Новый метод оценки проксимальных и дистальных передних конечностей функции в Крыса: Ирвин, Биттис и Бреснахан (IBB) передних конечностей шкале

В данном видео демонстрируется шкала оценки функции конечностей при падении по Ирвину, Бейтсу и Бреснахану (IBB), которая позволяет определить восстановление проксимальной и дистальной функций при падении. Крысы предварительно адаптируются к условиям тестирования, после чего за ними ведут наблюдение после одностороннего повреждения спинного мозга на уровне C6. Затем записывают поведение животных в процессе поедания двух типов хлопьев разной формы, но одинакового размера.

Видеозаписи используются для оценки таких характеристик функции конечностей, как положение сустава, опора на объект, движение пальцев и техника захвата; наличие различных поведенческих признаков фиксируется в оценочном листе IBB. Шкала IBB демонстрирует устойчивую динамику восстановления, которая чувствительна к степени тяжести повреждения. Кроме того, шкала IBB может быть использована для оценки восстановления после других типов травм, влияющих на нормальную функцию конечностей.

Несмотря на существование нескольких поведенческих тестов, чувствительных к различным аспектам восстановления функций четырех конечностей в экспериментальных моделях повреждения шейного отдела спинного мозга, лишь немногие методы предоставляют детальную информацию о восстановлении тонкого моторного контроля и движений пальцев. Данный метод может помочь ответить на ключевые вопросы о восстановлении после травмы спинного мозга, такие как роль конкретных аксональных путей в возвращении проксимальных и дистальных функций конечностей.

Например, руброспинальный тракт или кортикоспинальный тракт. Возможности данного метода распространяются на терапию людей. Большинство травм спинного мозга у людей происходит на шейном уровне.

Кроме того, ключевым приоритетом для пациентов с травмой шейного отдела спинного мозга является восстановление функций кисти и руки. Таким образом, необходимы показатели исхода, позволяющие оценить как проксимальные, так и дистальные функции передней конечности. Хотя данный метод позволяет получить представление о восстановлении передней конечности после травмы спинного мозга, он также может быть применен при других типах повреждений, влияющих на нормальные функции передней конечности, таких как инсульт или периферические нейропатии.

Лица, впервые использующие данный метод, могут столкнуться с определенными трудностями из-за большого количества поведенческих особенностей, которые необходимо оценивать в процессе кормления крысы. Впервые идея этого метода возникла у нас при наблюдении за тем, как крысы едят в период восстановления после повреждения спинного мозга. Данный метод основан на предыдущих работах других исследователей, включая Иана Вишу и его коллег.

Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение, так как особенности поведения при движении конечностей проявляются очень быстро, поэтому необходимы видеопримеры оцениваемых действий для обучения наблюдателей данной технике. Животные должны быть ознакомлены с запахом и вкусом зерновой смеси сразу по прибытии в виварий, чтобы они могли привыкнуть к этому корму. Кроме того, животные должны пройти период адаптации к условиям тестирования.

Поместите несколько кусочков сухих завтраков в цилиндр из перспекса или оргстекла, установленный на полу, прежде чем поместить туда крысу. Чрезмерный груминг, мочеиспускание, дефекация и прыжки свидетельствуют о стрессе животного и о том, что требуется больше времени для акклиматизации. Как только животное полностью адаптируется к условиям тестирования, следующим этапом станет видеозапись процесса поедания сухих завтраков.

Камеру лучше держать в руках, так как животное, скорее всего, будет менять положение во время еды. Снимите на видео, как животное съедает один целый сферический и один хлопьевидный кусочек хлопьев в форме кольца, поскольку необходимые движения различаются в зависимости от формы, и для наилучшей оценки требуется наблюдение за обеими последовательностями. Записывайте данные для каждого вида кусочков отдельно в оценочный лист, а затем суммируйте баллы для получения общего показателя для данной крысы в этот день после травмы.

Теперь рассмотрим некоторые рекомендации по оценке видеозаписей. Оценку функции падения животного следует начинать в тот момент, когда животное начинает есть хлопья, и прекращать сразу после того, как кусочек хлопьев будет съеден. Оценку следует проводить только с использованием хлопьев сферической или тороидальной формы, имеющих одинаковый размер и форму до начала кормления.

Животных не следует оценивать, когда они поедают разломанные кусочки хлопьев. Перед проведением оценки настоятельно рекомендуется замедлить скорость воспроизведения видео как минимум вдвое по сравнению с оригинальной скоростью, так как даже травмированные крысы могут есть быстро, и вероятность пропуска ключевых поведенческих реакций возрастает. Это можно сделать в таких программах, как QuickTime и Windows Media Player, в процессе наблюдения за животным. Используйте оценочный лист IBB, чтобы отметить наличие следующих поведенческих признаков, которые будут описаны ниже.

У крысы оценивают преобладающее положение локтя, которое является наиболее частым положением локтя во время фазы приема пищи, наблюдаемым более 50% времени: в разгибании, когда локоть удерживается прямо под углом более 160 градусов; частично согнуто, когда локоть согнут под углом менее 160 градусов, но более 90 градусов; полностью согнуто, когда локоть согнут под углом менее 90 градусов. Также у крысы оценивают проксимальные движения при падении, которые представляют собой движения плеча и/или локтя пораженной конечности. Эти движения могут или не могут привести к контакту пораженной конечности с поверхностью: отсутствие, если движения плеча и/или локтя пораженной конечности отсутствуют; незначительные, если движения составляют менее трети амплитуды плечевого и/или локтевого сустава (к этой категории относятся подергивания и пожимания); выраженные, если движения превышают половину амплитуды плечевого и/или локтевого сустава.

На раннем этапе восстановления эти движения могут быть многочисленными и беспорядочными. Оценивается способность крысы использовать подошвенную поверхность поврежденной передней конечности для стабилизации кусочка хлопьев. Таким образом, крыса удерживает его в положении, облегчающем поедание.

Областями передней конечности, которые могут служить опорой, являются предплечье выше запястья, запястье или тыльная сторона пальцев; либо опора отсутствует, если во время фазы поедания нет опоры передней конечностью, отличной от VLA. В некоторых случаях опора объекта, отличная от A, возникает во время фазы поедания, но не всегда, и почти всегда там, где опора объекта, отличная от VOA, наблюдается почти всегда или всегда в течение фазы поедания. В 95–100% случаев оценивается преобладающее положение fopo, которое определяется как положение пальцев, принимаемое более чем в 50% времени во время поедания: сгруппированное, фиксированное и согнутое, при котором пальцы согнуты и сжаты в кулак с углами в суставах около 90 градусов.

Расширенное неадаптивное: пальцы вытянуты под углом 160 градусов или более и не соответствуют форме удерживаемого объекта; частично согнутое адаптивное: пальцы частично согнуты и соответствуют форме объекта. Оценивается контактная волярная поддержка крысы, то есть ее способность использовать волярную поверхность поврежденной лапы (fopo) для стабилизации серийного предмета и тем самым удерживать его в положении, облегчающем прием пищи. Отсутствует: поддержка волярной поверхностью лапы (fopo) при приеме пищи отсутствует или наблюдается менее 5% времени. Частично: поддержка объекта волярной поверхностью лапы происходит во время еды, но не всегда или менее 95% времени. Почти всегда: поддержка объекта волярной поверхностью лапы (fopo) наблюдается почти всегда или всегда во время еды, либо от 95 до 100% времени.

Проводится оценка наличия движений запястья поврежденной передней лапы крысы во время еды. После установления опоры на ладонь движения запястья, происходящие при отсутствии контакта между поврежденной передней лапой и зерном, не учитываются. Учитываемые движения могут быть направлены в любую сторону.

Например, направление от дорсальной к вентральной стороне или от медиальной к латеральной стороне; возможные оценки включают «да» или «нет». Для того чтобы поведение крысы было отмечено как «да», требуется как минимум одно движение запястья. Оценивается выполнение крысой движений поврежденной передней конечностью, которые синхронизированы с успешными манипуляционными движениями неповрежденной передней конечности и способствуют правильному манипулированию с серией.

Отсутствуют, когда не производится никаких последовательных корректировок поврежденной передней конечностью; выражены, когда движения плеча, локтя и/или запястья поврежденной передней конечности приводят к полной потере контакта между лапой и гранулой. Эти эпизоды кратки и обычно происходят непосредственно перед успешными манипуляционными движениями гранулы вентральной поверхностью поврежденной лапы; слабо выражены, когда движения плеча, локтя и/или запястья поврежденной передней конечности происходят без потери контакта между лапой и гранулой во время еды. Оценивается наличие движений отдельными пальцами во время еды у крысы. Эти движения могут быть либо бесконтактными, либо контактно-манипуляционными; для бесконтактных движений.

Движения пальцев происходят, но не приводят к контакту с серией для выполнения манипуляционных движений при контакте. Движения пальцев происходят и приводят к волярному контакту пальца с объектом, тем самым способствуя манипулированию серией; возможные оценки включают просто «да» или «нет». Оценивается наиболее распространенный метод захвата, используемый крысой во время фазы поедания, который наблюдается более чем в 50% случаев.

Существует несколько способов захвата, но наиболее распространенными являются захват двумя пальцами (пинцетный), захват крючком и полный захват. Техники захвата, используемые крысой, являются стереотипными и зависят от размера и формы кусочка хлопьев. Возможные оценки включают: «аномальный», если для поддержки и контроля кусочка хлопьев во время фазы поедания постоянно используется альтернативный метод захвата по сравнению с методом, применявшимся до травмы; «иногда нормальный», если метод захвата, применявшийся до травмы для поддержки и контроля кусочка хлопьев во время фазы поедания, используется непоследовательно; и «почти всегда нормальный».

При этом используется метод захвата, который применялся до получения травмы, для поддержки и контроля последовательного кусочка во время фазы поедания. После освоения метода съемка может быть проведена за 5–10 минут; оценка и подсчет баллов потребуют большего количества времени из-за необходимости замедлять видео и периодически повторно изучать неоднозначные поведенческие реакции. При выполнении данной процедуры важно помнить о необходимости снимать крысу во время поедания целого кусочка хлопьев, а также проводить съемку крупным планом и с четким фокусом, чтобы обеспечить точность оценки действий крысы. После выполнения данной процедуры можно провести гистологический анализ места повреждения, чтобы ответить на дополнительные вопросы, например, какие аксоны или какие популяции нейронных клеток важны для восстановления ключевых особенностей движений после их развития.

Данный метод поможет исследователям в области травм спинного мозга изучить проксимальное и дистальное восстановление передних конечностей у грызунов и сопоставить эти данные с восстановлением у приматов и людей. После просмотра этого видео вы должны хорошо понять, как приучать животных к кормлению в условиях тестирования во время видеосъемки для выявления различных поведенческих особенностей, их фиксации с помощью оценочного листа IBB и последующего присвоения соответствующего балла.