Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Behavior

En ny tilnærming til Vurdere Motor utfallet av dyp hjernestimulering Effekter i Hemiparkinsonian Rat: Trapp og Cylinder Test

Published: May 31, 2016 doi: 10.3791/53951

Abstract

Dyp hjernestimulering av subthalamic kjernen er en effektiv behandling for Parkinsons sykdom. I vårt laboratorium har vi etablert en protokoll for å skjerme ulike nervestimulering mønstre i hemiparkinsonian (unilateral skadede) rotter. Den består av å lage en ensidig Parkinsons lesjon ved å injisere 6-hydroksydopamin (6-OHDA) inn i den høyre mediale forhjernen bunten, implanterer kroniske stimuleringselektroder i subthalamic kjernen og evaluering av motoriske resultater ved slutten av 24-timers perioder med kabel-bundet ytre neurostimulation . Stimuleringen ble utført med konstant strøm stimulering. Amplituden ble satt 20% under den enkelte terskel for bivirkninger. Motoren utfallet Evalueringen ble gjort ved vurderingen av spontan labben bruk i sylinderen test i henhold til Shallert og ved vurderingen av dyktige nå i trappetest i henhold til Montoya. Denne protokollen beskriver i detalj opplæringen i trappeoppgangen boksen, cylinder test, så vel som anvendelsen av både i hemiparkinsonian rotter. Bruken av begge testene er nødvendig, fordi trappen testen ser ut til å være mer følsomme for motoriske ferdigheter verdifall og viser større følsomhet for endringer i løpet av neurostimulation. Kombinasjonen av den ensidige Parkinson modellen og de to adferdstester tillater vurdering av forskjellige stimuleringsparametere på en standardisert måte.

Introduction

Dyp hjernestimulering av subthalamic nucleus (STN) er en effektiv behandling for Parkinsons sykdom 1 og andre bevegelsesforstyrrelser. De underliggende mekanismene er fortsatt dårlig forstått og multifaktoriell, men en viktig funksjon er modulering av neuronal nettverk aktivitet av repeterende depolarisering av axoner i nærheten av stimulerende elektrode 2-4. Høy frekvens (> 100 Hz) stimulering er nødvendig for en gunstig effekt i de fleste hjerne mål og for de fleste indikasjoner på DBS. Bivirkninger av dyp hjernestimulering resultat fra utilsiktet coactivation av andre fibre, som er dekket av stimulering volum og som subserve forskjellige funksjoner, som for eksempel pyramidesystemet. Derfor ville det være ønskelig å utvikle stimuleringsparametere, som fortrinnsvis aktiverer fordelaktige nerveelementene, samtidig som man unngår coactivation av bivirkning elementene 5,6. Selv om nevrofysiologi kan tilby slike fine tuningng valg av DBS, har vitenskapelige fremskritt vært minimal i løpet av de siste to tiårene, fordi programmering strategier har først og fremst blitt vurdert av "prøving og feiling" pasienter og begrenset av den begrensede programmering av kommersielt tilgjengelige DBS enheter, heller enn å bruke nevrofysiologiske innsikt og definert eksperimentelle innstillinger for å systematisk utforske hele parameter plass.

For å overvinne den translasjonsforskning veisperring i DBS forskning vi foreslår en protokoll for å screene alternative stimuleringsparametre i gnagermodeller av parkinsonisme før klinisk undersøkelse. Unilateral Parkinsons sykdom hos rotter som blir modellert ved anvendelse av 6-hydroksydopamin injeksjoner inn i høyre mediale forhjernen bunt 7,8. Den resulterende lesjon, nærmere beskrevet som hemiparkinsonian, skal vurderes i apomorphine testen ved evaluering av rotasjons stillingen etter lav dose apomorfin injeksjon og bekreftet post mortem av tyrosin hydroksylase immunohistochemistry. Metoden er enkel å bruke og svært reproduserbare, mens bærer en lav dødelighet og sykelighet. De resulterende motoriske underskudd er veldig diskret 7,8; dyrene viser en svak svekkelse av den kontralaterale venstre labb under både spontan leting og komplekse fatte oppførsel 9,10.

For å vurdere effekten av dyp hjernestimulering protokoller tester er nødvendig som tillater å måle en rask og pålitelig endring i motorytelse og kan gjentas over tid med ulike nervestimulering innstillinger. Flere grupper har foreslått ulike stimulerings tilnærminger og ulike tester for å vurdere de motoriske funksjoner hos rotter 11 med svært variable og inkonsistente resultater 11-14. Dette tvang oss til å velge et sett med tester med høy forutsi gyldighet og komplementaritet. I tillegg, for vurdering av motor resultat henhold dype hjerne stimuleringsbetingelser, tester ble foretrekkes som kan utføres av aniMals koblet via kabel til stimulans generator. For disse formålene etablerte vi vår testbatteri bestående av en test for labb bruk asymmetri og en test for dyktig nå. Studieutformingen er vist i figur 1.

For spontan pote bruk vi utførte sylinderen testen beskrevet av Shallert 15, som er en mye brukt test for labb bruk under vertikal leting. Ingen trening av dyret er nødvendig. For vurderingen av mer komplekse gripe atferd vi etablert trapp test i henhold til Montoya 16. Vår protokollen er endret i henhold til Kloth 17. Rottene trenes i en periode på tolv dager i å nå pellets fra testboksen. Etter opplæringsperioden kan brukes testen for å måle komplekse fatte oppførsel ved å telle suksessraten beskrevet som antall pellets spist. Artikkelen presenterer detaljert opplæring i trapp boksen samt resultatene av både behavioral tester under naive, hemiparkinsonian og dyp hjernestimulering forhold.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Dyreforsøk ble godkjent av Universitetet i Würzburg og de juridiske statlige myndigheter i Nedre Franken i samsvar med de retningslinjer dyrevern og europeiske fellesskap Rådets retningslinjer (godkjenningsnummer: 55,2 til 2531,01 76/11). Alle forsøk ble gjennomført for å redusere smerte eller ubehag av dyrene som brukes.

Merk: elektrode implantasjon ble utført som beskrevet andre steder 18.

1. Cylinder Test (figur 2)

  1. Forbered en klar plast glassylinder (høyde: 40 cm, diameter: 19 cm) ved å rense sylinderen med en 0,1% eddiksyreløsning.
  2. Forbered kort med dato for forsøket, og hver rotte identifikasjonsnummer.
  3. Plassere to speil i vinkel på 90 ° bak sylinderen.
  4. Plassere kameraet i fronten av sylinderen, slik at avstanden mellom kameraet og sylinderen tillater et godt inntrykk av poter.
  5. Plasser rotte i transportkassen.
    Merk: Dyrene bør håndteres av eksperimentator før testen for å unngå stress.
  6. Transporter rotte fra hjemmet buret til sylinderen ved hjelp av transportkassen.
  7. Plasser rotte i sylinderen (figur 3).
    1. Utfør alltid alle atferdstester på samme tid på dagen for å unngå biologiske forskjeller i aktivitet. Hvis dyret er koblet til stimulans generator med kabel sørge for at kabelen ikke er vridd under forsøket.
  8. Trykk på "record" -knappen på kameraet. Vis kortet med den faktiske datoen for forsøket og rotte identifikasjonsnummer til kameraet. Start opptaket.
  9. Etter fem minutter, fjerne dyret fra sylinderen og sette den tilbake i hjemmeburet ved hjelp av transportkassen.
  10. Rens sylinder med en 0,1% eddiksyreløsning.
  11. Vurdere labben bruk fra innspilt video ved å telle venstre og høyre labb veggkontakter (pote bruk i prosent) samt rØredobber (stående på bakpotene med eller uten støtte på sylinderveggen). Sylinderen Testen kan også evalueres automatisk ved en passende programvare.
    Merk: En sunn rotte bruker både poter likt. Den hemiparkinsonian rotte bruker labben berørt på grunn av lesjon i mindre grad.

2. Trapp Test (figur 4)

  1. Oppkjøp Phase
    1. Én dag før opplæringen kjent dyrene med pelletene som brukes i Trapp testen.
      1. Valgfritt: For å øke dyrets motivasjon bruke et kosttilskudd begrensning (10-15 g standard laboratorium chow å opprettholde kroppsvekt på 90% av mating nivå 16). Dette er imidlertid ikke obligatorisk for å oppnå en positiv treningseffekt. Denne studien ble gjennomført uten mat begrensning.
    2. Forbered en klar plast glass trapp boks (høyde: 34,5 cm, lengde: 35,5 cm, bredde: 12 cm og smal rommet 6 cm) ved å rense boksen med en 0,1% acisk syreløsning. Merk: Trappen boksen er en to-kupé-boks med en hevet plattform og to trapper i trange rom. Den venstre trinnene på trappen i trange rom kan nås bare med venstre labb, de riktige trinnene bare med høyre labben.
      Merk: Standard trapp bokser består av to kamre med et lokk, hvis det skal brukes for forsøk med rotter stimulert via kabel, bruke en høy kasse uten lokk.
    3. Ta trappen og fylle brønnene på hvert trinn med åtte 45 mg pellets.
    4. Sett trapp og sette ytterligere åtte pellets på økt plattformen.
    5. Plasser rotte i transportkassen.
    6. Transporter rotte fra hjemmet buret til trappen boksen med transportkassen.
    7. Plasser rotte i trapp (Figur 5).
    8. Etter fem minutter, fjerne dyret fra trapp esken og sette den tilbake i hjemmeburet ved hjelp av transportkassen.
    9. Legg merke til hvordan mangepellets ble spist fra plattform og (eventuelt) fra høyre og venstre trapp.
    10. Fyll opp trappen ved å fylle brønnene på hvert trinn med åtte 45 mg pellets.
    11. Rens trapp boks med en 0,1% eddiksyreløsning og plassere de ytterligere pellets på plattformen.
    12. Gjenta denne prosedyren (oppkjøpet fase) tre dager på rad.
      Merk: Alle eksperimentene beskrevet ble utført på Sprague Dawley hannrotter. Varigheten av de forskjellige treningsmodulene kan variere i rotter av forskjellig stamme, kjønn og vender.
  2. Fritt valg Test
    1. Rens trapp boks med en 0,1% eddiksyreløsning.
    2. Ta trappen og fylle brønnene på hvert trinn med åtte 45 mg pellets.
    3. Plasser rotte i transportkassen.
    4. Transporter rotte fra hjemmet buret til trappen boksen med transportkassen.
    5. Plasser rotte i trapp boksen.
    6. Etter fem minutter, fjerne dyret fra trappeHvis boksen og sette den tilbake i hjemmeburet ved hjelp av transportkassen.
      Legg merke til hvordan mange pellets ble spist fra høyre og venstre trapp.
    7. Merk: Hvis dyrene fortsatt har problemer med å fatte pellet, tilsett litt mer på plattformen hvor de lett kan nås.
    8. Fyll opp trappen ved å fylle brønnene på hvert trinn med åtte 45 mg pellets.
    9. Rens trapp boks med en 0,1% eddiksyreløsning for den neste dyret.
    10. Gjenta denne prosedyren (fritt valg fase) tre dager på rad.
      Merk: De presenterte resultater ble oppnådd ved å trene gjennomført uten en hvileperiode mellom modulene. Noen grupper foretrekker en hvile dag for konsolidering, for å støtte opplæringsprosessen.
  3. Tvunget Valgstest
    1. Rens trapp boks med en 0,1% eddiksyreløsning.
    2. Ta trappen og fylle brønner på hvert trinn på venstre trapp med åtte (tre første dagene av modulen) eller fire (sammenhengende three dagene av mg pellets modul) 45.
      1. Utfør tvunget valgstest på siden, hvor nedskrivning vil oppstå.
        Merk: Vi utfører Parkinson lesjon på den høyre hjernehalvdelen, og derfor trene selektivt venstre pote.
    3. Plasser rotte i transportkassen.
    4. Transporter rotte fra hjemmet buret til trappen boksen med transportkassen.
    5. Plasser rotte i trapp boksen.
    6. Etter fem minutter, fjerne dyret fra trapp esken og sette den tilbake i hjemmeburet ved hjelp av transportkassen.
    7. Legg merke til hvordan mange pellets ble spist fra venstre trapp.
    8. Fyll opp trappen ved å fylle brønnene på hvert trinn med åtte eller fire 45 mg pellets (rekke pellets er avhengig av trening dag).
    9. Rens trapp boks med en 0,1% eddiksyreløsning for den neste dyret.
    10. Gjenta denne prosedyren (tvunget valg fase) seks dager på rad.
  4. Datainnsamling
      <li> Utfør eksperimentet som beskrevet for den tvungne valg modulen (fire pellets i hver brønn på den venstre trapp) på to påfølgende dager. Beregn suksessrate (antall pellets spist) som gjennomsnittet av de to dagene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Alle dyr gjennomgikk en post mortem histologisk verifisering av både dopaminerge lesjon og elektroden plassering. Kun dyr med riktig plassering av elektrodene inne i STN (figur 6) og fullstendig dopaminerge lesjon (> 90% tap av dopaminerge nevroner i substantia nigra) ble inkludert i resultatene delen (figur 7).

Sylinderen test utført under skadede tilstand viste at skadede venstre labb bruk redusert fra ca 50% (naiv, sunn rat) til 15,11% (gjennomsnitt). Under vanlig 130 Hz stimulering etter en 24-timers periode stimulering (pulsbredde 60 usek), som er den standardprotokollen i Parkinson-pasienter, økte labben bruk til 21,9% (figur 8). På grunn av en høy standard avvik denne forskjellen er ikke statistisk signifikant. Antallet rearings viste ingen differenCES mellom humbug og stimulert tilstand, men denne parameteren vil inngå i videre studier som måling av rotte aktivitet. Forestillingen ble tilsynelatende ikke forstyrret av stimulering kabel (figur 9).

Alle dyr som brukes i vår dyp hjernestimulering studien var i stand til å lære pelleten nå innenfor den beskrevne tidslinjen i tolv dager. Gjennomsnittlig suksessraten før lesioning var 13,5 av 28 pellets (48,2%). Etter lesioning reduserte gjennomsnittlig suksessraten i vesentlig grad til 2,4 pellets (8,6%). Det økte igjen til 7-pellets (25%) i henhold til vanlig 130 Hz stimulering ved slutten av en 24 timers stimulering periode (figur 10). Forestillingen ble ikke forstyrret av stimulering kabel (figur 7). De to motortester var utfyllende i vurderingen motoriske underskudd i hemiparkinsonian rotte og hadde en god forutsi validitet basert på forbedring i henhold til standard Therap eutic forhold. Stimulering kabelen ut til å ha noen innvirkning på testytelse (figur 11).

Figur 1
Figur 1:.. Studiedesign Enkelt skritt for å gjennomføre et eksperiment på ulike stimuleringsregimer i hemiparkinsonian rotter Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 2
Figur 2:.. Cylinder testoppsettet Sylinderen boks arrangert med speil Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

3 "src =" / files / ftp_upload / 53951 / 53951fig3.jpg "/>
Figur 3:.. Cylinder test En hemiparkinsonian rotte under sylinder test Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 4
Figur 4:. Trapp testoppsettet Trappen boks arrangert med pellets på venstre trapp. (A) fra siden, (B) ovenfra. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 5
Figur 5: Trapp test En hemiparkinsonian rotte under trapp test..Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 6
Figur 6:.. Stimulering nettstedet Coronary rottehjerne seksjon (thionin farging) med riktig STN angitt med svart sirkel og det tilsvarende pigg signal registrert under implantasjon kirurgi Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 7
Figur 7: Dokumentasjon av 6-OHDA lesjon Immunhistokjemi for tyrosinhydroksylase, et markørenzym for dopaminerge neuroner.. Koronar del av rottehjerne aktreer ensidig 6-OHDA lesjon. Sammenligning av den venstre sunn side (Le) og den lesjonerte høyre side (Ri). Ensidig tap av dopaminerge fibre i striatum (a) og dopaminerge neuroner i substantia nigra pars compacta (SNC), (c). Scale bar = 100 mikrometer. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 8
Figur 8: Paw bruk sylinder test Resultatene av sylinderen testen uttrykt som kontralaterale (påvirket på grunn av lesjon) pote bruk i prosent (100% - ipsilateral pote bruke [%]), under forskjellige betingelser (lesjonerte vs. 130 Hz stimulering). . Dataene er gitt som gjennomsnitt ± SEM, n = 7. Vennligst Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 9
Figur 9:. Cylinder test med stimulering kabel A stimulert hemiparkinsonian rotte under sylinder test. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 10
Fig. 10: suksessrate i trappeoppgangen test Resultatene av trappen testen uttrykt som antall fattes pellets under forskjellige forhold (friske, skadede og 130 Hz stimulering). Dataene er gitt som gjennomsnitt ± SEM, n = 7. P <0,05 (*) ble betraktet som statistisk signifikant (ANOVA en vei + t-test).3951 / 53951fig10large.jpg "target =" _ blank "> Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figur 11
Figur 11:. Trapp test med stimulering kabel A stimulert hemiparkinsonian rotte under trapp test. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Denne artikkelen beskriver en detaljert protokoll for trening av sylinderen og trapp test. Sistnevnte er laget for å vurdere komplekse fatte oppførsel og fin motor bevegelse på grunn av dyktig nå hos rotter 16,17. Resultatet Målingen uttrykkes som antall pellets spist i løpet av testen, som er en objektiv måling. Protokollen kan brukes i rottemodeller for Parkinsons sykdom og andre motorsykdomsmodeller. Sylinderen test innebærer en enkel metode for å evaluere pote bruk i rotter. Det krever ingen trening og kan brukes i en meget standardisert måte, ved blindet evaluering fra et videobånd. Vi velger disse testene blant andre (åpne feltet, enkelt pellet når testen, og gangart-analyse) av flere grunner. Begge testene viser pålitelig labben fall opprettet i vår Parkinsons modell 10. De er forholdsvis robuste i resultatet, og testresultatene kan oppnås i et høyt objektiv måte. Begge testene kan brukes flere ganger i short tidsintervaller. I trappeoppgangen testen, pellet grasping øker i løpet av lærefasen og stabilisert på en individuell platå, slik at etter å ha nådd platået, det kan brukes uten å måtte vurdere trening avhengig forbedring over tid 16,20.

Mens sylinderen testen er enkel å bruke, kan rotter ble lei og inaktive. Dyrene kan være motivert av mørket (som utfører testen med rødt lys) eller sent i lys-mørke-syklus. Måling av rearings er nyttig å overvåke rotte normal aktivitet. For vellykket trapp trening, er det viktig å motivere dyrene under innsamlingsfasen. Det er viktig å sikre at rotta er i stand til å hente noen pellets ved første fatte tilnærming. Den umiddelbare positive belønning resulterer i gode treningseffekter i senere faser. Et annet kritisk punkt oppstår når rotta er ikke interessert i oppgaven. I dette tilfellet kan det være nødvendig å anvende en mild mat begrensning inntilriktig motivasjon nivå er nådd.

En annen viktig sak for vår studie var en god prediktiv validitet av den etablerte prosedyren. Utformingen var planlagt å bli brukt som et screening-plattform for nye stimuleringsregimer. Selv om dyp hjernestimulering er et behandlingsalternativ ikke bare for Parkinsons sykdom, men også for tremor, depresjon, tvangslidelser, dystoni og mange andre forhold, de mekanismene som ligger bak det effektiviteten fortsatt dårlig forstått 1,21. For å løse roman, tilnærminger rasjonell basert stimulering en god dyremodell er nødvendig.

En mer pragmatisk tilnærming tvang oss til å velge en atferds oppsett som kan utføres av dyr som er koblet via kabel til stimulering enheten. Sylinderen var egnet for dette formål. Den kommersielt tilgjengelige trapp boksen har et lokk, derfor har vi utviklet en kopi av den opprinnelige eske, som er høyere og uten lokk. Dette gjør det mulig å testeytelse under dyp hjernestimulering. Problemet med kabelen drevet stimulering er vanlig i preklinisk forskning. Det finnes noen innretninger som muliggjør stimulering uten en kabel, men deres anvendelse er fortsatt begrenset 22-24. For vår forskning har vi til å sette ulike stimulerings mønstre og også utføre langsiktig stimulering. I dag kan dette bare gjøres av kabeldrevet stimulering fordi det tillater en rask omprogrammering av forskjellige stimulerings funksjoner uten å berøre dyret. I denne sammenheng dette studiedesign er egnet for de fleste forskningsgrupper som arbeider med motor utfallet i dype hjernen stimulert rotter.

Oppsummert presenterer dette manuskriptet en full lengde protokoll for å studere motor utfall i hemiparkinsonian rotter under forskjellige eksperimentelle DBS forhold. Den beskriver en detaljert protokoll for trening i trappeoppgangen boksen, så vel som anvendelse av sylinderen testen. Problemer i forbindelse med den beskrevne treningsmetode kan forekomme når rotter av forskjelligstamme, kjønn eller vender benyttes. Rotter varierer i henhold til sex og belastning i deres utførelse av atferdstester 20,25,26. Hos hunnrotter i brunst har også en innvirkning på deres daglige prestasjoner 27. For å håndtere denne begrensningen, kan hunnrotter bli plassert uten hanner som desynchronizes det brunst 28. Det kan også være nødvendig å justere varigheten av treningsfasen i henhold til individuelle læringskurvene i outbreed rottestammer. Mat begrensning ofte brukt i atferdstester bør brukes med forsiktighet. Mat deprivasjon kan øke motivasjonen, men på den annen side reduserer nøyaktigheten av fatte 20,29. Den beskrevne atferds batteri, i kombinasjon med hemiparkinsonian modellen kan brukes til å studere ulike behandlingsalternativer og deres innvirkning på motor utfallet. For dyp hjernestimulering av subthalamic kjernen, har dette studiedesign høy prediktiv validitet.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fasano, A., Lozano, A. M. Deep brain stimulation for movement disorders: 2015 and beyond. Current opinion in neurology. , (2015).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Groppa, S., et al. Physiological and anatomical decomposition of subthalamic neurostimulation effects in essential tremor. Brain : a journal of neurology. 137, 109-121 (2014).
  6. 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).
  7. Blandini, F., Armentero, M. T., Martignoni, E. The 6-hydroxydopamine model: news from the past. Parkinsonism & related disorders. 14, Suppl 2 124-129 (2008).
  8. Bove, J., Perier, C. Neurotoxin-based models of Parkinson's disease. Neuroscience. 211, 51-76 (2012).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. Paxinos, G., Watson, C. The rat brain in stereotactic coordinates. , (2008).
  20. 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).
  21. 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).
  22. 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).
  23. 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).
  24. 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).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).
  29. Smith, L. K., Metz, G. A. Dietary restriction alters fine motor function in rats. Physiology & behavior. 85, 581-592 (2005).

Tags

Behavior Rat dyp hjernestimulering trapp test sylinder test 6-OHDA modell subthalamic nucleus
En ny tilnærming til Vurdere Motor utfallet av dyp hjernestimulering Effekter i Hemiparkinsonian Rat: Trapp og Cylinder Test
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Rattka, M., Fluri, F., Krstić,More

Rattka, M., Fluri, F., Krstić, M., Asan, E., Volkmann, J. A Novel Approach to Assess Motor Outcome of Deep Brain Stimulation Effects in the Hemiparkinsonian Rat: Staircase and Cylinder Test. J. Vis. Exp. (111), e53951, doi:10.3791/53951 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter