Waiting
Login processing...

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

Behavior

Merdiven ve Silindir Testi: Yeni Bir Yaklaşım Hemiparkinsonian Rat Derin beyin stimülasyonu Etkileri Motor Sonuçlarını Değerlendirmek için

Published: May 31, 2016 doi: 10.3791/53951

Abstract

subtalamik nükleus derin beyin stimülasyonu Parkinson hastalığı için etkili bir tedavi seçeneğidir. Laboratuvarda biz hemiparkinsonian (tek taraflı lezyonlu) sıçanlarda farklı nörostimülasyon desenleri ekrana bir protokol kurdu. Kablo bağlı harici nörostimülasyon 24 saat süreleri sonunda motorlu sonuçları, sağ medial ön beyin demeti içine 6-hidroksidopamin (6-OHDA) enjekte subtalamik çekirdek içine kronik stimülasyon elektrotlar implante ve değerlendirerek tek taraflı Parkinson lezyon oluşturma oluşur . stimülasyon sabit akım uyarımı ile gerçekleştirilmiştir. genlik yan etkileri bireysel eşiğin altına% 20 kuruldu. Motor sonuç değerlendirme Shallert ve Montoya göre merdiven testinde ulaşan yetenekli değerlendirilmesi ile uygun silindir testi spontan pençe kullanımının değerlendirilmesi yapıldı. Bu protokol detaylı merdiven kutusuna eğitim açıklanır, cylinder testi, hem de hemiparkinsonian sıçanlarda hem de kullanımı. merdiven testi ince motor beceri düşüklüğü için daha duyarlı gibi görünüyor ve nörostimülasyon sırasında değiştirmek için daha fazla hassasiyet sergileyen çünkü her iki testin kullanımı gereklidir. tek taraflı Parkinson modeli ve iki davranış testleri kombinasyonu standart bir şekilde farklı stimülasyon parametreleri değerlendirilmesine olanak sağlamaktadır.

Introduction

Subtalamik çekirdek (STN) Derin beyin stimülasyonu Parkinson hastalığı 1 ve diğer hareket bozukluklarının için etkili bir tedavi seçeneğidir. Altta yatan mekanizmalar hala tam olarak anlaşılamamıştır ve çok faktörlü, ama önemli bir özelliği uyarıcı elektrot 2-4 civarında akson tekrarlayan depolarizasyon nöronal ağ etkinliğinin modülasyonu olduğunu vardır. Yüksek frekanslı (> 100 Hz) stimülasyonu beyin hedefleri ve DBS belirtiler için yararlı bir etki için gereklidir. stimülasyon hacmi kapsadığı ve diğer liflerin, yanlışlıkla koaktivasyonuna derin beyin stimülasyonu sonucu yan etkileri gibi piramidal yolu olarak farklı işlevler, işine yaramak. Bu nedenle, yan etki elemanları 5,6 Koaktivasyon kaçınarak, tercihen faydalı bir nöral elemanlar aktive uyarım parametrelerinin geliştirilmesi istenebilecektir. neurophysiology örneğin ince Modifiye sunabilir rağmenprogramlama stratejileri öncelikle oldukça nörofizyolojik fikir kullanmak yerine, piyasada mevcut DBS cihazların sınırlı programlama seçenekleri ile hastaların "deneme-yanılma" ile değerlendirilen ve kısıtlı olmasından dolayı DBS ng seçenekleri, bilimsel ilerleme, son yirmi yılda en az olmuştur ve sistematik tam parametre alanı keşfetmek için deneysel ayarları tanımlı.

Biz önce klinik keşif Parkinsonizmin kemirgen modellerinde alternatif uyarım parametrelerini ekrana bir protokol öneriyoruz DBS araştırma translasyonel barikat aşmak için. Sıçanlarda tek taraflı Parkinson hastalığı sağ medial ön beyin demeti 7,8 içine 6-hidroksidopamin enjeksiyonları kullanılarak modellenmiştir. Elde edilen lezyon, hemiparkinsonian olarak ayrıca tarif, tirozin hidroksilaz immunohist düşük doz apomorfin enjeksiyonundan sonra rotasyon puanı değerlendirilmesi ile apomorfin testinde değerlendirilir ve onaylanır ölüm sonrasıochemistry. Düşük mortalite ve morbidite taşırken yöntemi uygulamak kolay ve son derece tekrarlanabilir. Elde edilen motorlu açıkları 7,8 çok ayrık; hayvanlar kendiliğinden keşif ve karmaşık kavrama hem davranış 9,10 sırasında karşı taraftaki sol pençe hafif bir bozulma gösterirler.

Motor performansında hızlı ve güvenilir bir değişim ölçüm izin ve farklı nörostimülasyon ayarları ile zamanla tekrar edilebilir testler gereklidir derin beyin stimülasyonu protokollerinin etkinliğini değerlendirmek için. Çeşitli gruplar son derece değişken ve tutarsız sonuçlar 11-14 sıçanlarda 11 motor fonksiyonlarını değerlendirmek için farklı stimülasyon yaklaşımları ve farklı testler önerdi. Bu geçerlilik ve tamamlayıcılık predict yüksek olan testlerin bir dizi seçmek için bizi zorladı. Ayrıca, derin beyin stimülasyonu koşullarında motorun sonuçlarının değerlendirilmesi için, testler ani tarafından icra edilebilecek olan tercih edildimals uyaran jeneratör kablo ile bağlı. Bu amaçla biz pençe kullanım asimetri için bir test ve yetenekli ulaşmak için bir test oluşan test pili kurdu. Çalışmanın tasarımı, Şekil 1 'de gösterilmiştir.

Spontan pençe kullanım için biz dikey keşif sırasında pençe kullanım için yaygın olarak kullanılan bir testtir Shallert 15, tarif silindir testi uygulandı. hayvan Hiçbir eğitim gereklidir. Daha karmaşık kavrama davranışının değerlendirilmesi için biz Montoya 16 göre merdiven testi kurdu. Bizim protokol KLOTH 17'ye göre modifiye edilir. fareler test kutusundan pelet ulaşmada on iki gün süre ile yetiştirilmektedir. eğitimden sonra deney yemiş pelet sayısı olarak tarif edilen bir başarı oranı sayarak karmaşık kavrama davranışı ölçülmesi için tatbik edilebilir. makale beh merdiven kutusunda detaylı eğitimi yanı sıra hem performansını sunarnaif, hemiparkinsonian ve derin beyin stimülasyonu koşullarında avioral testler.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Hayvan deneyleri hayvan koruma kuralları ve Avrupa Toplulukları Konseyi yönergelerine (: 55,2-2531,01 76/11 onay numarası) uyarınca Wuerzburg Üniversitesi ve Aşağı Franken yasal devlet yetkilileri tarafından kabul edildi. Tüm çabalar kullanılan hayvanların ağrı veya rahatsızlık en aza indirmek için yapılmıştır.

Not: Başka bir yerde 18 açıklandığı gibi Elektrot implantasyonu yapıldı.

1. Silindir Testi (Şekil 2)

  1. Bir% 0.1 asetik asit solüsyonu ile silindir temizleme şeffaf bir plastik cam bir silindir (19 cm: 40 cm, çap yükseklik) hazırlayın.
  2. Deneyin tarih ve her sıçan kimlik numarası ile kartları hazırlayın.
  3. Silindirin arkasındaki 90 ° açı iki ayna yerleştirin.
  4. Kamera ve silindir arasındaki mesafe pençeleri iyi bir görünüm veriyor şekilde silindirin önünde kamerayı yerleştirin.
  5. taşıma kutusunda sıçan yerleştirin.
    Not: Hayvanlar stresi önlemek için test öncesi deneyci tarafından ele alınmalıdır.
  6. taşıma kutusunu kullanarak silindire ev kafes sıçan taşıyın.
  7. Silindir (Şekil 3) sıçan yerleştirin.
    1. Her zaman faaliyette sirkadiyen farklılıkları önlemek için günün aynı anda tüm davranışsal testler. hayvan kablo ile uyaran jeneratör bağlıysa kablo deney sırasında bükülmüş olmadığından emin olun.
  8. kamerada "kayıt" düğmesine basın. Deney ve kameraya sıçan kimlik numarası gerçek tarih ile kart göster. Kayda başla.
  9. Beş dakika sonra, silindir hayvan kaldırmak ve taşıma kutusunu kullanarak ev kafes içine geri koymak.
  10. Bir% 0.1 asetik asit solüsyonu ile silindirini.
  11. Sağ ve sol pençe duvar kişileri (yüzde pençe kullanımı) yanı sıra r sayarak kaydedilen videodan pençe kullanımının değerlendirilmesiküpe (veya silindir duvarına destek olmadan arka pençeleri üzerinde duran). silindir testi aynı zamanda bir uygun yazılım tarafından otomatik olarak değerlendirilebilir.
    Not: Sağlıklı bir sıçan eşit iki patilerini kullanır. hemiparkinsonian sıçan daha az ölçüde bir lezyon nedeniyle etkilenen pençe kullanır.

2. Merdiven Testi (Şekil 4)

  1. Toplama Aşaması
    1. antrenman öncesinde bir gün merdiven testte kullanılan pelet hayvanları tanımak.
      1. İsteğe bağlı: hayvanın motivasyon (ücretsiz beslenme seviyesinin 16% 90 vücut ağırlığını korumak için standart laboratuvar chow 10-15 g) bir diyet kısıtlaması kullanmak artırmak için. Ancak, bu olumlu bir eğitim etkiyi elde etmek zorunlu değildir. Bu çalışma, gıda kısıtlama olmaksızın yapılmıştır.
    2. Bir şeffaf plastik cam merdiven kutu hazırlayın (yükseklik: 34.5 cm, uzunluk: 35.5 cm, genişlik: 12 cm ve dar bölme 6 cm)% 0.1 ac kutuyu temizleyerekasetik asit çözeltisi. Not: merdiven kutusu yükseltilmiş platform ve dar bölmesinde iki merdiven ile bir iki bölmeli-kutusudur. dar bölmesindeki merdivenlerde sol adımlar, sadece sol pençe sadece sağ pençe ile doğru adımlar ulaşılabilir.
      Not: kapaksız yüksek kutusuna, kablo ile uyarılmış sıçan deneyleri için kullanılacak ise, standart bir merdiven kutuları, bir kapak ile iki bölme oluşur.
    3. merdiven çıkarın ve sekiz 45 mg pelet her adımda kuyu doldurun.
    4. merdiven yerleştirin ve artan platformda sekiz ek pelet koydu.
    5. taşıma kutusunda sıçan yerleştirin.
    6. taşıma kutusunu kullanarak merdiven kutusuna ev kafes sıçan taşıyın.
    7. Merdiven kutusuna siçana (Şekil 5) yerleştirin.
    8. Beş dakika sonra, merdiven kutusundan hayvan kaldırmak ve taşıma kutusunu kullanarak ev kafes içine geri koymak.
    9. kaç Notpelet sağ ve sol merdiven platformu ve (sonunda) den yemiş bulundu.
    10. Sekiz 45 mg pelet her adımda kuyu doldurarak merdiven doldurun.
    11. Bir% 0.1 asetik asit solüsyonu ile merdiven kutusu temiz ve platform ek granül yerleştirin.
    12. Bu yordamı (satın alma aşaması) üst üste üç gün tekrarlayın.
      Not: erkek Sprague Dawley fareleri üzerinde gerçekleştirilmiştir tarif edilen tüm deneyler. Farklı eğitim modülleri süresi farklı suşu, cinsiyet ve işportacı ve sıçanlarda farklı olabilir.
  2. Özgür Seçim Testi
    1. Bir% 0.1 asetik asit solüsyonu ile merdiven kutusu temizleyin.
    2. merdiven çıkarın ve sekiz 45 mg pelet her adımda kuyu doldurun.
    3. taşıma kutusunda sıçan yerleştirin.
    4. taşıma kutusunu kullanarak merdiven kutusuna ev kafes sıçan taşıyın.
    5. merdiven kutusunda sıçan yerleştirin.
    6. Beş dakika sonra, merdiven hayvan kaldırmakvaka kutusu ve taşıma kutusunu kullanarak ev kafes içine geri koymak.
      sağ ve sol merdivenden yemiş kaç topaklar unutmayın.
    7. Not: Hayvanlar hala pelet açgözlü ile ilgili sorunlar varsa, onlar kolayca ulaşılabilir platformda biraz daha ekleyin.
    8. Sekiz 45 mg pelet her adımda kuyu doldurarak merdiven doldurun.
    9. Bir sonraki bir hayvan için% 0.1 asetik asit solüsyonu ile merdiven kutusu temizleyin.
    10. Bu yordamı (özgür seçim aşaması) üst üste üç gün tekrarlayın.
      Not: sunulan sonuçlar modüller arasında bir dinlenme süresi olmadan yapılan eğitim ile elde edilmiştir. Bazı gruplar eğitim sürecini desteklemek için, konsolidasyon için bir dinlenme günü tercih ederim.
  3. Zorla Seçmeli Test
    1. Bir% 0.1 asetik asit solüsyonu ile merdiven kutusu temizleyin.
    2. merdiven çıkarın ve sekiz (modülün ilk üç gün) ya da dört (ardışık thr sol merdiven her adım kuyu doldurmakmodülü) 45 mg pelet EE gün.
      1. değer düşüklüğü meydana gelecektir tarafında, zorunlu seçim testi yapın.
        Not: sağ hemisfer üzerinde Parkinson lezyonu yapmak ve bu nedenle seçici sol pençe tren.
    3. taşıma kutusunda sıçan yerleştirin.
    4. taşıma kutusunu kullanarak merdiven kutusuna ev kafes sıçan taşıyın.
    5. merdiven kutusunda sıçan yerleştirin.
    6. Beş dakika sonra, merdiven kutusundan hayvan kaldırmak ve taşıma kutusunu kullanarak ev kafes içine geri koymak.
    7. Sol merdiven yemiş kaç topaklar unutmayın.
    8. Sekiz ya da dört 45 mg pelet (pelet sayısı eğitim gününde bağlıdır) her adımda kuyu doldurarak merdiven doldurun.
    9. Bir sonraki bir hayvan için% 0.1 asetik asit solüsyonu ile merdiven kutusu temizleyin.
    10. Bu yordamı (zorunlu seçim aşaması) üst üste altı gün tekrarlayın.
  4. Veri toplama
      <İki gün üst üste (sol merdiven de her dört pelet) zorunlu seçim modülü için tarif edildiği gibi li> deney yapın. İki gün ortalama olarak başarı oranını (yemiş pelet sayısı) hesaplayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Bütün hayvanlar dopaminerjik lezyon ve elektrot konumu hem de bir post mortem histolojik doğrulama yapıldı. STN içinde doğru elektrot yerleştirme (Şekil 6) ve tam dopaminerjik lezyon (> substantia nigra dopaminerjik nöronların% 90 kaybı) ile sadece hayvanların sonuç bölümünde (Şekil 7) içine alındı.

lezyonlu koşul altında gerçekleştirilen silindir testi lezyonlu sol pençe kullanımı 15.11% (ortalama) yaklaşık% 50 (saf, sağlıklı sıçan) dan azaldığını gösterdi. 24 saat stimülasyon dönemi izleyen düzenli 130 Hz stimülasyon altında Parkinson hastalarında standart bir protokoldür olan (genişlik 60 mikro saniye darbe), pençe kullanımı% 21,9 (Şekil 8) yükseldi. Nedeniyle yüksek standart sapma bu fark istatistiksel olarak anlamlı değildir. rearings sayısı hiçbir ayırıcı gösterdiSham ve uyarılmış durumda, ancak bu parametrenin arasındaki ces sıçan etkinliğinin ölçümü gibi ileri çalışmalara dahil edilecektir. Performans görünüşte stimülasyon kablosu (Şekil 9) tarafından rahatsız değildi.

Bizim derin beyin stimülasyonu çalışmada kullanılan tüm hayvanlar oniki gün açıklanan süreler içinde ulaşan pelet öğrenmek başardık. hasarının öncesi ortalama başarı oranı 28 pelet (% 48.2) üzerinden 13.5 oldu. lezyon sonrası ortalama başarı oranı 2.4 pelet (% 8.6) önemli ölçüde azalmıştır. Otelde 24 saat stimülasyon süre (Şekil 10) sonunda düzenli 130 Hz stimülasyon altında 7 pelet (% 25) tekrar yükseldi. Performans stimülasyon kablosu (Şekil 7) tarafından rahatsız değildi. İki motor testleri hemiparkinsonian sıçan motor açıkları değerlendirirken tamamlayıcı ve iyi bir tahmin geçerliliği varsayılan tedavi altında iyileştirmeye dayalı vardı eutic koşullar. Stimülasyon kablo test performansı (Şekil 11) üzerinde herhangi bir etkisi var gibiydi.

Şekil 1
Şekil 1:.. Çalışmanın tasarımı tek adımlar hemiparkinsonian sıçanlarda farklı stimülasyon protokolleri ile ilgili bir deney için bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

şekil 2
Şekil 2:.. Silindir testi kurulum aynalar düzenlenmiş silindir kutusu bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

3 "src =" / files / ftp_upload / 53951 / 53951fig3.jpg "/>
Şekil 3:.. Silindir testi silindir testi sırasında bir hemiparkinsonian sıçan bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4,
Şekil 4:. Merdiven test kurulumu merdiven kutusu sol merdiven pelet ile düzenlenmiştir. (A) yan görünüm, yukarıda (B) görünümü. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 5,
Şekil 5: Merdiven Test merdiven testi sırasında bir hemiparkinsonian sıçan..Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 6,
Şekil 6:.. Stimülasyon sitesi siyah daire ve implantasyon cerrahisi sırasında kaydedilen karşılık gelen başak sinyali ile gösterilen sağ STN ile Koroner sıçan beyin bölümü (tiyonin boyama) bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 7,
Şekil 7:. Tirozin hidroksilaz, dopaminerjik nöronların, bir işaretleyici enzim, 6-OHDA lezyonlu İmmünohistokimya kaydedilmesi önemlidir. sıçan beyin kıç koroner bölümtek taraflı 6-OHDA lezyon er. Sol sağlam tarafa (Le) ve lezyonlu sağ taraf (Ri) karşılaştırılması. Substantia nigra striatumda (a) ve dopaminerjik nöronların dopaminerjik liflerin tek taraflı kaybı pars compactadaki (SNc), (C). Ölçek çubuğu = 100 mikron. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 8,
Şekil 8: Paw silindir testi kullanmak silindir test sonuçları kontralateral olarak pençe yüzde kullanılmak (% 100 - ipsilateral pençe kullanmak [%]) (nedeniyle lezyonun etkilenen) ifade çeşitli koşullar altında (lezyonlu vs 130 Hz stimülasyon). . Veri, ortalama ± SEM olarak verilmiştir, n = 7 vardır , lütfen Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.

Şekil 9,
Şekil 9:. Stimülasyon kablosu A Silindir testi silindir testi sırasında hemiparkinsonian sıçan uyarmıştır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 10,
Şekil 10:. Merdiven test başarı oranı merdiven test sonuçları, çeşitli koşullar (sağlıklı lezyonlu ve 130 Hz stimülasyon) altında kavrayan peletler sayısı olarak ifade edilmiştir. (Tek yönlü varyans analizi + t-testi) veriler ortalama ± SEM olarak verilmiştir, n = 7 p <0.05 (*) istatistiksel olarak anlamlı kabul edilmiştir.3951 / 53951fig10large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 11,
Şekil 11:. Stimülasyon kablosu A Merdiven testi merdiven testi sırasında hemiparkinsonian sıçan uyarmıştır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu makalede, silindir ve merdiven testi için ayrıntılı bir eğitim protokolü açıklanır. İkincisi nedeniyle vasıflı sıçanlarda 16,17 ulaşan karmaşık kavrama davranış ve ince motor hareketlerini değerlendirmek için tasarlanmıştır. sonuç ölçümü objektif bir ölçümü olan test boyunca yemiş pelet sayısı olarak ifade edilir. Protokol, Parkinson hastalığı ve diğer motor hastalığı modellerinde sıçan modellerinde kullanılabilir. silindir testi sıçanlarda pençe kullanımını değerlendirmek için basit bir yaklaşım gerektirir. Hiçbir eğitim gerektirir ve bir video banttan kör değerlendirilmesiyle son derece standart bir şekilde kullanılabilir. Biz çeşitli nedenlerle bu diğerleri arasında testleri (açık alan, tek pelet ulaşan testi ve yürüme analizi) seçin. Her iki test güvenilir bizim Parkinson modelinde 10 oluşturulan pençe bozukluğu göstermektedir. Bunlar, nihai nispeten sağlam ve test sonuçları yüksek objektif bir şekilde elde edilebilir. Her iki test SH tekrar tekrar kullanılabilirort zaman aralıklarında. Merdiven testte, pelet kavrama öğrenme sırasında artar ve bireysel plato seviyesinde stabilize, yani platosuna ulaşıldıktan sonra, zaman 16,20 üzerinde eğitim bağımlı gelişme düşünmek zorunda kalmadan kullanılabilir.

Silindir testi uygulaması kolaydır, oysa sıçan sıkılmış ve inaktif hale olabilir. hayvanlar karanlıkta (kırmızı ışık testi) ya da ışık-karanlık döngüsü geç motive edilebilir. rearings ölçüm sıçan normal etkinliğini izlemek için yararlıdır. Başarılı merdiven eğitimi için, satın alma aşamasında hayvanların motive etmek çok önemlidir. Sıçan ilk kavrama yaklaşımı bazı pelet kapmak mümkün olduğundan emin olmak için önemlidir. derhal olumlu ödül daha sonraki aşamalarda iyi eğitim etkilere neden olur. Sıçan görev ilgilenen olduğunda başka kritik adımdır oluşur. Bu durumda dek hafif yiyecek kısıtlaması uygulamak gerekebilirUygun motivasyon seviyesine ulaşıldığında.

Çalışmamızda tasarımı için başka önemli konu kurulmuş prosedürün iyi bir kestirim geçerliği oldu. tasarım roman stimülasyon protokolleri için tarama platformu olarak kullanılmak üzere planlanmıştır. Derin beyin stimülasyonu bir tedavi seçeneği olmasına rağmen sadece Parkinson hastalığı için değil, aynı zamanda tremor, depresyon, kompulsif bozukluklar, distoni ve diğer birçok koşullar için, mekanizmalar etkinliği kötü arkasında kalır yalan 1,21 anladım. roman gidermek için, rasyonel temelli uyarım iyi bir hayvan modeli gereklidir yaklaşır.

Bir daha pragmatik bir yaklaşım stimülasyon cihazına kablo ile bağlı hayvanlar tarafından icra edilebilecek bir davranış kurulum seçmek için bizi zorladı. Silindir bu amaç için uygun oldu. piyasada mevcut merdiven kutusu, bu nedenle daha yüksek bir kapaksız olan orijinal kutusunda, bir kopyasını tasarlanmış bir kapağa sahiptir. Bu test etmenize olanak sağlarderin beyin uyarımı sırasında performans. Kablo tahrik stimülasyon sorunu preklinik araştırma yaygındır. Orada bir kablo olmadan stimülasyon sağlayan bazı cihazlar vardır ama bunların kullanımı hala 22-24 sınırlıdır. Bizim araştırma için farklı stimülasyon desenleri ayarlayabilir ve aynı zamanda uzun süreli stimülasyon gerçekleştirmek zorunda. o hayvan dokunmadan çeşitli stimülasyon özelliklerinin hızlı bir yeniden programlama sağlar çünkü şu anda bu sadece kablo tahrik stimülasyonu ile yapılabilir. Bu bağlamda bu çalışma tasarımı derin beyin uyarılan sıçanlarda motorlu sonuç ile ilgili en fazla araştırma grupları için uygundur.

Özet olarak, bu Eser farklı deneysel DBS koşulları altında hemiparkinsonian sıçanlardaki motor sonucu incelemek için tam uzunlukta bir protokolü göstermektedir. Bu merdiven kutusuna eğitim için ayrıntılı bir protokol, hem de silindir testi kullanımını tarif eder. açıklanan eğitim yöntemi ile ilişkili problemler farklı bir zaman sıçan oluşabilirsuşu, cinsiyet ya da işportacı kullanılmaktadır. Sıçanlar davranış testlerinden 20,25,26 kendi performans cinsiyet ve zorlanma göre farklılık gösterir. Dişi sıçanlarda östrus döngüsü de günlük performansı 27 üzerinde bir etkisi vardır. Bu sınırlama ile başa çıkmak için, dişi sıçanlar kızgınlık döngüsü 28 uyumsuz kılar erkeklerde olmadan yerleştirilebilir. Aynı zamanda outbreed sıçan suşları bireysel öğrenme eğrilerine göre eğitim fazının süresini ayarlamak için gerekli olabilir. genellikle, davranış testlerde kullanılan yiyecek kısıtlaması dikkatli şekilde uygulanması gerekir. Gıda yoksunluk motivasyonunu artırmak ama diğer taraftan 20,29 kavrama doğruluğunu azaltabilir. tarif edilen davranışsal pil hemiparkinsonian modeli ile bir arada, farklı bir tedavi seçeneği ve motor sonuçları üzerindeki etkisini incelemek için kullanılabilir. subtalamik nükleus derin beyin stimülasyonu için, bu çalışma dizaynı, yüksek öngörü geçerliliği vardır.

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

Davranış Sayı 111 Sıçan derin beyin stimülasyonu merdiven testi silindir testi 6-OHDA modeli subtalamik nükleus
Merdiven ve Silindir Testi: Yeni Bir Yaklaşım Hemiparkinsonian Rat Derin beyin stimülasyonu Etkileri Motor Sonuçlarını Değerlendirmek için
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