Abstract
सबथैलेमिक न्यूक्लियस की गहरी मस्तिष्क उत्तेजना पार्किंसंस रोग के लिए एक प्रभावी उपचार विकल्प है। हमारी प्रयोगशाला में हम hemiparkinsonian (एकतरफा lesioned) चूहों में अलग neurostimulation पैटर्न स्क्रीन करने के लिए एक प्रोटोकॉल की स्थापना की। यह केबल बाध्य बाहरी neurostimulation के 24 घंटा अवधि के अंत में सही औसत दर्जे का अग्रमस्तिष्क बंडल में 6 hydroxydopamine (6 OHDA) इंजेक्शन लगाने, सबथैलेमिक नाभिक में पुरानी उत्तेजना इलेक्ट्रोड दाखिल करने और मूल्यांकन मोटर परिणामों से एकतरफा पार्किंसंस घाव बनाने के होते हैं । उत्तेजना लगातार चालू उत्तेजना के साथ आयोजित किया गया। आयाम साइड इफेक्ट के लिए अलग-अलग सीमा से नीचे 20% का गठन किया गया। मोटर परिणाम मूल्यांकन Shallert करने और Montoya के अनुसार सीढ़ी की परीक्षा में कुशल तक पहुँचने के आकलन के अनुसार द्वारा सिलेंडर की परीक्षा में सहज पंजा उपयोग के आकलन के द्वारा किया गया था। इस प्रोटोकॉल में विस्तार से वर्णन सीढ़ी बॉक्स में प्रशिक्षण, गylinder परीक्षण, साथ ही hemiparkinsonian चूहों में दोनों का उपयोग करें। दोनों परीक्षणों का उपयोग आवश्यक है, क्योंकि सीढ़ी परीक्षण ठीक मोटर कौशल हानि के लिए अधिक संवेदनशील होने लगता है और neurostimulation दौरान बदलने के लिए अधिक से अधिक संवेदनशीलता को दर्शाती है। एकतरफा पार्किंसंस मॉडल और दो व्यवहार परीक्षण के संयोजन एक मानकीकृत तरीके से अलग उत्तेजना मापदंडों के मूल्यांकन की अनुमति देता।
Introduction
सबथैलेमिक नाभिक (एसटीएन) की गहरी मस्तिष्क उत्तेजना पार्किंसंस रोग 1 और अन्य आंदोलन विकारों के लिए एक प्रभावी उपचार विकल्प है। अंतर्निहित तंत्र अभी भी खराब समझ रहे हैं और multifactorial है, लेकिन एक प्रमुख विशेषता उत्तेजक इलेक्ट्रोड 2-4 के आसपास के क्षेत्र में एक्सोन का दोहराव विध्रुवण द्वारा न्यूरोनल नेटवर्क गतिविधि के मॉडुलन है। उच्च आवृत्ति (> 100 हर्ट्ज) उत्तेजना सबसे मस्तिष्क लक्ष्य में और डीबीएस के सबसे संकेत के लिए एक लाभदायक प्रभाव के लिए आवश्यक है। अन्य फाइबर, जो उत्तेजना मात्रा द्वारा कवर किया और जो कर रहे हैं के अनजाने coactivation से गहरी मस्तिष्क उत्तेजना परिणाम के साइड इफेक्ट इस तरह के पिरामिड पथ के रूप में विभिन्न कार्यों, आगे बढ़ाना। इसलिए, यह, उत्तेजना पैरामीटर, जो रियायत के तौर पर फायदेमंद तंत्रिका तत्वों सक्रिय विकसित करने के लिए है, जबकि पक्ष प्रभाव तत्वों 5,6 के coactivation परहेज वांछनीय होगा। neurophysiology इस तरह ठीक टूनी की पेशकश कर सकता हैडीबीएस की एनजी विकल्प, वैज्ञानिक प्रगति पिछले दो दशकों के दौरान कम से कम किया गया है, क्योंकि प्रोग्रामिंग रणनीतियों मुख्य रूप से "परीक्षण और त्रुटि" रोगियों में से व्यावसायिक रूप से उपलब्ध डीबीएस उपकरणों की सीमित प्रोग्रामिंग विकल्पों से, बल्कि neurophysiological अंतर्दृष्टि का उपयोग करने से मूल्यांकन किया गया है और प्रतिबंधित और प्रयोगात्मक सेटिंग परिभाषित व्यवस्थित पूर्ण पैरामीटर अंतरिक्ष का पता लगाने के लिए।
डीबीएस अनुसंधान के क्षेत्र में translational अंधी गली काबू पाने के लिए हम नैदानिक अन्वेषण करने से पहले पार्किंसनिज़्म के कृंतक मॉडल में विकल्प उत्तेजना मापदंडों के स्क्रीन के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्ताव कर रहे हैं। चूहों में एकतरफा पार्किंसंस रोग सही औसत दर्जे का अग्रमस्तिष्क बंडल 7.8 में 6 hydroxydopamine इंजेक्शन का उपयोग कर मॉडलिंग की है। जिसके परिणामस्वरूप घाव, hemiparkinsonian के रूप में आगे वर्णित है, tyrosine hydroxylase immunohist द्वारा पोस्टमार्टम कम खुराक apomorphine इंजेक्शन के बाद रोटेशन स्कोर के मूल्यांकन के द्वारा apomorphine परीक्षा में मूल्यांकन किया है और इसकी पुष्टि की हैochemistry। जबकि एक कम मृत्यु दर और रुग्णता असर विधि, लागू करने के लिए आसान है और अत्यधिक प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है। जिसके परिणामस्वरूप मोटर घाटे बहुत असतत 7.8 रहे हैं; जानवरों दोनों सहज अन्वेषण और जटिल लोभी व्यवहार 9,10 दौरान contralateral बाईं पंजा के एक मामूली हानि दिखा रहे हैं।
गहरी मस्तिष्क उत्तेजना प्रोटोकॉल परीक्षण की आवश्यकता होती है जो मोटर प्रदर्शन में एक त्वरित और विश्वसनीय परिवर्तन को मापने के लिए अनुमति देते हैं और अलग अलग neurostimulation सेटिंग्स के साथ समय पर दोहराया जा सकता है के प्रभाव का आकलन करने के लिए। कई समूह अत्यधिक चर और असंगत परिणामों 11-14 के साथ 11 चूहों में मोटर कार्यों का आकलन करने के लिए अलग अलग दृष्टिकोण और उत्तेजना विभिन्न परीक्षणों का प्रस्ताव किया है। यह हमें उच्च के साथ परीक्षण की भविष्यवाणी वैधता और पूरकता एक सेट का चयन करने के लिए मजबूर कर दिया। इसके अतिरिक्त, गहरी मस्तिष्क उत्तेजना की शर्तों के तहत मोटर परिणाम के आकलन के लिए, परीक्षण इष्ट थे जो ani के द्वारा प्रदर्शन किया जा सकता हैMals प्रोत्साहन जनरेटर के लिए केबल के माध्यम से जुड़ा हुआ है। इन प्रयोजनों के लिए हम हमारे परीक्षण पंजा उपयोग विषमता के लिए एक परीक्षण और कुशल तक पहुँचने के लिए एक परीक्षण से मिलकर बैटरी की स्थापना की। अध्ययन डिजाइन चित्रा 1 में सचित्र है।
सहज पंजा उपयोग के लिए हम सिलेंडर परीक्षण Shallert 15, जो खड़ी अन्वेषण के दौरान पंजा इस्तेमाल के लिए एक व्यापक रूप से इस्तेमाल परीक्षा है द्वारा वर्णित प्रदर्शन किया। जानवर की कोई प्रशिक्षण की आवश्यकता है। और अधिक जटिल लोभी व्यवहार के आकलन के लिए हम Montoya 16 के अनुसार सीढ़ी परीक्षण की स्थापना की। हमारी प्रोटोकॉल Kloth 17 के अनुसार संशोधित किया गया है। चूहों परीक्षण बॉक्स से छर्रों तक पहुँचने में बारह दिनों की अवधि के लिए प्रशिक्षित किया जाता है। प्रशिक्षण अवधि के बाद टेस्ट खाया छर्रों की संख्या के रूप में वर्णित सफलता की दर की गणना के द्वारा जटिल लोभी व्यवहार को मापने के लिए लागू किया जा सकता है। लेख सीढ़ी बॉक्स में विस्तृत प्रशिक्षण के साथ ही दोनों के प्रदर्शन प्रस्तुत Behभोले, hemiparkinsonian और गहरी मस्तिष्क उत्तेजना की शर्तों के तहत avioral परीक्षण।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
पशु प्रयोगों पशु संरक्षण के दिशा निर्देशों और यूरोपीय समुदाय परिषद के दिशा निर्देशों (: 55.2-2531.01 76/11 अनुमोदन संख्या) के अनुसार Wuerzburg विश्वविद्यालय और लोअर Franconia के कानूनी राज्य के अधिकारियों द्वारा अनुमोदित किया गया। सभी प्रयासों के दर्द या इस्तेमाल जानवरों की परेशानी को कम करने के लिए किए गए थे।
नोट: के रूप में कहीं 18 में वर्णित इलेक्ट्रोड आरोपण किया गया था।
1. सिलेंडर परीक्षण (चित्रा 2)
- एक 0.1% एसिटिक एसिड समाधान के साथ सिलेंडर सफाई से एक स्पष्ट प्लास्टिक के गिलास सिलेंडर (19 सेमी: 40 सेमी, व्यास ऊंचाई) तैयार करें।
- प्रयोग की तारीख और प्रत्येक चूहे की पहचान संख्या के साथ कार्ड तैयार करें।
- सिलेंडर के पीछे 90 डिग्री के कोण में दो दर्पण रखें।
- सिलेंडर के सामने कैमरे की जगह ऐसी है कि कैमरा और सिलेंडर के बीच की दूरी पंजे का एक अच्छा दृश्य की अनुमति देता है।
- परिवहन बॉक्स में चूहे रखें।
नोट: जानवरों प्रयोगकर्ता परीक्षण करने से पहले तनाव से बचने के लिए नियंत्रित किया जाना चाहिए। - सिलेंडर परिवहन बॉक्स का उपयोग करने के लिए घर पिंजरे से चूहे परिवहन।
- सिलेंडर (चित्रा 3) में चूहे रखें।
- हमेशा गतिविधि में circadian मतभेद से बचने के लिए दिन के एक ही समय में सभी व्यवहार परीक्षण प्रदर्शन करते हैं। पशु केबल द्वारा प्रोत्साहन जनरेटर से जुड़ा है, तो यकीन है कि केबल प्रयोग के दौरान मुड़ नहीं है।
- कैमरे पर "रिकॉर्ड" बटन दबाएँ। प्रयोग और कैमरे के लिए चूहे की पहचान संख्या की वास्तविक तिथि के साथ कार्ड दिखाओ। रिकॉर्डिंग शुरू।
- पांच मिनट के बाद, सिलेंडर से पशु हटा दें और इसे वापस रख परिवहन बॉक्स का उपयोग कर घर पिंजरे में।
- एक 0.1% एसिटिक एसिड समाधान के साथ सिलेंडर साफ करें।
- छोड़ दिया और सही पंजा दीवार संपर्कों (प्रतिशत में पंजा उपयोग) के साथ ही आर गणना के द्वारा दर्ज की गई वीडियो से पंजा उपयोग का मूल्यांकनearings के साथ (या सिलेंडर दीवार पर समर्थन के बिना हिंद पंजे पर खड़े)। सिलेंडर परीक्षण भी एक उपयुक्त सॉफ्टवेयर द्वारा स्वचालित रूप से मूल्यांकन किया जा सकता है।
नोट: एक स्वस्थ चूहे दोनों पंजे समान रूप से उपयोग करता है। hemiparkinsonian चूहे पंजा एक हद तक कम घाव की वजह से प्रभावित करता है।
2. सीढ़ी परीक्षण (चित्रा 4)
- अधिग्रहण चरण
- प्रशिक्षण के लिए पहले एक दिन सीढ़ी परीक्षण में इस्तेमाल छर्रों के साथ जानवरों को परिचित।
- वैकल्पिक: में वृद्धि करने के लिए पशु की प्रेरणा एक आहार प्रतिबंध का उपयोग करें (मानक प्रयोगशाला चाउ की 10-15 ग्राम मुक्त खिला स्तर 16 से 90% से कम शरीर के वजन को बनाए रखने के लिए)। बहरहाल, यह एक सकारात्मक प्रशिक्षण प्रभाव को प्राप्त करने के लिए अनिवार्य नहीं है। इस अध्ययन खाद्य प्रतिबंध के बिना आयोजित किया गया।
- एक स्पष्ट प्लास्टिक के गिलास सीढ़ी बॉक्स तैयार (ऊँचाई: 34.5 सेमी, लंबाई: 35.5 सेमी, चौड़ाई: 12 सेमी और संकीर्ण डिब्बे 6 सेमी) एक 0.1% एसी के साथ बॉक्स सफाई सेetic एसिड समाधान। नोट: सीढ़ी बॉक्स एक ऊंचे मंच और संकीर्ण डिब्बे में दो सीढ़ियों के साथ एक दो डिब्बे-बॉक्स है। संकीर्ण डिब्बे में सीढ़ियों पर छोड़ दिया कदम, केवल सही पंजा के साथ सही कदम केवल बाईं पंजा के साथ पहुंचा जा सकता है।
ध्यान दें: मानक सीढ़ी बक्से, एक ढक्कन के साथ दो डिब्बों से मिलकर अगर यह केबल के माध्यम से प्रेरित चूहों के साथ प्रयोगों के लिए इस्तेमाल किया जा करने के लिए ढक्कन के बिना एक उच्च बॉक्स का उपयोग करें। - सीढ़ी निकालें और आठ 45 मिलीग्राम छर्रों के साथ हर कदम पर कुओं को भरने।
- सीढ़ी डालें और बढ़ मंच पर आठ अतिरिक्त छर्रों डाल दिया।
- परिवहन बॉक्स में चूहे रखें।
- परिवहन बॉक्स का उपयोग सीढ़ी बॉक्स के लिए घर पिंजरे से चूहे परिवहन।
- सीढ़ी बॉक्स में चूहा (चित्रा 5) रखें।
- पांच मिनट के बाद, सीढ़ी बॉक्स से पशु हटा दें और इसे वापस रख परिवहन बॉक्स का उपयोग कर घर पिंजरे में।
- नोट कितनेछर्रों सही और बाएँ सीढ़ी से मंच और (अंततः) से खाया गया।
- आठ से 45 मिलीग्राम छर्रों के साथ हर कदम पर कुओं को भरने से सीढ़ी फिर से भरना।
- साफ एक 0.1% एसिटिक एसिड समाधान के साथ सीढ़ी बॉक्स और मंच पर अतिरिक्त छर्रों जगह है।
- इस प्रक्रिया (अधिग्रहण चरण) एक पंक्ति में तीन दिन दोहराएँ।
नोट: सभी प्रयोगों में वर्णित पुरुष Sprague Dawley चूहों पर प्रदर्शन किया गया। विभिन्न प्रशिक्षण मॉड्यूल की अवधि अलग तनाव, सेक्स और विक्रेता के चूहों में अलग कर सकते हैं।
- प्रशिक्षण के लिए पहले एक दिन सीढ़ी परीक्षण में इस्तेमाल छर्रों के साथ जानवरों को परिचित।
- मुफ्त विकल्प टेस्ट
- एक 0.1% एसिटिक एसिड समाधान के साथ सीढ़ी बॉक्स को साफ करें।
- सीढ़ी निकालें और आठ 45 मिलीग्राम छर्रों के साथ हर कदम पर कुओं को भरने।
- परिवहन बॉक्स में चूहे रखें।
- परिवहन बॉक्स का उपयोग सीढ़ी बॉक्स के लिए घर पिंजरे से चूहे परिवहन।
- सीढ़ी बॉक्स में चूहे रखें।
- पांच मिनट के बाद, सीढ़ी से पशु हटा देंमामले बॉक्स और इसे वापस रख परिवहन बॉक्स का उपयोग कर घर पिंजरे में।
नोट कितने छर्रों दाएं और बाएं सीढ़ी से खाया गया। - नोट: जानवरों अभी भी गोली लोभी के साथ समस्या है, तो मंच है जहां वे आसानी से पहुंचा जा सकता है पर कुछ और जोड़ने।
- आठ से 45 मिलीग्राम छर्रों के साथ हर कदम पर कुओं को भरने से सीढ़ी फिर से भरना।
- अगले पशु के लिए एक 0.1% एसिटिक एसिड समाधान के साथ सीढ़ी बॉक्स को साफ करें।
- इस प्रक्रिया (स्वतंत्र चुनाव चरण) एक पंक्ति में तीन दिन दोहराएँ।
ध्यान दें: प्रस्तुत परिणाम मॉड्यूल के बीच एक आराम की अवधि के बिना आयोजित प्रशिक्षण के द्वारा प्राप्त किया गया। कुछ समूहों के प्रशिक्षण की प्रक्रिया का समर्थन करने के लिए, समेकन के लिए एक आराम दिन पसंद करते हैं।
- जबरिया विकल्प परीक्षण
- एक 0.1% एसिटिक एसिड समाधान के साथ सीढ़ी बॉक्स को साफ करें।
- सीढ़ी निकालें और आठ (पहले तीन मॉड्यूल के दिन) या चार (लगातार thr के साथ छोड़ दिया सीढ़ी पर हर कदम पर कुओं को भरनेमॉड्यूल) 45 मिलीग्राम छर्रों के ईई दिनों के लिए।
- पक्ष, जहां हानि घटित होगा पर मजबूर विकल्प परीक्षण प्रदर्शन करना।
नोट: हम सही गोलार्द्ध पर पार्किंसंस घाव प्रदर्शन और इसलिए चुनिंदा बाईं पंजा ट्रेन।
- पक्ष, जहां हानि घटित होगा पर मजबूर विकल्प परीक्षण प्रदर्शन करना।
- परिवहन बॉक्स में चूहे रखें।
- परिवहन बॉक्स का उपयोग सीढ़ी बॉक्स के लिए घर पिंजरे से चूहे परिवहन।
- सीढ़ी बॉक्स में चूहे रखें।
- पांच मिनट के बाद, सीढ़ी बॉक्स से पशु हटा दें और इसे वापस रख परिवहन बॉक्स का उपयोग कर घर पिंजरे में।
- नोट कितने छर्रों बाईं सीढ़ी से खाया गया।
- आठ या चार 45 मिलीग्राम छर्रों (छर्रों की संख्या प्रशिक्षण दिन पर निर्भर करता है) के साथ हर कदम पर कुओं को भरने से सीढ़ी फिर से भरना।
- अगले पशु के लिए एक 0.1% एसिटिक एसिड समाधान के साथ सीढ़ी बॉक्स को साफ करें।
- इस प्रक्रिया (मजबूर चुनाव चरण) एक पंक्ति में छह दिन दोहराएँ।
- आंकड़ा अधिग्रहण
- <li> प्रयोग के रूप में मजबूर चुनाव मॉड्यूल के लिए (प्रत्येक में अच्छी तरह से छोड़ दिया सीढ़ी पर चार छर्रों) लगातार दो दिनों पर वर्णित प्रदर्शन करना। सफलता की दर (खाया छर्रों की संख्या) दो दिन का मतलब के रूप में गणना।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
सभी जानवरों को दोनों डोपामिनर्जिक घाव और इलेक्ट्रोड स्थान की पोस्टमार्टम ऊतकीय सत्यापन कराना पड़ा। केवल एसटीएन अंदर सही इलेक्ट्रोड प्लेसमेंट (चित्रा 6) और पूर्ण डोपामिनर्जिक घाव (> द्रव्य नाइग्रा में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स के 90% के नुकसान) के साथ जानवरों परिणाम अनुभाग (चित्रा 7) में शामिल थे।
सिलेंडर lesioned शर्त के तहत प्रदर्शन किया परीक्षण से पता चला है कि lesioned छोड़ दिया पंजा उपयोग 15.11% (मतलब है) के लिए लगभग 50% (भोले, स्वस्थ चूहा) से कमी आई है। नियमित रूप से 130 हर्ट्ज उत्तेजना एक 24 घंटा उत्तेजना अवधि के बाद के तहत (पल्स चौड़ाई 60 μsec), जो पार्किंसंस रोगियों में मानक प्रोटोकॉल है, पंजा उपयोग 21.9% (8 चित्रा) की वृद्धि हुई। एक उच्च मानक विचलन के कारण इस अंतर सांख्यिकीय महत्वपूर्ण नहीं है। rearings की संख्या में कोई एडवेंचर्स दिखायादिखावा और उत्तेजित हालत है, लेकिन इस पैरामीटर के बीच सीईएस चूहे की गतिविधि की माप के रूप में आगे के अध्ययन में शामिल किया जाएगा। प्रदर्शन जाहिरा तौर पर उत्तेजना केबल (9 चित्रा) से परेशान नहीं किया गया था।
हमारी गहरी मस्तिष्क उत्तेजना अध्ययन में इस्तेमाल सभी जानवरों को गोली बारह दिनों से वर्णित समय के भीतर तक पहुँचने में जानने के लिए सक्षम थे। lesioning पहले मतलब सफलता की दर 13.5 से 28 छर्रों (48.2%) से बाहर था। lesioning के बाद मतलब सफलता दर 2.4 छर्रों (8.6%) करने के लिए काफी कमी आई है। यह एक 24 घंटा उत्तेजना अवधि (चित्रा 10) के अंत में नियमित रूप से 130 हर्ट्ज उत्तेजना के अंतर्गत 7 छर्रों (25%) के लिए फिर से वृद्धि हुई है। प्रदर्शन उत्तेजना केबल (चित्रा 7) से परेशान नहीं किया गया था। दो मोटर परीक्षण hemiparkinsonian चूहे में मोटर घाटे का आकलन करने में पूरक थे और डिफ़ॉल्ट Therap के तहत सुधार पर आधारित एक अच्छा भविष्यवाणी वैधता था eutic की स्थिति। उत्तेजना केबल परीक्षण प्रदर्शन (11 चित्रा) पर कोई प्रभाव नहीं लग रहा था।
चित्रा 1:।। अध्ययन डिजाइन एकल कदम hemiparkinsonian चूहों में अलग उत्तेजना प्रोटोकॉल पर एक प्रयोग किया यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2:।। सिलेंडर परीक्षण सेटअप बॉक्स सिलेंडर दर्पण के साथ व्यवस्था की यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
3 "src =" / files / ftp_upload / 53951 / 53951fig3.jpg "/>
चित्रा 3:।। सिलेंडर परीक्षण सिलेंडर परीक्षण के दौरान एक चूहे hemiparkinsonian यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4:। सीढ़ी परीक्षण सेटअप बॉक्स सीढ़ी छोड़ दिया सीढ़ी पर छर्रों के साथ व्यवस्था की। (ए) की ओर देखने के लिए, (बी) के ऊपर से देखें। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 5: सीढ़ी परीक्षण सीढ़ी परीक्षण के दौरान एक hemiparkinsonian चूहा।।यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 6:।। उत्तेजना साइट सही एसटीएन काले सर्किल और इसी कील संकेत आरोपण सर्जरी के दौरान दर्ज ने संकेत के साथ कोरोनरी चूहे के मस्तिष्क धारा (thionine धुंधला) यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 7:। Tyrosine hydroxylase, डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स की एक मार्कर एंजाइम के लिए 6 OHDA घाव Immunohistochemistry के प्रलेखन। चूहे के मस्तिष्क के पीछे की कोरोनरी अनुभागएर एकतरफा 6 OHDA घाव। छोड़ स्वस्थ पक्ष (ल) और lesioned दाईं ओर (आरआई) की तुलना। स्ट्रिएटम (क) और द्रव्य नाइग्रा में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स में डोपामिनर्जिक फाइबर की एकतरफा नुकसान कॉम्पेक्टा pars (एसएनसी), (ग)। स्केल बार = 100 माइक्रोन। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
8 चित्रा: पंजा सिलेंडर परीक्षण का उपयोग सिलेंडर परीक्षण के परिणाम के रूप में व्यक्त contralateral (100% - ipsilateral पंजा का उपयोग [%]) प्रतिशत में पंजा उपयोग (घाव की वजह से प्रभावित), विभिन्न शर्तों के तहत (lesioned बनाम 130 हर्ट्ज उत्तेजना)। । डेटा ± SEM के मतलब के रूप में दिया जाता है, एन = 7. कृपया यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 9:। साथ उत्तेजना केबल एक सिलेंडर परीक्षण सिलेंडर परीक्षण के दौरान hemiparkinsonian चूहे को प्रेरित किया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 10:। सीढ़ी परीक्षा में सफलता दर सीढ़ी परीक्षण के परिणाम विभिन्न परिस्थितियों (स्वस्थ, lesioned और 130 हर्ट्ज उत्तेजना) के तहत समझा छर्रों की संख्या के रूप में व्यक्त किया। डेटा ± SEM के मतलब के रूप में दिया जाता है, एन = 7 पी <0.05 (*) सांख्यिकीय महत्वपूर्ण माना जाता था (एक तरह से एनोवा + टी परीक्षण)।3951 / 53951fig10large.jpg "लक्ष्य =" _blank "> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 11:। साथ उत्तेजना केबल एक सीढ़ी परीक्षण सीढ़ी परीक्षण के दौरान hemiparkinsonian चूहे को प्रेरित किया। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
यह लेख सिलेंडर और सीढ़ी परीक्षण के लिए एक विस्तृत प्रशिक्षण प्रोटोकॉल का वर्णन है। बाद के कारण कुशल चूहों 16,17 में पहुँचने के लिए जटिल लोभी व्यवहार और ठीक मोटर आंदोलन का आकलन करने के लिए बनाया गया है। परिणाम माप परीक्षण है, जो एक उद्देश्य माप के दौरान खाया छर्रों की संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है। प्रोटोकॉल पार्किंसंस रोग और अन्य मोटर रोग मॉडल के लिए चूहे मॉडल में इस्तेमाल किया जा सकता है। सिलेंडर परीक्षण चूहों में पंजा उपयोग का मूल्यांकन करने के लिए एक सरल दृष्टिकोण शामिल है। यह कोई प्रशिक्षण की आवश्यकता है और एक वीडियो टेप से एक अत्यधिक मानकीकृत तरीके से इस्तेमाल किया जा सकता है, अंधा मूल्यांकन के द्वारा। हम कई कारणों के लिए दूसरों के बीच में इन परीक्षणों (खुले मैदान, एकल गोली तक पहुँचने परीक्षण, और चाल विश्लेषण) चुनें। दोनों परीक्षण मज़बूती से हमारे पार्किंसंस मॉडल 10 में बनाया पंजा हानि दिखा। वे परिणाम में अपेक्षाकृत मजबूत कर रहे हैं और परीक्षण के परिणाम एक उच्च उद्देश्य तरीके से प्राप्त किया जा सकता है। दोनों परीक्षण श में बार-बार इस्तेमाल किया जा सकता हैort समय अंतराल। सीढ़ी परीक्षण में, सीखने के चरण के दौरान गोली लोभी बढ़ जाती है और एक व्यक्ति के पठार के स्तर पर स्थिर है, इसलिए पठार तक पहुंचने के बाद, यह समय 16,20 से अधिक प्रशिक्षण पर निर्भर सुधार पर विचार करने के लिए बिना इस्तेमाल किया जा सकता है।
जबकि सिलेंडर परीक्षण लागू करने के लिए आसान है, चूहों ऊब और निष्क्रिय बन सकते हैं। जानवरों के अंधेरे (लाल बत्ती के साथ परीक्षण प्रदर्शन) या प्रकाश अंधेरे चक्र में देर से प्रेरित हो सकते हैं। rearings की माप चूहे की सामान्य गतिविधि पर नजर रखने के लिए उपयोगी है। सफल सीढ़ी प्रशिक्षण के लिए, यह अधिग्रहण चरण के दौरान पशुओं को प्रेरित करने के लिए महत्वपूर्ण है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि चूहे पहले लोभी दृष्टिकोण पर कुछ छर्रों हड़पने के लिए सक्षम है महत्वपूर्ण है। तत्काल सकारात्मक इनाम बाद में चरणों में अच्छा प्रशिक्षण प्रभाव में परिणाम है। एक और महत्वपूर्ण कदम तब होता है जब चूहे कार्य में कोई दिलचस्पी नहीं है। इस मामले में जब तक यह एक हल्के भोजन प्रतिबंध लागू करने के लिए आवश्यक हो सकता हैउचित प्रेरणा के स्तर पर पहुंच गया है।
हमारे अध्ययन के डिजाइन के लिए एक अन्य महत्वपूर्ण मुद्दा स्थापित प्रक्रिया का एक अच्छा भविष्य कहनेवाला वैधता था। डिजाइन उपन्यास उत्तेजना प्रोटोकॉल के लिए एक स्क्रीनिंग मंच के रूप में इस्तेमाल किया जा करने की योजना बनाई थी। हालांकि गहरी मस्तिष्क उत्तेजना एक उपचार के विकल्प है ही नहीं, पार्किंसंस रोग के लिए, लेकिन यह भी भूकंप के झटके, अवसाद, बाध्यकारी विकार, dystonia और कई अन्य स्थितियों के लिए, तंत्र इसके पीछे झूठ बोल प्रभावशीलता रहता खराब 1,21 समझा। उपन्यास को संबोधित करने के लिए, तर्कसंगत आधार उत्तेजना दृष्टिकोण एक अच्छा पशु मॉडल की आवश्यकता है।
एक और अधिक व्यावहारिक दृष्टिकोण हमें एक व्यवहार सेटअप जो उत्तेजना डिवाइस के लिए केबल के माध्यम से जुड़ा जानवरों द्वारा प्रदर्शन किया जा सकता है चुनने के लिए मजबूर कर दिया। सिलेंडर इस उद्देश्य के लिए उपयुक्त था। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सीढ़ी बॉक्स इसलिए हम मूल बॉक्स है, जो उच्च और एक ढक्कन के बिना है की एक प्रति के लिए बनाया गया एक ढक्कन है। इस परीक्षण के लिए अनुमति देता हैगहरी मस्तिष्क उत्तेजना के दौरान प्रदर्शन। केबल संचालित उत्तेजना की समस्या preclinical अनुसंधान के क्षेत्र में आम है। कुछ एक केबल के बिना उत्तेजना सक्रिय करने के उपकरणों रहे हैं, लेकिन उनके उपयोग अभी भी 22-24 सीमित है। हमारे शोध के लिए हम अलग अलग उत्तेजना पैटर्न सेट और भी लंबे समय तक उत्तेजना प्रदर्शन किया है। वर्तमान में यह केवल केबल संचालित उत्तेजना के द्वारा किया जा सकता है, क्योंकि यह जानवर को छूने के बिना विभिन्न उत्तेजना सुविधाओं की एक त्वरित reprogramming अनुमति देता है। इस संबंध में इस अध्ययन डिजाइन सबसे अनुसंधान गहरी मस्तिष्क को प्रेरित चूहों में मोटर परिणाम के साथ काम समूहों के लिए अनुकूल है।
सारांश में, इस पांडुलिपि विभिन्न प्रयोगात्मक डीबीएस की शर्तों के तहत hemiparkinsonian चूहों में मोटर परिणाम के अध्ययन के लिए एक पूरी लंबाई प्रोटोकॉल प्रस्तुत करता है। यह सीढ़ी बॉक्स में प्रशिक्षण के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल, साथ ही सिलेंडर परीक्षण के उपयोग का वर्णन करता है। वर्णित प्रशिक्षण विधि से संबंधित समस्याओं को जब अलग से चूहों उत्पन्न हो सकता हैतनाव, लिंग या विक्रेता इस्तेमाल कर रहे हैं। चूहे सेक्स और व्यवहार परीक्षण 20,25,26 के अपने प्रदर्शन में तनाव के अनुसार भिन्न होते हैं। मादा चूहों में मद चक्र को भी अपने दैनिक प्रदर्शन 27 पर एक प्रभाव है। इस सीमा के साथ सौदा करने के लिए, मादा चूहों पुरुषों जो मद चक्र 28 desynchronizes बिना रखे जा सकते हैं। यह भी outbreed चूहे उपभेदों में व्यक्तिगत सीखने घटता के अनुसार प्रशिक्षण चरण की अवधि को समायोजित करने के लिए आवश्यक हो सकता है। खाद्य अक्सर व्यवहार परीक्षण में इस्तेमाल प्रतिबंध सावधानी से लागू किया जाना चाहिए। भोजन के अभाव प्रेरणा वृद्धि हो सकती है, लेकिन दूसरी तरफ 20,29 लोभी की सटीकता कम हो जाती है। वर्णित व्यवहार बैटरी, hemiparkinsonian मॉडल के साथ संयोजन में, अलग-अलग उपचार के विकल्प और मोटर परिणाम पर उनके प्रभाव का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। सबथैलेमिक न्यूक्लियस की गहरी मस्तिष्क उत्तेजना के लिए, इस अध्ययन के डिजाइन एक उच्च भविष्य कहनेवाला वैधता है।
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Staircase box without lid | Glas Keil, Germany | custom made | |
| Cylinder box | Glas Keil, Germany | custom made | |
| Dustless precision pellets, 45 mg | Bio Serv | F0021 |
References
- Fasano, A., Lozano, A. M. Deep brain stimulation for movement disorders: 2015 and beyond. Current opinion in neurology. , (2015).
- McIntyre, C. C., Savasta, M., Kerkerian-Le Goff, L., Vitek, J. L. Uncovering the mechanism(s) of action of deep brain stimulation: activation, inhibition, or both. Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 115, 1239-1248 (2004).
- Deniau, J. M., Degos, B., Bosch, C., Maurice, N. Deep brain stimulation mechanisms: beyond the concept of local functional inhibition. The European journal of neuroscience. 32, 1080-1091 (2010).
- Modolo, J., Legros, A., Thomas, A. W., Beuter, A. Model-driven therapeutic treatment of neurological disorders: reshaping brain rhythms with neuromodulation. Interface focus. 1, 61-74 (2011).
- Groppa, S., et al. Physiological and anatomical decomposition of subthalamic neurostimulation effects in essential tremor. Brain : a journal of neurology. 137, 109-121 (2014).
- Reich, M. M., et al. Short pulse width widens the therapeutic window of subthalamic neurostimulation. Annals of clinical and translational neurology. 2, 427-432 (2015).
- Blandini, F., Armentero, M. T., Martignoni, E. The 6-hydroxydopamine model: news from the past. Parkinsonism & related disorders. 14, Suppl 2 124-129 (2008).
- Bove, J., Perier, C.
- Metz, G. A., Tse, A., Ballermann, M., Smith, L. K., Fouad, K. The unilateral 6-OHDA rat model of Parkinson's disease revisited: an electromyographic and behavioural analysis. The European journal of neuroscience. 22, 735-744 (2005).
- Miklyaeva, E. I., Castaneda, E., Whishaw, I. Q. Skilled reaching deficits in unilateral dopamine-depleted rats: impairments in movement and posture and compensatory adjustments. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 14, 7148-7158 (1994).
- Li, X. H., et al. High-frequency stimulation of the subthalamic nucleus restores neural and behavioral functions during reaction time task in a rat model of Parkinson's disease. Journal of neuroscience research. 88, 1510-1521 (2010).
- Darbaky, Y., Forni, C., Amalric, M., Baunez, C. High frequency stimulation of the subthalamic nucleus has beneficial antiparkinsonian effects on motor functions in rats, but less efficiency in a choice reaction time task. The European journal of neuroscience. 18, 951-956 (2003).
- Fang, X., Sugiyama, K., Akamine, S., Namba, H. Improvements in motor behavioral tests during deep brain stimulation of the subthalamic nucleus in rats with different degrees of unilateral parkinsonism. Brain research. 1120, 202-210 (2006).
- Lindemann, C., Krauss, J. K., Schwabe, K. Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus in the 6-hydroxydopamine rat model of Parkinson's disease: effects on sensorimotor gating. Behavioural brain research. 230, 243-250 (2012).
- Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
- Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. The 'staircase test': a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats. Journal of neuroscience. 36, 219-228 (1991).
- Kloth, V., Klein, A., Loettrich, D., Nikkhah, G. Colour-coded pellets increase the sensitivity of the staircase test to differentiate skilled forelimb performances of control and 6-hydroxydopamine lesioned rats. Brain research bulletin. 70, 68-80 (2006).
- Fluri, F., Volkmann, J., Kleinschnitz, C. Microelectrode guided implantation of electrodes into the subthalamic nucleus of rats for long-term deep brain stimulation. JoVE. , (2015).
- Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotactic coordinates. , (2008).
- Nikkhah, G., Rosenthal, C., Hedrich, H. J., Samii, M. Differences in acquisition and full performance in skilled forelimb use as measured by the 'staircase test' in five rat strains. Behavioural brain research. 92, 85-95 (1998).
- Angelov, S. D., Dietrich, C., Krauss, J. K., Schwabe, K. Effect of Deep Brain Stimulation in Rats Selectively Bred for Reduced Prepulse Inhibition. Brain stimulation. , (2014).
- de Haas, R., et al. Wireless implantable micro-stimulation device for high frequency bilateral deep brain stimulation in freely moving mice. Journal of neuroscience methods. 209, 113-119 (2012).
- Heo, M. S., et al. Fully Implantable Deep Brain Stimulation System with Wireless Power Transmission for Long-term Use in Rodent Models of Parkinson's Disease. Journal of Korean Neurosurgical Society. 57, 152-158 (2015).
- Gut, N. K., Winn, P. Deep brain stimulation of different pedunculopontine targets in a novel rodent model of parkinsonism. J. Neurosci. 35, 4792-4803 (2015).
- Whishaw, I. Q., Gorny, B., Foroud, A., Kleim, J. A. Long-Evans and Sprague-Dawley rats have similar skilled reaching success and limb representations in motor cortex but different movements: some cautionary insights into the selection of rat strains for neurobiological motor research. Behavioural brain research. 145, 221-232 (2003).
- Honndorf, S., Lindemann, C., Tollner, K., Gernert, M. Female Wistar rats obtained from different breeders vary in anxiety-like behavior and epileptogenesis. Epilepsy research. 94, 26-38 (2011).
- Jadavji, N. M., Metz, G. A. Sex differences in skilled movement in response to restraint stress and recovery from stress. Behavioural brain research. 195, 251-259 (2008).
- Kucker, S., Tollner, K., Piechotta, M., Gernert, M. Kindling as a model of temporal lobe epilepsy induces bilateral changes in spontaneous striatal activity. Neurobiology of disease. 37, 661-672 (2010).
- Smith, L. K., Metz, G. A. Dietary restriction alters fine motor function in rats. Physiology & behavior. 85, 581-592 (2005).
