Avaliação da Função Membro Anterior após Unilateral Cervical SCI usando tarefas Novel: Membro Passo alternância, instabilidade postural e Pasta Manipulação

O objetivo geral deste procedimento é avaliar déficits funcionais e a recuperação após lesão medular cervical. Isso é realizado primeiramente treinando os animais para se acostumarem ao manuseio e ao ambiente de teste. Em seguida, os ratos são avaliados quanto à sua capacidade de alternar os passos entre as patas.

Em seguida, os animais são testados quanto à sua capacidade de responder a alterações no centro de gravidade e de ajustar sua postura de forma apropriada. Por fim, a função das quatro patas e dos quatro membros é analisada durante uma tarefa de manipulação motora fina, que exige que os animais comam macarrão. Em última análise, podem ser obtidos resultados que mostram diferenças no déficit após lesão medular cervical, permitindo que os animais sejam agrupados com base em seus déficits funcionais, os quais se correlacionam com suas diferenças anatômicas.

A principal vantagem dos métodos descritos aqui em comparação com outros métodos existentes, como a análise de pegada, é que eles são muito mais simples de usar e não exigem equipamentos ou softwares caros. Esses métodos fornecem informações sobre a recuperação funcional após lesão medular, mas também podem ser utilizados em outros modelos de doenças, como a doença de Parkinson, acidente vascular cerebral ou outras doenças neurológicas que causem déficit motor. Os animais utilizados neste estudo terão uma lesão lateral da medula espinhal nos níveis C3-C4, realizada de duas a três semanas antes da cirurgia. Acostume os animais ao manuseio e ao ambiente de teste, que deve ser coberto com lixa para evitar escorregões, apoio ou arrastamento dos quatro membros.

O teste de alternância dos quatro membros determina se o animal mantém o uso de seus membros anteriores, e este teste pode ser realizado diariamente antes do início. Certifique-se de que o animal pare de se debater e de que seus músculos estejam relaxados. Em seguida, segure o animal sobre uma superfície plana em uma posição sustentada apenas pelos membros anteriores, ou na posição de "carrinho de mão", com o corpo quase em ângulo de 90 graus em relação à superfície. Uma vez que o animal pareça relaxado em suas mãos, empurre-o para frente, fazendo-o mover-se ao longo da superfície da mesa.

Determine e registre se a rata alterna o uso das patas dianteiras ao se mover pela superfície. Repita este teste pelo menos duas vezes segurando o animal com uma mão e, em seguida, outras duas vezes segurando-o com a outra mão.

Se a rata demonstrar com sucesso a alternância de passos, realize o teste novamente introduzindo uma espera de cinco segundos após o primeiro passo para determinar se o padrão de alternância permanece após um atraso. Anote os resultados e registre-os na folha de pontuação. O teste de instabilidade postural examina a distância necessária para o animal dar um passo com a pata dianteira a fim de recuperar o equilíbrio.

De forma semelhante ao teste de alternância, o animal deve relaxar a tensão em seus músculos antes de começar, em uma mesa coberta com lixa. Permita que o animal adote a posição de carrinho de mão, com o corpo em um ângulo quase de 90 graus em relação à mesa. Levemente restrinja uma das quatro patas contra o tronco do animal e alinhe seu focinho com a linha zero, conforme visto de cima. Em seguida, mova a rata para frente. Isso deslocará o centro de gravidade do animal e estimulará o passo para que ele recupere o equilíbrio.

Determine a nova posição do focinho após a rata dar dois passos e use a média desses dois passos como a distância necessária para acionar um passo. Registre os resultados na folha de pontuação do teste de instabilidade postural fornecida no protocolo do texto. Teste cada membro cinco vezes.

O teste de manipulação de macarrão medirá o tempo necessário para comer um pedaço padrão de macarrão e a preferência pela pata durante cada sessão. Uma a duas semanas antes da cirurgia, forneça ao rato cinco ou seis pedaços de 4,0 centímetros de espaguete fino todos os dias na sua gaiola de origem para prepará-lo para as medições basais. Em seguida, coloque o rato numa câmara de teste e posicione pedaços de macarrão perto da parte frontal da câmara, onde o uso de suas patas anteriores possa ser facilmente observado. Depois, registre o tempo necessário para comer cada pedaço de macarrão.

Permita que o animal coma pelo menos três pedaços por sessão. Se o animal fizer uma pausa durante a alimentação, interrompa também o cronometragem. Reinicie o cronometragem quando o animal retomar a alimentação.

Uma vez que a rata tenha demonstrado um tempo consistente de alimentação com macarrão por pelo menos três dias durante o treinamento, o animal está pronto para a gravação da linha de base para coletar dados: coloque pedaços de macarrão no chão próximo à frente da câmara, utilizando a planilha de pontuação do manuseio de macarrão fornecida no protocolo descrito no texto. Registre o tempo que a rata leva para comer um pedaço de macarrão, quais membros foram utilizados e as posições dos membros anteriores, conforme mostrado aqui. Utilizando o teste de alternância de passos dos membros anteriores. Após lesão medular cirúrgica, apenas 50% dos animais foram capazes de alternar o uso de seus membros anteriores e 50% dos alternadores bem-sucedidos conseguiram alternar o uso de seus membros após um atraso de cinco segundos.

A correlação dos achados com estudos anatômicos revelou que os alternadores possuem uma área significativamente maior de trato corticoespinhal e coluna dorsal preservados no lado contralateral à lesão, indicando que o teste de alternância de passos com as patas pode prever a gravidade da lesão, bem como sua unilateralidade. A utilização deste teste permitirá a separação de grupos com base na gravidade da lesão. Por exemplo, as medidas na escala locomotora de quatro patas podem ser separadas de acordo com a gravidade da lesão, proporcionando resultados mais claros.

Aqui, os dados coletados do teste de instabilidade postural mostram alterações nas patas ipsilaterais, lesadas e contralesionais após lesão medular. Lesões unilaterais da medula espinhal podem causar mudanças não apenas na pata comprometida ou afetada, mas também na pata não comprometida. A utilização do teste de instabilidade postural após lesão medular cervical demonstrou que houve um efeito significativo do estado da lesão.

Além disso, o deslocamento do membro foi significativamente maior no lado ipsilesional dos animais lesionados em comparação com os animais submetidos a cirurgia simulada. Embora a distância de deslocamento no membro contrarilesional tenha sido muito menor em comparação com os animais controle, conforme mostrado nesta figura em pontos temporais crônicos após a lesão, tanto os animais controle quanto os do grupo lesionado levaram tempos semelhantes para comer macarrão. No entanto, enquanto ambos os animais controle e os lesionados que alternavam utilizavam ambas as patas durante o período do teste, um percentual menor de não alternadores gravemente lesionados conseguiu usar suas patas dianteiras ipsilesionais para comer macarrão.

Esses testes podem ser realizados em menos de cinco minutos por rato, se realizados corretamente. Os testes comportamentais descritos aqui podem ser usados em combinação com outros testes comportamentais existentes, como os testes de preferência da pata no cilindro e os testes da escala locomotora das patas, para avaliar completamente a função da pata ipsilateral e contralateral ao lesão após lesão medular cervical.