem aktywność cDIAm EMG natychmiast wzrasta, jak pokazano na rysunku. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66828/66828fig02large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Schemat gięcia drutu przedstawiający krok po kroku przycinanie, wiązanie, usuwanie izolacji, wkładanie, zaciskanie i wyginanie." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66828/66828fig03.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rysunek 3"> 
Rysunek 3: Wytwarzanie elektrod. Przedstawiono proces wytwarzania elektrod EMG DIAm. Podstawowy proces obejmował pomiar i odcięcie odpowiedniej długości drutu (Krok 1), zawiązanie węzła kotwiczącego i usunięcie izolacji w celu odsłonięcia elektrody (Krok 2), przymocowanie igły o rozmiarze 25 G do drutu (Kroki 3 i 4), wygięcie igły w celu nadania jej krzywizny podobnej do chirurgicznej igły do szycia (Krok 5) oraz usunięcie izolacji w celu odsłonięcia fragmentu drutu, który zostanie podłączony do wzmacniacza do rejestracji EMG (Krok 6). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66828/66828fig03large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>
<img alt="Wpływ hemisekcji rdzenia kręgowego na aktywność neuronalną; wykres porównawczy danych EMG przed i po operacji." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66828/66828fig04.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4: Pomyślna hemisekcja rdzenia kręgowego. (A) Przedstawiono aktywność EMG DIAm u znieczulonego szczura przed C2SH oraz w 3. dniu po urazie. W 3. dniu po urazie u tego szczura nie stwierdzono aktywności EMG iDIAm w fazie eupnoe, co wskazuje na pomyślne przeprowadzenie początkowej procedury C2SH. Należy zwrócić uwagę na kompensacyjny wzrost aktywności EMG cDIAm oraz zwiększenie częstości oddychania w porównaniu do stanu przed urazem. (B) Przedstawiono aktywność EMG DIAm u tego samego szczura w stanie czuwania (bez znieczulenia) w 3. dniu po C2SH. Widoczne są wyraźne dowody na zmniejszoną, choć nie całkowicie zniesioną, aktywność EMG iDIAm. Należy zwrócić uwagę na kompensacyjny wzrost aktywności EMG cDIAm oraz zwiększenie częstości oddychania w porównaniu do stanu przed urazem. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66828/66828fig04large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.</a>
<img alt="Kształty fal elektrofizjologicznych w badaniu nad hemisekcją rdzenia kręgowego; znieczulenie vs stan czuwania; strona ipsylateralna, strona kontralateralna." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66828/66828fig05.jpg" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Rycina 5"> 
Rycina 5: Nieudana hemisekcja rdzenia kręgowego. (A) Przedstawiono aktywność EMG mięśnia DIAm u znieczulonego szczura przed C2SH oraz w 3. dobie po urazie. U tego szczura eupneiczna aktywność EMG iDIAm utrzymywała się w 3. dobie po urazie, co wskazuje, że pierwotna procedura C2SH była niewystarczająca. W związku z tym szczur ten został wykluczony z dalszych analiz powrotu funkcji. Zwróć uwagę na kompensacyjny wzrost aktywności EMG cDIAm mimo nieudanej procedury C2SH, przy minimalnym wzroście częstości oddechów. (B) Przedstawiono aktywność EMG mięśnia DIAm w tym samym pomiarze w stanie czuwania (bez znieczulenia) w 3. dobie po C2SH. Widoczne są dowody na zmniejszoną aktywność EMG iDIAm, zwiększoną aktywność EMG cDIAm oraz niewielki wzrost częstości oddechów. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66828/66828fig05large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny.</a>

Powikłania oddechowe są główną przyczyną zgonów u osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym (cSCI). Modele zwierzęce cSCI są niezbędne do oceny mechanistycznej i badań przedklinicznych. W tym miejscu wprowadzamy powtarzalną metodę oceny funkcjonalnego przywrócenia aktywności mięśnia przepony (DIAm) po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego C2 (C2SH) u szczurów.

Ocena funkcjonalnego przywrócenia aktywności eupeicznej przepony po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym u szczurów

Following cSCI, activation of the DIAm can be impacted depending on the extent of the injury. The present manuscript describes a unilateral C2 hemisection ...

Nasze badania koncentrują się na neuromotorycznej kontroli mięśnia przepony podczas oddychania. Freniczne neurony ruchowe unerwiające włókna mięśniowe przepony otrzymują zstępujący bodźce pobudzające z pnia mózgu, który jest głównie ipsilateralny, a zatem zakłócony przez hemisekcję górnego odcinka rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym lub C2SH. Po C2SH następuje spontaniczne odzyskanie aktywności przepony ipsilateralnej, co odzwierciedla neuroplastyczność.Ważnym osiągnięciem jest wykazanie roli neurotropowego czynnika pochodzenia mózgowego lub sygnalizacji BDNF poprzez receptor TrkB o wysokim powinowactwie w odzyskiwaniu aktywności przepony po C2SH. Drugim osiągnięciem jest wykorzystanie metod uczenia maszynowego w celu ułatwienia wysokoprzepustowych analiz aktywności przepony podczas wielu cykli oddechowych. Brak wiarygodnych, bezstronnych, wysokoprzepustowych technik oceny podstawowych elementów kontroli neuromotorycznej przepony jest wyzwaniem w zdefiniowaniu odzyskiwania funkcji.Staje się to szczególnie ważne, gdy masz do czynienia z nagraniami zwierząt, które nie są znieczulone. Nasza hemisekcja kręgosłupa szyjnego celowo pozostawia ipsilateralną grzbietową funiculus nienaruszoną, minimalizując deficyty mięśni kończyn, ale nadal powodując utratę aktywności przepony. Protokół ten kładzie nacisk na walidację utraty aktywności przepony w czasie operacji, ustanawiając w ten sposób wyraźny punkt wyjścia do odzyskania funkcji mięśni przepony.Dalsze badania nad rolą sygnalizacji BDNF TrkB w neuroplastyczności i odzyskiwaniu kontroli neuromotorycznej przepony po urazie rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym. Aby rozpocząć, ułóż sterylny sprzęt chirurgiczny na platformie chirurgicznej. Około 72 godziny po elektromiograficznym lub implantacji elektrody EMG mięśnia przepony zważ szczura.Przed znieczuleniem szczura umieść go w klatce w stylu Bowmana. Ostrożnie podłącz przewody wychodzące z grzbietu szczura do przedwzmacniacza, aby zarejestrować obustronne EMG mięśnia przepony. Następnie umieść znieczulonego szczura w pozycji leżącej.Ogol włosy od szyi mniej więcej na poziomie uszu i w dół do łopatek. Podłącz odsłonięte przewody elektrod od grzbietu szczura do amplifier. Zdezynfekuj skórę, trzykrotnie naprzemiennie z 4% glukonianem chlorheksydyny i alkoholem izopropylowym.Przykryj szczura sterylnymi osłonami chirurgicznymi, z wyjątkiem górnej części grzbietu. Za pomocą skalpela wykonaj czterocentymetrowe nacięcie ostrocaudalne. Cofnij skórę i przetnij mięsień barkowo-mięśniowy.Następnie wypreparuj mięsień romboidalny, aby odsłonić mięśnie kręgosłupa. Pod mikroskopem chirurgicznym usuń mięśnie kręgosłupa od C1 do C3. Następnie użyj rongeur, aby ostrożnie wykonać laminektomię w C2 bez uszkadzania głównych tętnic lub nerwów. Wytnij i usuń oponę twardą w C2. Monitorując EMG mięśnia przepony, włóż nóż do preparowania kątowego tuż poniżej punktu, w którym korzeń grzbietowy wchodzi do rdzenia kręgowego i przekrój aż do środka powierzchni brzusznej.Następnie zapisz aktywność EMG eupeicznego ipsilateralnego przepony u znieczulonego szczura z wykonaną hemisekcją rdzeniową C2. Zszyj mięśnie rdzenia kręgowego szwami 3-0, a następnie zamknij nacięcie skóry. Aby utrzymać nawodnienie, wstrzyknij podskórnie jeden mililitr soli fizjologicznej na 50 gramów masy zwierzęcej.Umieść szczura w czystej klatce z poduszką grzewczą w celu odzyskania zdrowia. Ustaw filtr górnoprzepustowy przedwzmacniacza na 100 herców, a filtr dolnoprzepustowy na 1 000 herców. Po zebraniu jednej do dwóch minut eufneicznego zapisu EMG lewej i prawej półmembrany, zapisz datę w odpowiednim formacie do dalszej analizy.Udany przykład hemisekcji rdzenia kręgowego C2 wykazał brak eufneicznej aktywności EMG przepony ipsilateralnej w znieczuleniu w trzecim dniu po urazie. Aktywność EMG mięśni przepony w warunkach czuwania wykazała zmniejszenie eufneicznej przepony ipsilateralnej w porównaniu z wartością wyjściową sprzed urazu. Aktywność EMG mięśnia przepony po drugiej stronie zwiększyła się zarówno w stanie znieczulenia, jak i czuwania.

assessing-functional-recovery-eupneic-diaphragm-activity-following

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neuronauka

Niewydolność oddechowa jest główną przyczyną zgonów po urazie rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym. Posiadanie powtarzalnego, mierzalnego i wiarygodnego przedklinicznego modelu zwierzęcego niewydolności oddechowej wywołanej częściowym uszkodzeniem szyjki macicy pomoże zrozumieć późniejszą neuroplastyczność układu oddechowego i nieoddechowego oraz umożliwi przetestowanie przypuszczalnych strategii naprawczych.

Mysi model uszkodzenia rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym do badania neuroplastyczności układu oddechowego po zmianie chorobowej

Złożony zapis potencjału czynnościowego mięśni ilościowo ocenia funkcjonalne unerwienie przepony przez przeponowe neurony ruchowe. Immunohistochemia przepony pełnej polega na ocenie unerwienia morfologicznego w poszczególnych połączeniach nerwowo-mięśniowych. Celem tego protokołu jest pokazanie, w jaki sposób te dwie potężne metodologie mogą być wykorzystane w różnych modelach choroby rdzenia kręgowego u gryzoni.

Funkcjonalna i morfologiczna ocena unerwienia przepony przez freniczne neurony ruchowe

Tutaj opisujemy procedury chirurgiczne mające na celu uzyskanie niezawodnej bocznej hemisekcji rdzenia kręgowego (HX) na 9 poziomie klatki piersiowej u dorosłych szczurów oraz oceny neurobehawioralne przeznaczone do wykrywania asymetrycznych deficytów po takim jednostronnym urazie.

Hemisekcja boczna rdzenia kręgowego i asymetryczna ocena zachowania u dorosłych szczurów

Hemisekcja kręgosłupa piersiowego u szczurów jest cennym i powtarzalnym modelem jednostronnego uszkodzenia rdzenia kręgowego do badania neuronalnych mechanizmów regeneracji lokomotorycznej i skuteczności leczenia. Ten artykuł zawiera szczegółowy przewodnik krok po kroku, jak wykonać zabieg hemisekcji i ocenić sprawność lokomotoryczną na arenie na otwartym boisku.

Operacja hemisesekcji rdzenia kręgowego klatki piersiowej i ocena lokomotoryczna w otwartym polu u szczura

W tym badaniu prezentujemy metodę in vivo do szacowania liczby i wielkości jednostek motorycznych w celu ilościowego określenia połączenia jednostki motorycznej membrany szczura. Opisano podejście krok po kroku do tych technik.

Ocena miar wyników łączności przepony przeponowej jednostki motorycznej szczura jako ilościowych biomarkerów zwyrodnienia i kompensacji neuronów ruchowych frenii

W tym filmie zaprezentowano metodę preparowania i hodowli neuronów komisuralnych z grzbietowej części rdzenia kręgowego szczura w 13. dniu embrionalnym (E13). Dysocjowane neurony komisuralne są użyteczne w badaniu komórkowych i molekularnych mechanizmów wzrostu i prowadzenia aksonów.

Disekcja i hodowla neuronów komisuralnych z embrionalnego rdzenia kręgowego

Prezentujemy protokół wykorzystujący mikroskopię poklatkową z wzbudzeniem dwufotonowym do jednoczesnej wizualizacji dynamiki uszkodzeń aksonów i mielin w czasie rzeczywistym. Ten proponowany protokół pozwala na badanie zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych czynników, które mogą wpływać na los centralnego mielinizowanego aksonu po urazie i przyczyniać się do trwałej niepełnosprawności klinicznej.

Model uszkodzenia rdzenia kręgowego indukowany laserem ex vivo do oceny mechanizmów zwyrodnienia aksonów w czasie rzeczywistym

Celem tego protokołu jest uzyskanie wysokiej jakości obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (DWI) rdzenia kręgowego szczura w celu nieinwazyjnej charakterystyki mikrostruktury tkanki. Protokół ten opisuje optymalizacje sekwencji rezonansu magnetycznego, cewki o częstotliwości radiowej i metod analizy, aby umożliwić tworzenie obrazów DWI wolnych od artefaktów.

Obrazowanie dyfuzyjne w szyjnym rdzeniu kręgowym szczura

Tutaj prezentujemy protokół, który opiera się na wycinkach rdzenia kręgowego hodowanych na układach wieloelektrodowych w celu zbadania funkcjonalnej regeneracji połączeń propriordzeniowych in vitro.

Badanie regeneracji funkcjonalnej w organotypowych kokulturach rdzenia kręgowego hodowanych na matrycach wieloelektrodowych

Opisujemy eksperymentalną procedurę pomiaru aktywności neuronalnej za pomocą podwójnych okien optycznych nad obustronnymi głównymi korami somatosensorycznymi (S1) u transgenicznych myszy Thy1-GCaMP6s przy użyciu mikroskopii 2-fotonowej (2P) in vivo.

Obrazowanie aktywności neuronalnej w pierwotnej korze somatosensorycznej przy użyciu transgenicznych myszy Thy1-GCaMP6s

Poznaj metodę oceny przywrócenia aktywności przepony po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego C2 u szczurów. Technika EMG pozwala badać neuroplastyczność i rolę sygnałowania BDNF w regeneracji.

Ocena funkcjonalnego przywrócenia aktywności eupeicznej przepony po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym u szczurów (Wideo) | JoVE Journal

Ocena funkcjonalnego przywrócenia aktywności eupeicznej przepony po jednostronnej hemisekcji rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym u szczurów

Przeglądaj więcej filmów