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Behavior

Erkennung von Verhaltensstörungen Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung

Published: January 30, 2018 doi: 10.3791/56044
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1, 1, 1
1Department of Anesthesiology, University of Texas Medical Branch
* These authors contributed equally

Summary

Das Ziel der hier vorgestellten Verhaltens Tests ist es, funktionelle Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung zu erkennen. Vier spezielle Tests werden vorgestellt, die Defizite im Verhalten zu reflektieren die Schäden an bestimmte Hirnareale zeitweise Verlängerung bis zu einem Jahr nach Verletzung zu erkennen.

Abstract

Mit der steigenden Inzidenz von traumatischen Hirnverletzungen (TBI) in zivilen und militärischen Populationen gilt TBI jetzt eine chronische Erkrankung; jedoch haben einige Studien die langfristigen Auswirkungen der Verletzung im Nager-Modelle von TBI untersucht. Hier sind Verhaltensmaßnahmen, die für Zeiten nach Verletzung, wie zwei Wochen bis zwei Monate früh etablierte in der TBI Forschung sind. Einige dieser Methoden haben zuvor zu späteren Zeitpunkten nach Verletzungen, bis zu einem Jahr, sondern durch sehr wenige Labors verwendet worden. Die Methoden gezeigt, hier finden Sie eine kurze neurologische Beurteilung testen Reflexe, eine Balkenwaage, Gleichgewicht, ein Strahl-Spaziergang zum testen, Balance und motorische Koordination und eine funktionierende Speicher Version von Morris Wasser-Irrgarten, der empfindlich auf Defizite in zu testen Referenz-Speicher. Männliche Ratten wurden bearbeitet und vorab geschult, um neurologische, balance und motorische Koordination testet vor dem Empfang parasagittalen Fluid Percussion Verletzungen (FPI) oder Schein-Verletzungen. Ratten können über die kurze neurologische Beurteilung (Neuroscore), die Balkenwaage getestet werden und der Strahl-Walk mehrere Male während des Tests auf dem Wasser-Labyrinth kann nur einmal durchgeführt werden. Dieser Unterschied ist da Ratten erinnern können die Aufgabe, die Ergebnisse so verwirrende, wenn wiederholte Tests im gleichen Tier versucht wird. Beim Testen von ein bis drei Tage nach der Verletzung, sind signifikante Unterschiede in allen drei nicht-kognitive Aufgaben erkannt. Unterschiede in der Strahl-Walk Aufgabe waren jedoch nicht nachweisbar zu späteren Zeitpunkten (nach 3 Monaten). Defizite wurden 3 Monate in der Balkenwaage und 6 Monate in der Neuroscore erkannt. Defizite im Arbeitsgedächtnis festgestellt bis 12 Monate nach der Verletzung, und eine Defizit in einem Referenz-Speicher erschien erstmals nach 12 Monaten. So können Verhaltensstörungen Standardtests sinnvolle Maßnahmen der anhaltenden Verhaltensstörungen Defizite nach FPI sein.

Introduction

Die hier vorgestellten Methoden sollen funktionelle Defizite in bestimmten Hirnarealen induziert durch ein experimentelles Modell der TBI bei der Ratte zu erkennen. Vier unterschiedliche Verhalten Tests werden beschrieben. Erstens kann die kurze neurologische Beurteilung, genannt die Neuroscore durchgeführt werden, ohne irgendwelche Ausrüstung spezialisiert, aber erfordert Praxis; dieser Test erkennt Defizite in Reflexe. Zweitens erkennt der Balkenwaage Test Defizite in der Fähigkeit zur balance. Diese Aufgabe erfordert die Handler, die Ratte, basierend auf einer Ordinalskala zu erzielen und erfordert einige Übung des Handlers. Die Balkenwaage Test erfordert einen schmalen Balken und reagiert empfindlich auf Defizite im vestibulären System. Der dritte Test prüft Vestibulomotor Koordination. Dieser Test ist bekannt als die Strahl-Walk-Aufgabe, und obwohl einige vor dem Training der Ratte erforderlich ist, dieses Verfahren ist objektiver als die beiden vorhergehenden wie die Latenz, den Strahl zu durchqueren ein objektiver Maßstab nicht abhängig von subjektiven Wertung ist. Dieser Unterschied ist da die Zeit, um einen schmalen Balken um einen Safe zu erreichen durchqueren gemessen wird. Der Strahl-Gehtest erfordert einen längeren Lichtkegel als die Balkenwaage sowie eine Flucht-Box. Dieser Test misst Defizite in der motorischen Koordination und Gleichgewicht und somit anfällig für Schäden an das Kleinhirn und der motor damit verbundene Hirnareale. Die Arbeitsversion Speicher von Morris Wasser-Irrgarten (MWM-WM) testet in erster Linie hippocampal Funktion und Integration mit dem präfrontalen Kortex oder Führungsaufgabe. Die Version von der Morris-Wasser-Irrgarten gezeigt einsetzbar auch Defizite in Referenz Speicher1zu erkennen.

Diese Methoden wurden basierend auf ihren etablierten Track Record in der Literatur gewählt. Jeder hat über viele Jahre der Forschung in vielen Händen aus verschiedenen Labors mit mehreren Stämmen von Ratten wirksam erwiesen. Jedoch in der Vergangenheit misst nach der Verletzung bis zu zwei Wochen nach Verletzung galten als "chronisch" Zeitpunkte. So induziert diese bekannte Methoden für Sensibilität zu erkennen TBI ausgewertet werden musste um verhaltenstherapeutischen Techniken für die Untersuchung der chronischen Effekte von TBI bei Nagetieren zu etablieren, Defizite auf längere Zeit zeigt nach Verletzung. Jetzt gibt es mehrere Nager-Modelle von TBI, FPI-Modell ist eines der am weitesten verbreitete, und wird in dieser Studie angewendet. Dieses Modell wurde erstmals in den 1950er Jahren2veröffentlicht und seitdem haben mehr als 1.000 Papiere FPI in Ratten3beschäftigt. Die Neuropathologie dieser Art von Verletzungen wurde gut beschrieben von uns4 und andere5,6,7. Kurz, neuronalen Verletzungen im Hippocampus nachweislich dosisabhängig mit Fluoro-Jade Färbung in kurzer Zeit nach der Verletzung, d. h., 24-48 h werden; beim Brutto-Atrophie und Kavitation wurde einschließlich der Ausdünnung der Capsula und Kortex ein Jahr nach Verletzungen6,7berichtet.

Die sinnvollste Darstellung der Funktion des Gehirns wird mithilfe von Verhaltensstörungen Zielparameter nach einer experimentellen Gehirnverletzung beurteilt. Jedoch stellen die überwiegende Mehrheit der FPI-Experimente, mit denen Verhaltens Ergebnisse Maßnahmen relativ früh, in der Regel von 1 bis 14 Tage nach der Verletzung. Mit den Methoden, die hier demonstriert, einige Verhaltensstörungen Defizite, bis 12 Monate nach der Verletzung1erkannt werden können. Feinmotorische Koordination, neurologische Funktion und grober Vestibulomotor Funktionalität wurden an posttraumatischen Tagen (PIDs) 1-3 und bei 3, 6 und 12 Monate nach der Operation, mit einer kurzen neurologische Beurteilung bewertet (Neuroscore; von Schallert8geändert), die Balkenwaage Aufgabe, und der Strahl-Walk Aufgabe9,10,11. Referenz und Arbeitsspeicher wurden anhand einer Arbeitsversion Speicher der Morris Wasser Labyrinth1,12,13.

Protocol

Alle Tierversuche sind zunächst durch die institutionelle Animal Care and Use Committee der University of Texas Medical Branch, Galveston, Texas genehmigt, wie von den nationalen Instituten der Health Guide für die Pflege und Verwendung von Labortieren (8. Auflage, National Research Council).

1. chirurgische Eingriffe und Fluid Percussion TBI

  1. Erwachsenen männlichen 300 g Sprague-Dawley Ratten von einem Kreditor erhalten und beherbergen zwei pro Käfig mit Lebensmitteln und Wasser Ad Libitum in ein Vivarium mit konstanten Bedingungen: Licht-Zyklus (600 h bis 1.800 h), Temperatur (21 ° C bis 23 ° C) und Luftfeuchtigkeit (40-60 %).
  2. Vor der Operation, behandeln die Ratten für drei bis fünf Tage, und dann mit dem Zug der Rats für die Neuroscore-Balkenwaage und Beam-Walk Verfahren aus ein bis drei Tage vor der Basisbewertung. Durchführen Sie die Baseline-Bewertung Tag oder morgen vor der Operation.
    Hinweis: Bereiten Sie immer Kontrolle Ratten, wie z. B. Sham-betrieben oder chirurgisch naiv Ratten in der gleichen Weise wie diejenigen, die eine Verletzung zu erhalten und nach dem Zufallsprinzip oder in ausgewogener Weise, gruppieren Sie die Ratten in den Behandlungsgruppen.
  3. Operation unter aseptischen Bedingungen (sterile Instrumente, saubere chirurgische Kittel, sterile Handschuhe, Masken und Effektmodule) durchführen.
  4. Ratten mit Isofluran bei 4 % für die Induktion und 1,5-2 % für die Wartung zu betäuben. Intubation und mechanisch lüften die Ratten (mit Isofluran in Luftsauerstoff (70: 30) und bereiten Sie für parasagittalen Flüssigkeit-Percussion Verletzungen wie zuvor beschrieben14,15.
  5. Infiltrieren Sie Wunde Websites mit 0,10 % Bupivicane vor dem Nähen zu und fügen Sie rektale Paracetamol Zäpfchen (120 mg/kg) vor dem Erwachen aus der Narkose. Überwachen von Ratten für mindestens 4 Stunden während der Erholungsphase und am nächsten Tag auf Anzeichen einer Infektion, schwere neurologische Verletzungen (z.B. Lähmung) oder starken Beschwerden (z. B. anhaltende Siebenschläfer Position).
    Hinweis: Ratten ausstellen eines dieser Symptome sollte euthanasierten (4 % Isofluran in einer Narkose Kammer gefolgt durch Enthauptung).

2. Neuroscore Ausbildung und Prüfung

  1. Neuroscore training
    1. Für die Ausbildung an Ratten, die bekanntermaßen experimentell naiv, verlaufen durch die Tests in der folgenden Reihenfolge (Schritte 2.2.1-2.2.5) von Anfang bis Ende, zurück zu Hause Käfig für 1 min, dann wiederholen Sie, bis ein Wert von Null erreicht wird.
    2. Mark auf dem Spielberichtsbogen für einen Datensatz der Ausbildung Studien für jede Ratte punktet. Nach dem Training, führen Sie eine Test-Session (siehe unten) am selben oder folgenden Tag.
      Hinweis: Wenn die Testsitzung nicht, eine Null-Bewertung für die Basislinie produzieren, Ausbildung und Prüfung wiederholt werden können oder die Ratte kann ein nicht-Verhalten-Experiment umgeleitet werden.
  2. Neuroscore testen
    Hinweis: Führen Sie durch die Tests in der folgenden Reihenfolge, Rückkehr nach Hause Käfig für 1 min, dann zweimal für insgesamt drei Mal wiederholen.
    1. Vordergliedmaße Flexion test
      1. Heben Sie die Ratte am Schwanz und halten Sie ca. 6 bis 12 Zoll über der Tischfläche.
      2. Beobachten Sie, ob die Ratte erweitert oder Vorderbeine beugt. Das Vorhandensein von Flexion (1) oder Abwesenheit (0) Punkten.
        Hinweis: Flexion ist nicht normal. Von 1 x 3 = 3 möglichen Punkten (insgesamt möglich = 3).
    2. Megalosauridae Flexion test
      1. Heben Sie die Ratte am Schwanz und halten Sie ca. 6 bis 12 Zoll über der Tischfläche.
      2. Beobachten Sie, ob die Ratte erweitert oder Hintergliedmaßen beugt. Das Vorhandensein von Flexion (1) oder Abwesenheit (0) Punkten.
        Hinweis: Flexion ist nicht normal. Von 1 x 3 = 3 möglichen Punkten (kumulative Summe möglich = 6).
    3. Visuell ausgelöst Platzierung test
      1. Heben Sie die Ratte am Schwanz.
      2. Senken Sie langsam die Ratte an den Rand der Tabelle, bis die Nase ca. 10 cm von der Kante ist.
      3. Die Ratte langsam zum Rand bewegen (die Whiskers, den Rand zu berühren nicht zulassen).
      4. Beobachten Sie, ob die Ratte erreicht und erstreckt sich die Vorderpfoten auf den Tisch. Ergebnis der Anwesenheit (0) oder Abwesenheit (1) Vorderpfoten zu erweitern.
        Hinweis: Für die Tabelle als Reaktion auf visuelle Hinweise zu erreichen ist normal. Von 1 x 3 = 3 möglichen Punkten (kumulative Summe möglich = 9).
    4. Kontakt ausgelöst Platzierung test
      1. Die Ratte mit Körper in der hand, parallel zur Tischkante und Vorderbeine frei zu halten.
      2. Senken Sie langsam die Ratte an den Rand der Tabelle, bis die Schnurrhaare auf der einen Seite der Kante des Tisches berühren.
      3. Beobachten Sie, ob die Ratte der Vordergliedmaße auf der gleichen Seite wie die Barthaare, die sich in der Tabelle auf den Rand des Tisches berühren erweitert, sobald die Schnurrhaare berühren.
        Hinweis: Erhebung dieser Reaktion erfordert erhebliche Übung und Forscher müssen zur Durchführung dieses Tests durchweg gut ausgebildet werden.
      4. Ergebnis der Anwesenheit (0) oder Abwesenheit (1) in Richtung der Tabelle zu erreichen.
        Hinweis: Als Reaktion auf taktile Stimulation erreichen ist normal. Von 1 x 3 = 3 möglichen Punkten (insgesamt möglich = 12).
      5. Wiederholen Sie die Schritte 2.2.4.1-2.2.4.4 für die Gegenseite. Von 1 x 3 = 3 möglichen Punkten (kumulative Summe möglich = 15).
    5. Hindpaw greifen-reflex-test
      1. Halten Sie die Ratte in der einen Hand mit Daumen und Zeigefinger um die Brust unter die Vorderbeine.
      2. Berühren Sie sanft die Handfläche eines Hindpaw mit dem anderen Zeigefinger.
      3. Beobachten Sie, ob die Ratte den Zeigefinger greift. Ergebnis der Anwesenheit (0) oder Abwesenheit (1) zu erfassen.
        Hinweis: Greifen ist normal. Von 1 x 3 = 3 möglichen Punkten (insgesamt möglich = 18).
      4. Wiederholen Sie die Schritte 2.2.5.1-2.2.5.3 für die Gegenseite. Von 1 x 3 = 3 möglichen Punkten (insgesamt möglich = 21).
    6. Scoring
      1. Addieren Sie die Punkte für eine mögliche Gesamtsumme von 7 x 3 = 21. Einen Wert von Null ist normal.

3. Strahl-Balance-Training und Tests

  1. Ausrüstung
    1. Verwendung eines Balkens 60 cm in der Länge, 1,75 cm in der Breite, Höhe, 4,0 cm set 90 cm aus dem Boden, mit einer Barriere 30 cm hoch, 30 cm in der Breite. Sichern Sie den Strahl in eine Tabelle mit der Schranke angebracht, so dass 50 cm des Strahls aus der Barriere, away from the Table ragt.
    2. Legen Sie einen gepolsterten Safe unter dem Balken, die Auswirkungen von Ratten zu erweichen, die fallen.
  2. Strahl-Balance-training
    1. 24-48 h vor der Operation legen Sie die Ratte auf dem Balken für eine 60 s-Testversion.
    2. Wenn die Ratte nicht auf seine eigene balance, erlauben Sie die Ratte in der Safety Box fallen.
    3. Zeitpunkt zu beginnen, wenn die Ratte sicher auf dem Balken positioniert ist.
    4. Beobachten die Ratte für die 60 s Zeit und Geschwindigkeit seine Leistung anhand der folgenden Skala: 1 = zeigt stabiles Gleichgewicht (Bräutigam, Spaziergänge, versucht, die Barriere zu klettern), 2 = zeigt wackeligen Balance (greift Seiten des Trägers und/oder hat unsichere Bewegungen), 3 = versucht, aber rutscht o auszugleichen R dreht sich auf dem Balken, hängt auf durch umarmt den Strahl, 4 = versucht, Gleichgewicht, fällt aber nach 10 s, 5 = hängt über oder von den Balken und fällt aus in unter 10 s, 6 = fällt aus, macht keine Mühe, balancieren oder auf den Balken hängen.
    5. Notieren Sie das Ergebnis auf dem Arbeitsblatt.
    6. Ermöglichen die Ratte Ruhelagerung für 15 s im Hause Käfig Schritte 3.2.1-3.2.5 wiederholen, bis die Ratte drei Resultate von 1 oder 2 erreicht. Die Ratte gilt dann als ausgebildet.
    7. Führen Sie eine Vorbewertung um 24 Uhr oder am Tag der Operation vor der Operation.
  3. Balkenwaage Tests
    1. Ab 24 h nach der Operation und für bis zu 4 Tage fort, die Ratten täglich testen.
      1. Legen Sie die Ratte auf dem Balken und der Timer gestartet wird. Beobachten Sie genau die Ratte 60 S. Datensatz der Partitur auf dem Arbeitsblatt.
      2. Die Ratte zu Hause Käfig für eine kurze Ruhezeit (1-3 min.) zurück.
      3. Wiederholen Sie Schritte 3.3.1.1-3.3.1.2, für eine Gesamtmenge von drei Tests.

4. Strahl-Walk Training und Tests

  1. Ausrüstung
    1. Verwenden Sie einen hölzernen Balken 100 cm lang, 2,5 cm breit, und 4,0 cm Höhe.
    2. Bereiten Sie einen verstellbaren Ständer, verstellbarem Tisch und vier Heringe, 2 cm in der Höhe und eine schwarze Ziel Feld 28 cm lang, 18 cm hoch und 18 cm in der Breite, mit einer Öffnung an einem Ende groß genug für die Ratte zu durchqueren.
    3. Legen Sie zielende des Balkens auf die offene Seite der Ziel-Feld, das auf dem verstellbaren Tisch platziert wird. Legen Sie den helle Licht und weißes Rauschen Generator in der Nähe der ab Ende des Balkens. Ab Ende des Balkens ist an dem verstellbaren Ständer befestigt, so dass der Strahl und der Box auf dem gleichen Niveau, ca. 1 m über dem Boden sind.
  2. Strahl-Walk training
    1. Beginnen Sie 24-48 h vor der Operation mit dem training.
    2. Legen Sie die Ratte im Feld "Ziel" für 1 min. Entfernen Sie nach 1 min die Ratte zu, und starten Sie die Testversion.
    3. Um den Prozess zu starten, schalten Sie das Licht und weißes Rauschen und legen Sie die Ratte auf dem Balken an der Stelle des Loches Peg am nächsten an das Ziel-Feld und ermöglichen Sie die Ratte das Ziel-Feld eingeben.
    4. Wenn die Ratte in den Vorderpfoten Feld Ziel durchschreiten, sofort schalten Sie das Licht und Lärm Quellen (Dies ist das Ende einer Prüfung).
    5. Ermöglichen die Ratte Ruhelagerung im Feld "Ziel" für 30 s zwischen jedem Versuch.
    6. Wiederholen Sie den Vorgang im Schritt 4.2.3-4.2.5 zweimal an jedem Peg-Standort und von der Ausgangsposition. Stecken Sie die Stifte in die Löcher und führen Sie eine vollständige Beam-Walk mit Heringen im Ort.
    7. Führen Sie drei zeitgesteuerte Beam-Walk-Studien.
      1. Entfernen Sie die Ratte aus dem Ziel-Feld. Schalten Sie das Licht und weißes Rauschen und starten Sie die Stoppuhr zu, wenn die Ratte auf dem Balken platziert. Stoppen Sie die Stoppuhr, sofort wenn die Ratte in den Vorderpfoten die Schwelle der Ziel-Box, und dann Sie das Licht und Lärm schalten.
      2. Notieren Sie die Zeit auf dem Arbeitsblatt.
      3. Wiederholen Sie Schritte 4.2.7.1-4.2.7.2, bis die Ratte dreimal 5 erreicht hat s oder weniger. Die Ratte gilt heute als ausgebildete.
  3. Strahl-Walk Basisbewertung
    1. Am Tag oder am Morgen vor der Operation machen Sie drei zeitgesteuerte Studien mit Heringen im Ort.
    2. Beginnen Sie damit der Ratte im Feld Ziel für 30 S. entfernen die Ratte aus der Ziel-Feld und biegen Sie auf die weißen Rauschen und das Licht. Legen Sie die Ratte auf die Start-Ende des Balkens und starten Sie gleichzeitig die Stoppuhr zu. Wenn die Ratte in den Vorderpfoten Feld Ziel durchschreiten, sofort schalten Sie das Licht und Lärm Quellen und stoppen Sie die Zeitmessung.
    3. Notieren Sie die Zeit auf dem Arbeitsblatt. Ermöglichen die Ratte weiterhin im Feld "Ziel" für 30 s.
    4. Wiederholen Sie Schritte 4.3.2-4.3.3 bis drei Latenzen auf dem Arbeitsblatt erfasst werden. Zurückzugeben Sie die Ratte an der Heimat Käfig, nachdem drei zeitgesteuerte Studien abgeschlossen sind.
  4. Strahl-Walk testen
    1. Testen Sie die Ratten täglich beginnend 24 h nach der Operation und für bis zu 4 Tage dauern. Führen Sie drei zeitgesteuerte Studien wie in den Schritten 4.3.

(5) Arbeits-Speicher-Wasser-Irrgarten

  1. Ausrüstung
    1. Verwendung ein Tank mit Wasser bis zu einer Höhe von 28 cm gefüllt und auf 26 ± 1 ° C.
    2. Verwenden Sie eine Acrylglas klar Plattform, die 10 cm Durchmesser auf einem Ständer 26 cm in der Höhe ist.
      Hinweis: Die obere Fläche der Plattform sollten mit Silikon in die Form eines Kreises mit einem X quer dazu beschichtet werden. Dies ermöglicht die Ratten hinauf auf die Plattform und gibt ihnen Traktion, so dass sie nicht abrutschen.
    3. Eine Stoppuhr, eine Wärmelampe, Einmalhandtücher, Saugeinlagen, zusätzliche Käfige und eine kleine, langstieligen Aquarienfische net zu sammeln. Verwenden Sie eine computergestützte Video tracking-System, das an eine Videokamera aufzeichnen der Ratte schwimmen und sendet die Daten an den Computer angeschlossen ist. Speichern Sie das Video und Daten auf dem Computer für die spätere Analyse.
  2. Arbeiten, Speicher-Wasser-Labyrinth-Tests
    1. Geben Sie die Ratten vier Paare der Prüfungen pro Tag an fünf aufeinander folgenden Tagen, legen Sie die Plattform in jedem der vier Quadranten und starten Sie die Ratten von jedem der vier Ausgangspunkte (N, S, E, W) zu, wie unten beschrieben.
    2. Definieren Sie zuerst die Start Position-Plattform Paare während das Experiment verwendet werden.
      Hinweis: Die Reihenfolge der Quadranten wo befindet sich die Plattform und der Ausgangspunkt verwendet Bedürfnisse in einer anderen Reihenfolge für jeden der fünf Tage des Schwimmens, sondern für jede Ratte gleich sein.
      1. Verwenden Sie vier Ansatzpunkte (N, S, E oder W) und vier Plattform-Standorten (Quadranten 1, 2, 3 oder 4; ( Abbildung 1). Zum Beispiel, (N, 2; E, 4; S, 1; W, 3; (siehe Abbildung 1). Planen Sie eine ausgewogene, um (nicht zufällig) Ausgangspunkte zu nahe zu den Bahnsteigen (kein Ausgangspunkt ist die gleichen Quadranten als Plattform Standort) zu vermeiden. Richten Sie ein Datenblatt mit der Plattform-Quadranten und vier Ansatzpunkte.
      2. Schreiben Sie ein Protokoll für das Video tracking-Software zu Video die Ratten Schwimmen verwenden und angegebene Daten zu sammeln (z.B., Dauer der schwimmen, Geschwindigkeit, Abstand reiste vor der Feststellung der Plattform).
        Hinweis: Die Tracking-Software stoppt automatisch nach der angegebenen Dauer. Das Protokoll sollte ermöglichen angeben, wo die Plattform platziert ist, wie viele Studien laufen pro Tier, und wie viele Tiere pro Sitzung getestet werden, und auch die maximale Dauer erlaubt (z. B.120 s).
      3. Testen Sie 4-6 Ratten pro Sitzung.
        Hinweis: mehr als 6 Ratten erstellen Sie ein Problem in das Timing zwischen Ratten und vom Handler zu Fehler führen können. Die Erwärmung Boxen werden auch überfüllt.
    3. Studie 1
      1. Öffnen Sie das Video tracking-Software und laden Sie das korrekte Protokoll einschließlich der Wasser-Labyrinth-Karte zu.
      2. Legen Sie die Plattform an der zugewiesenen Position (z. B.2; Abbildung 1) und prüfen Sie, ob sie die Karte in der Software übereinstimmt. Bereiten Sie die Tracking-Software zu starten, wenn die Ratte das Sichtfeld der Kamera betritt.
      3. Legen Sie die Ratte in den Tank vor der Wand an der zugewiesenen Position (z. B.N; Abbildung 1) und sofort die Stoppuhr zu starten.
      4. Lassen Sie die Ratte 120 s, um die Plattform zu finden. Wenn die Ratte die Plattform findet, stoppen Sie die Zeitmessung und notieren Sie die Zeit auf dem Arbeitsblatt. Wenn die Ratte nicht die Plattform zu finden, führen Sie es auf die Plattform von hand und notieren Sie 120 S. erlauben die Ratte 15 s auf der Plattform zu bleiben.
    4. Studie 2
      1. Überprüfen Sie, dass die Software zur Studie 2 bereitsteht. Legen Sie die Ratte zurück in den Tank an der gleichen Ausgangsposition (N). Wiederholen Sie Schritt 5.2.3.4.
    5. Legen Sie die Ratte nach Studie 2 in der beheizten Gehäuse für 4 min. Bewegung der Plattform an die zweite Position (4; ( Abbildung 1), und überprüfen Sie, ob sie die Karte in der Software übereinstimmt.
    6. Wiederholte Studie 1 und 2 Verfahren (Schritte 5.2.3-5.2.4) bis alle vier ab Standort/Plattform-Paarungen sind abgeschlossen.

(6) Datenanalyse

  1. Neuroscore
    1. Manuell übertragen Sie die handschriftliche Ergebnis auf ein Tabellenkalkulationsprogramm auf dem Computer.
    2. Fassen Sie die Ergebnisse für jeden Versuch, drei Punkte pro Ratte an jedem Tag zu erhalten.
    3. Formatieren Sie die Daten für die statistische Analyse (entweder im langen oder breiten Format je nach Software-Voreinstellung).
      Hinweis: Das lange Format hat eine einzelne Spalte für die Behandlung (in diesem Fall, aufgefüllt mit "Naiv", "Schein" oder "TBI"), eine einzelne Spalte für Tag (in diesem Fall "0", "1", "2" oder "3") und eine einzelne Spalte als Testversion ("1", "2" oder "3"). Das große Format hat eine einzelne Spalte für jede Kombination von Faktorstufen (also eine einzelne Spalte für naiv, Tag 0, Probe 1, eine weitere Spalte für naiv, Tag 0, Probe 2, etc.)
    4. Durchschnittliche Punktzahl für jedes Tier an jedem Tag. Da gab es drei Studien durchgeführt an jedem Tag werden drei Werte für jedes Tier pro Tag.
    5. Prüfen Sie, ob die Daten normalverteilt sind. Verwenden Sie eine nichtparametrische statistische (z. B.der Kruskal-Wallis) testen, um zu analysieren, ob die Gäste an jedem Tag zwischen Gruppen unterscheidet. In diesem Fall, da diese Daten nicht kontinuierlich sind, werden sie nicht normalerweise verteilt.
    6. Um festzustellen, wo die Unterschiede liegen, Post-hoc- Tests, wie zum Beispiel die Tukey Post-hoc- Analyse zu tun.
      Hinweis: Hier wurden R Statistik-Software-Paket16, die Kruskal.test()-Funktion und die Funktion der posthoc.kruskal.nemenyi.test in die paarweise mehrere Vergleich von bedeuten Reihen Paket (PMCMR)17 verwendet.
    7. Darüber hinaus testen Sie, ob es gibt Unterschiede zwischen Tagen innerhalb der einzelnen Gruppen.
      Hinweis: zum Beispiel, um festzustellen, ob die SHAM-Tiere am Tag 0, Tag1, Tag2 oder Tag3 gegenüber anders verhalten. Um dies zu tun, führen Sie eine unidirektionale Messwiederholungen ANOVA. Dies kann in R mit der EzANOVA Funktion innerhalb der Ez-Paket erfolgen.
    8. Um eine Messwiederholung ANOVA ausführen, überprüfen Sie zunächst die Annahmen bezüglich der Sphärizität.
      Hinweis: Hier die Daten zeigen, dass die im Faktor (Tag) bedeutet treffen die Annahme der Sphärizität für naiv und SHAM, aber nicht für TBI. So ist eine Korrektur nicht für naiv oder Schein erforderlich. Verwenden Sie für die TBI-Daten die Greenhouse-Geisser-Korrektur.
    9. Wenn signifikante Unterschiede gefunden werden, führen Sie einen Post-hoc- Test um festzustellen, wo die Unterschiede liegen. Dies geschieht in R mit paarweisen t-Funktion zu testen. Zeichnen Sie die Ergebnisse als ein Boxplot wie dargestellt in die repräsentativen Ergebnisse (Abbildung 2).
  2. Balkenwaage
    1. Übertragen Sie handgeschriebenen Vorlage manuell auf ein Tabellenkalkulationsprogramm auf dem Computer. Formatieren Sie die Daten für die statistische Analyse (entweder in langen oder breiten Format je nach Software-Voreinstellung). Siehe Hinweis im Schritt 6.1.3.
    2. Durchschnittliche Noten für jede Ratte auf jeden Tag, so dass jede Ratte 01:20 pro Tag. Um zu testen, ob sich die Gäste an jedem Tag zwischen naiv, SHAM und TBI unterscheidet, beurteilen Sie, ob die Daten normalverteilt sind.
      Hinweis: In diesem Fall, da die Daten nicht kontinuierlich sind, sind diese Daten nicht normalverteilt. Verwenden Sie daher eine nichtparametrische statistische Tests (z.B. der Kruskal-Wallis-Test).
    3. Um festzustellen, wo die Unterschiede liegen, Post-hoc- Tests, z.B., Tukey Post-hoc- Analyse zu tun. Um Unterschiede zwischen den Tagen innerhalb jeder Behandlungsgruppe testen, laufen ein unidirektionaler wiederholt misst ANOVA (siehe Schritt 6.1.7). Überprüfen Sie die Annahmen bezüglich der Sphärizität.
      Hinweis: In dieser Studie, die Daten zeigen, dass die im Faktor (Tag) erfüllt nicht die Annahme der Sphärizität für alle Gruppen, so verwendet Kontinuität Korrekturen. Verwenden Sie die Gewächshaus-Grier Kontinuität Korrektur.
    4. Plotten Sie die Ergebnisse auf einer Box-Plot, wie dargestellt in die repräsentativen Ergebnisse (Abbildung 3).
  3. Strahl-Spaziergang
    1. Übertragen Sie handschriftliche Ergebnis auf einem Tabellenkalkulationsprogramm auf dem Computer manuell. Die drei Balken-Walk-Latenzen für jedes Tier für jeden Tag im Durchschnitt. Formatieren Sie die Daten für die statistische Analyse (siehe Schritt 6.1.3).
    2. Prüfen Sie, ob die Daten normal verteilt ist.
      Hinweis: In diesem Fall die Daten kontinuierlich und ist normalverteilt. Verwenden Sie daher eine einfache ANOVA, um festzustellen, ob die Latenz auf jeden Tag zwischen naiv, SHAM und TBI unterscheidet.
    3. Um festzustellen, ob es keinen Unterschied zwischen Tagen innerhalb einer Behandlungsgruppe gibt, führen Sie eine unidirektionale Messwiederholungen ANOVA. Überprüfen Sie zunächst die Annahmen bezüglich der Sphärizität.
      Hinweis: In dieser Studie, die Daten zeigen, dass die im Faktor (Tag) erfüllt nicht die Annahme der Sphärizität für alle unsere Gruppen, so dass Kontinuität Korrekturen verwendet werden. Verwenden Sie die Gewächshaus-Grier-Korrektur.
    4. Plotten Sie die Ergebnisse auf einer Box-Plot, wie dargestellt in die repräsentativen Ergebnisse (Abbildung 4).
  4. Arbeiten Speicher-Wasser-Irrgarten
    1. Übertragen Sie die Daten aus dem Arbeitsblatt oder Computer-Tracking-Programm in einer Tabellenkalkulation. Wählen Sie die Ergebnisse analysiert werden.
      Hinweis: Viele mögliche Ergebnisse stehen für die Analyse von Computer-Programme zur Verfügung. Beispiele für Ergebnisse für Analyse einschließen kann ausgewählt: Latenz, Weglänge, Thigmotaxia und schwimmen zu beschleunigen. Die meisten gemeldeten Ergebnis Latenz, ist, wie im angegebenen Beispiel verwendet.
    2. Formatieren Sie die Daten für die statistische Analyse (entweder in langen oder breiten Format je nach Software-Voreinstellung).
      Hinweis: Das lange Format hat eine einzelne Spalte für die Behandlung (in diesem Fall, aufgefüllt mit "Naiv", "Schein" oder "TBI"), eine einzelne Spalte für Tag (in diesem Fall "1", "2", "3", "4" oder "5") und eine einzelne Spalte als Testversion ("entweder 1", "2", "3", "4", "5" "6", "7" oder "8"). Wir brauchen auch eine zusätzliche Spalte, den Versuch ("1" oder "2") zu identifizieren. Wide-Format hat eine einzelne Spalte für jede Kombination von Faktorstufen (so zum Beispiel eine einzelne Spalte für naiv, Tag 1, Studie 1, Versuch 1, eine weitere Spalte für naiv, Tag 1, Test 2, Versuch 2). Auch kann der Unterschied zwischen Test 1 und Test 2 berechnet für jede Sitzung und als Unterschied Partitur analysiert werden.
    3. Um herauszufinden ob ein insgesamt Unterschied zwischen den Gruppen der Verletzung besteht, führen Sie die folgenden Schritte.
      1. Erstens die Wasser-Labyrinth-Latenz für jedes Tier durchschnittlich für Tag1.
        Hinweis: An jedem Tag gab es vier Sessions, also durchschnittlich vier Werte pro Tier für jede Studie 1 und Test 2. Diese Berechnung für die verbleibenden Tage so gut tun.
      2. Um Verletzungen Unterschiede insgesamt überprüfen, führen Sie eine bidirektionale Messwiederholungen ANOVA. Es gibt zwei Faktoren, Verletzungen und Tag. Verletzung ist eine Gruppe Faktor bis Tag ist ein innerhalb der Gruppe Faktor. Hinweis: Hier R diente.
      3. Wenn die Ergebnisse einen signifikanten Unterschied aufgrund einer Verletzung zeigen, führen Sie dann einen Tukey Post-hoc- Test um zu sehen, wo die Unterschiede liegen.
    4. Um finden heraus ob es Unterschiede zwischen den Gruppen Verletzungen an bestimmten Tagen führen die folgenden Schritte.
      Hinweis: Tag 1 dient als Beispiel und die gleiche Analyse für die folgenden Tage getan werden muss. Diese Analyse erfolgt in mehrfacher Hinsicht, zuerst für die Studie 1 nur für Prüfung 2 nur zweite und dritte für die Differenz zwischen Test 1 und Test 2. Studie 1 dient als ein Beispiel; die gleichen Schritte für die anderen Analysen verwendet werden müssen.
      1. Erstens die Wasser-Labyrinth-Latenz für jedes Tier durchschnittlich für Tag1. Da an jedem Tag gab es vier Wiederholungen von "Test 1", die vier Durchschnittswerte für jedes Tier.
      2. Prüfen Sie, ob die Daten normal verteilt ist.
        Hinweis: In diesem Fall die Daten kontinuierlich und ist normalverteilt. Verwenden Sie daher die einfache ANOVA, um festzustellen, ob die Wasser-Labyrinth-Latenz am 1. Tag zwischen naiv, SHAM und TBI unterscheidet. Statistiksoftware R und die aov()-Funktion wurden hier verwendet.
      3. Verwenden Sie einen 5 % Signifikanzniveau. Wenn der resultierende p-Wert kleiner als 0,05 ist, dann gibt es signifikante Unterschiede zwischen den Gruppen.
      4. Verwenden Sie Tukey Post-hoc- Test, um festzustellen, wo die Unterschiede liegen. Dies ist die TukeyHSD()-Funktion in R.
    5. Gehen folgendermaßen Sie vor, um herauszufinden, ob es Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen Tagen.
      1. Führen Sie zunächst eine unidirektionale Messwiederholungen ANOVA. Dies kann in R mit der EzANOVA Funktion innerhalb der Ez-Paket erfolgen.
      2. Vor dem Ausführen einer Messwiederholung ANOVA, überprüfen Sie zunächst die Annahmen bezüglich der Sphärizität.
        Hinweis: Die im Faktor (Tag) trifft der Annahme der Sphärizität für alle Gruppen, so gibt es keine Notwendigkeit, Kontinuität Korrekturen zu verwenden.
      3. Wenn Unterschiede zwischen Tagen gefunden werden (p-Werten kleiner als 0,05), führen Sie dann einen Post-hoc- Test, um festzustellen, wo genau die Unterschiede liegen. Dieser Schritt wird in R mit der pairwise.t.test-Funktion erreicht.
    6. Grafische Darstellung der Ergebnisse mit Liniendiagramme (Abbildung 5). Prüfung 1-Studie 2 kann auch grafisch dargestellt werden.

Representative Results

Ergebnisse des Verfahrens Neuroscore (Abb. 2) zeigen das Potenzial für falsch-positiv (SHAM und TBI Gruppen am Tag 0) und die Empfindlichkeit des Tests um kleine Unterschiede zu erkennen. Fehlalarme können auftreten, wenn die Ratte nicht gut an das Verfahren gewöhnt ist, so ist es nicht völlig entspannt. Tag 0 ist vor der Operation, also im Idealfall alle Ratten das Kriterium von einem Score von 0 vor dem Betreten einer Studiums erreichen sollte. Tage 1 bis 3 zeigen die Empfindlichkeit dieses Tests, kleine Änderungen in der Partitur zu erkennen. Zwar gibt es ein Potenzial für einen Score so hoch wie 21, sind Noten höher als 3 ungewöhnlich in diesem Modell. In diesem Beispiel wiederholt Maßnahmen ANOVA ergab keine Unterschiede zwischen den Tagen für naiv (p = 0,78) oder SHAM (p = 0,09); allerdings für die TBI-Gruppe gab es Unterschiede zwischen den Tagen (p < 0,05). Post-hoc- paarweisen Vergleich angegeben, dass Tag 0 Tage, 1, 2 und 3 deutlich unterscheidet. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Verletzung kleine, aber wichtige Änderungen in der neurologischen Beurteilung produziert.

Weitere Analysen mit der Kruskal-Wallis-Test verglichen naiv, SHAM und TBI an jedem Tag, gefolgt von der Tukey Post-hoc- Test, um festzustellen, wo genau die Unterschiede liegen. Tag 0, wurde die Teststatistik 13,37, p = 0,001 und SHAM war signifikant verschieden von naive (p = 0,008). Im Idealfall sollte keine Unterschiede zwischen den Gruppen am Tag 0, da keine Behandlungen oder Verfahren verwaltet wurden. In diesem Fall sollten die Ratten weiter an das Verfahren gewöhnt, oder auf eine nicht-Verhalten-Studie übertragen. Tag1 war die Teststatistik 32.39, p = 9.75e-8, mit dem Post-hoc- Test, darauf hinweist, dass Schein und TBI deutlich anders als naiv waren (p = 0,002, p = 5.9e-7, beziehungsweise). Tag2 war die Teststatistik 23,39, p = 8.34e-6, und SHAM und TBI waren anders als naiv (p = 0,002, p = 6.8e-5). Für den 3. Tag war die Teststatistik 38,4, p = 4.59e-9, und wieder, SHAM und TBI unterschieden sich signifikant vom naiven (p = 0,001, p = 2.1e-8, beziehungsweise). Diese Ergebnisse weisen darauf hin, dass die SHAM-Vorbereitung auch einige Defizite bei neurologischen Beurteilung manchmal früh nach einer Verletzung produziert.

Vertreter-Balkenwaage Ergebnisse (Abbildung 3) zeigen die Empfindlichkeit der Balkenwaage Test zu Defiziten kurz nach einer Verletzung (Abbildung 3, links) und zu einem Zeitpunkt mehr nach einer Verletzung (Abbildung 3, rechts). Die Empfindlichkeit der Balkenwaage Test gegen die Auswirkungen von Hirn-Trauma verringert sich im Laufe der Zeit, weil da die unverletzten Ratten alt und Gewichtszunahme, Schwierigkeiten, die Balance auf dem Balken gestiegen. Zu späteren Zeitpunkten ist der Strahl gedreht, so dass die Ratten auf die breitere Seite des Balkens Ausgleich sind. Ist jedoch um 6 Monate nach der Verletzung, diesen Test nicht mehr empfindlich auf die Auswirkungen der Verletzung wie alt und/oder Gewicht die Fähigkeit zur Erfüllung der Aufgaben (Abbildung 3, rechts) zu verwechseln. Alternativ heilen kann in das vestibuläre System stattgefunden haben, und diese Daten widerspiegeln, dass die Ratten Fähigkeit zur balance der gleichen Ebene wie die Kontrollgruppen erreicht.

Vergleichen naiv, SHAM und TBI an jedem Tag, verwendeten wir den Kruskal-Wallis-Test. Die Ergebnisse für Zeitpunkte früh links nach Verletzungen sind in Abbildung 3gezeigte. Tag 0, der Kruskal-Wallis-Test entnehmen Sie bitte den Wert der Teststatistik zu 6.81, p = 0,033. Gab es ein signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen, mit der Tukey Post-hoc- Test zeigt, dass die naive Gruppe war anders als SHAM (p = 0,038); jedoch hatten alle drei Gruppen Mittel deutlich unter 2,0, darauf hinweist, dass alle Ratten die Kriterien weiterhin erfüllt hatte. Es wäre besser, keine Unterschiede zwischen den Gruppen am Tag 0 haben, aber da alle Gruppen unter 2 liegen, können sie in der Studie weiter. Auf PID 1, wurde die Kruskal-Wallis-Test-Statistik 69.72, p = 7.25e-16. Die Tukey Post-hoc- Test zeigte, dass die SHT-Gruppe signifikant verschieden von der naiven und Sham Gruppen (p = 4.9e-14, p = 9.1e-08, beziehungsweise). Am 2. Tag wurde die Kruskal-Wallis-Test-Statistik 62.84 und p = 2.26e-14, mit dem Post-hoc- Test zeigt TBI anders als naiv und SHAM (p = 1.0e-10, p = 2.1e-10 bzw.). Am 3. Tag war die Kruskal-Wallis-Test-Statistik 62.69 und p = 2.44e-14. Der Post-hoc- Test zeigte TBI naiv und SHAM, unterschiedlich (p = 9.6e-12, p = 1.7e-08, beziehungsweise). Wir haben außerdem um gäbe es keine Unterschiede zwischen den Tagen innerhalb der einzelnen Gruppen zu sehen. Mit einer wiederholten misst ANOVA, für naiv, gab es keine Unterschiede zwischen den Tagen (p = 0,367). Für SHAM und TBI gab es Unterschiede zwischen den Tagen (p = 0,002, p = 3.90e-29, beziehungsweise). Post-hoc- paarweise Vergleiche offenbart SHAM Tag 1 Tag2 und Tag3 erheblich unterschiedlich ist (p = 0,001, p = 0,01, beziehungsweise), und für TBI, Tag 0 ist deutlich andere Form Tag 1, 2 und 3 (p < 2e-16, p = 5.5e-16 und p = 2.7e-13, beziehungsweise). 1. Tag unterscheidet sich auch deutlich von Tag3 (p = 0,036).

6 Monate nach der Verletzung wurden Vergleiche zwischen naiv, SHAM und TBI auf jeden Tag mit der Kruskal-Wallis-Test (Abb. 3, rechts). Am Tag 0, der Wert der Teststatistik war 3,36 und p = 0,187, so gab es keine Unterschiede am Tag 0. Alle Mittel wurden unter 2, darauf hinweist, dass alle Ratten und Gruppen die Kriterien erfüllt, die in der Studie weiter. Die Teststatistik war auf PID 1, 6.11, p = 0,047; Post-hoc- Analyse mit Tukey Post-hoc- Test ergab jedoch, dass keine der Gruppen signifikant unterschiedlich waren bei der Bilanzierung mehrere Hypothesentests. Am 2. Tag war die Teststatistik 4.09, p = 0,13, ns, und am 3. Tag war die Teststatistik 2,91, p = 0.23, ns. So gab es keine Unterschiede zwischen den Gruppen der Verletzung an einem bestimmten Tag.

Darüber hinaus mit Blick auf Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen Tagen, eine Messwiederholung ANOVA ergab signifikante Unterschiede zwischen den Tagen für naiv, SHAM und TBI (p = 0,0003, p = 2.61e-5, p = 5.59e-7; Abbildung 3, rechts). Post-hoc- Tests zeigten die folgenden Unterschiede. NAIV, Tag 0 war signifikant verschieden von Tag 1, 2 und 3 (p = 0,002, p = 0,044, p = 0,004, beziehungsweise). Für SHAM, alle Tage waren deutlich von einander unterscheiden: Tag 0 war signifikant verschieden von Tag 1, 2 und 3 (p = 0,0006, p = 0,001, p = 0,0006, beziehungsweise); Tag1 war signifikant unterschiedlich von Tag 2 und 3 (p = 0.031, p = 0,0006, beziehungsweise); Tag2 war signifikant verschieden von Tag3 (p = 0,044). Für TBI, Tag 0 unterscheidet sich deutlich von Tag 1, 2 und 3 (p = 0,0005, p = 0,0008, p = 0,0005, beziehungsweise).

Die Ergebnisse der Beam-Gehtest werden zu zwei Zeitpunkten (Abbildung 4) angezeigt. Ähnlich wie bei der Balkenwaage, dieser Test erkennt Defizite früh nach Verletzungen (Abbildung 4, links). Von 6 Monaten nach der Verletzung, es gibt jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen (Abbildung 4, rechts), was darauf hindeutet, Heilung im verletzten Bereich aufgetreten. Dieses Ergebnis kann Auswirkungen von Alter und erhöhte Gewicht wider.

NAIV, SHAM und TBI auf jeden Tag früh nach einer Verletzung zu vergleichen, wurde eine einfache ANOVA verwendet. Gab es keine Unterschiede am Tag 0 (F = 0.859, p = 0.426) und alle Latenzen waren unter 5 s, darauf hinweist, dass alle Ratten die Kriterien in der Studie weiter. Auf PID 1, gab es eine signifikante Teststatistik von 15,36, p = 1.18e-6. Tukey Post Hoc Test angegeben einen signifikanten Unterschied zwischen die TBI und naiv (p = 0.000004) und TBI und SHAM (p = 0,0001). Am 2. Tag gab es ein signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen (F = 9,49, p = 0,0002). Post-hoc- Tests zeigten sich Unterschiede zwischen die TBI und naiv (p = 0,0002) und TBI und SHAM (p = 0,005). Am 3. Tag, entspricht die allgemeine Teststatistik 6.27, p = 0,0025, angibt, gibt es Unterschiede zwischen den Gruppen. Tukey Post-hoc- Test zeigte, dass wiederum TBI anders als naiv und SHAM (p = 0,003, p = 0,035, beziehungsweise).

Verwenden eine unidirektionale wiederholte Maßnahme ANOVA, wurden Unterschiede zwischen den Behandlungsgruppen Tagen erkundet. Zunächst war die Annahme der Sphärizität für jede Gruppe überprüft. Die im Faktor (Tag) erfüllten nicht die Annahme der Sphärizität für naiv oder SHAM Gruppen, damit die Kontinuität Korrektur, Gewächshaus-Grier wurde zu diesen Gruppen angewendet. SHAM, gab es keine Unterschiede zwischen den Tagen (p = 0.066), für naiv und TBI gab (p = 0,006, p = 2.89E-7, beziehungsweise). Post-hoc- Vergleiche zeigten für naiv, war der Unterschied zwischen Tag 0 und Tag1 (p = 0,003). Für TBI, waren die Unterschiede zwischen 0 und 1, 2 und 3 Tage (p = 9.2e-6, p = 0,0005, p = 0,002, beziehungsweise), und es war ein Unterschied von Tag1 bis Tag3 (p = 0,018).

6 Monate nach der Verletzung, gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen naiv, Schein oder TBI an einem beliebigen Tag (Tag 0, F = 0,315, p = 0.732; Tag 1, F = 0.336, p = 0.717; Tag 2, F = 0,5 p = 0,61; Tag 3, F = 1,17, p = 0.322; Abbildung 4, rechts). Beim Vergleich der Unterschiede zwischen den Tagen innerhalb jeder Gruppe gab es ein signifikanten Unterschied in der SHT-Gruppe (p = 0.026), mit Tag 0 unterscheidet sich von Tag 1, 2 und 3 (p = 0.026, p = 0,002, p = 0,002). Es gab keine Unterschiede zwischen beliebigen Tagen für naiv oder SHAM (p = 0,104, p = 0.063, beziehungsweise).

Daten vom Speicher Arbeitsversion des Morris-Wasser-Irrgarten können in verschiedener Weise dargestellt werden. Hier zeigen wir die Ergebnisse für 3 Monate (Abbildung 5, links) und 12 Monaten (Abbildung 5, rechts) nach einer Verletzung mit den beiden Reihen Graphen, den zeitlichen Verlauf und Box-Plots, bieten einen Überblick über die Daten (Abbildung 5, unten) vertreten. Wir können dann Studie 1 Vergleiche und Studie 2 Vergleiche unabhängig auf jeden Tag, sowie Unterschiede aufgrund einer Verletzung visualisieren. Studie 1 Latenzzeiten Referenz Speicher dar, die Studie 2 Latenzen zeigen Arbeitsgedächtnis.

Die Daten von Ratten 3 Monate nach der Verletzung sind links in Abbildung 5gezeigt. Für die Studie 1 (Abbildung 5, oben links), vergleicht man naiv, SHAM und TBI, erst am 4. Tag zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen den Gruppen (F = 4.12, p = 0,025), mit der Post-hoc- Tukey Test darauf hinweist, dass TBI unterschiedlich war NAIV (p = 0,019). Für die Studie 2 (Abbildung 5, Mitte links), gab es ein signifikanten Unterschied an Tag1 (F = 5,93, p = 0,006), mit Post-hoc- Analyse darauf hinweist, dass TBI von SHAM Unterschied (p = 0,005). Messwiederholungen ANOVA fand keinen allgemeine Unterschied zwischen Verletzungen Gruppen nach 3 Monaten (p = 0,56). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Ratten kleine, aber wichtige Defizite in Referenz sowie Arbeitsspeicher 3 Monate nach der Verletzung haben.

12 Monate nach der Verletzung, vergleichen von Versuch 1 naiv, SHAM und TBI (Abbildung 5, rechts), wiederholt Maßnahmen ANOVA zeigte eine signifikante Gesamtwirkung von Verletzungen (F = 3,94, p = 0,03). Paarweise Vergleiche ergaben, dass TBI deutlich anders als naiv und SHAM war (p = 0,043 und p = 0,006., beziehungsweise) (Abbildung 5, rechts unten). Darüber hinaus wurde durch Vergleich von Verletzungen Gruppen an jedem Tag, verwenden eine einfache ANOVA, ein signifikanter Unterschied am 3. Tag erkannt (F = 7.28, p = 0,003). Post-hoc- Vergleich ergab, dass TBI von SHAM Unterschied (p = 0,0018) (Abbildung 5, oben rechts). Studie 2 gefunden Messwiederholungen ANOVA einen signifikanten Unterschied aufgrund einer Verletzung (F = 3,97, p = 0.029), mit Post-hoc- paarweise Vergleiche erkennen den Unterschied zwischen die TBI und SHAM (p = 0,017) (Abbildung 5 , rechts unten). Einfache ANOVA an jedem Tag fanden signifikante Unterschiede auf Tag 2 und 4. Am 2. Tag (F = 4.02, p = 0.028), Tukey Post-hoc- Test ergab, dass TBI von SHAM Unterschied (p = 0,023). Am 4. Tag (F = 4.12, p = 0.026), Post-hoc- Analyse ergab einen Unterschied zwischen die TBI und SHAM (p = 0,025) (Abbildung 5, Mitte rechts).

Figure 1
Abbildung 1: Schematische Darstellung der Wasser-Irrgarten. Dieses Diagramm zeigt die mögliche Plattform Standorte (1, 2, 3, 4) und Ausgangspunkte (N, S, E, W) für die arbeitenden Speicher Morris Wasser-Irrgarten. Ratten sind zwei Studien von jedem Start Lage/Plattform Paarung erlaubt. Es ist ein 15 s Inter Test Intervall und 4 min. Rest in einer wärmenden Kammer zwischen Paaren von Studien für eine Gesamtmenge von vier Paare von Prüfungen für jede tägliche Sitzung. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 2
Abbildung 2: Ergebnisse der Neuroscore-Test Alle Ratten wurden zu einfachen reflex Testaufgaben vor dem Tag 0 ausgebildet (siehe Text für Details auf Ausbildung, Prüfung und Bewertung). Ergebnisse werden als Median (schwarze Linie), erster und Dritter Quartile (Grenzen der Box), und 10th und 90th Perzentile (Fehlerbalken) angezeigt. Das Mittel zeigt sich auch durch die roten Linien und peripheren Punkte als schwarze Punkte. Daten werden für den Tag 0 Baseline und posttraumatischen Tage 1-3 dargestellt. Die Ergebnisse des Post-hoc-t-test für jeden Zeitpunkt sind in den Diagrammen gezeigt: * p < 0,001 Vs TBI Tag 0; ^ p < 0,001 Vs gleichentags naiv. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 3
Abbildung 3. Ergebnisse der Balkenwaage Test Alle Ratten wurden ausgebildet, um auf dem Balken zu balancieren, bis sie für 60 Gleichgewicht könnte s für drei aufeinander folgende Versuche (siehe Text für Details auf Ausbildung, Prüfung und Bewertung). Auf nachfolgenden Tests wurden Ratten auf einer Skala von 1 bis 6 mit 1 bedeutet normale Balance und 6 bedeutet keinen Versuch, auf dem Balken bleiben erzielte. Ergebnisse werden als Median (schwarze Linie), erster und Dritter Quartile (Grenzen der Box), und 10th und 90th Perzentile (Fehlerbalken) angezeigt. Das Mittel zeigt sich auch durch die roten Linien und peripheren Punkte als schwarze Punkte. Daten werden für den Tag 0 Baseline Partitur, posttraumatischen Tage 1-3 (links), und 6 Monate nach der Verletzung (rechts) dargestellt. Die Ergebnisse des Post-hoc-t-test für jeden Zeitpunkt werden in den Diagrammen angezeigt. Für 0-3 Tage: * P < 0,001Vs TBI Tag 0; ^ p < 0,001 Vs gleichentags naiv; @ p < 0,001 Vs gleichentags SHAM. Für 6 Monate: * p < 0,001Vs TBI Tag 0; # p < 0,001 Vs naiv Tag 0; & p < 0,001 Vs SHAM Tag 0. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 4
Abbildung 4. Ergebnisse der Beam-Walk-Test Alle Ratten wurden ausgebildet, um den Strahl zu durchlaufen, beim Weben zwischen den Pfosten, in einen Safe zu entkommen. Sie wurden ausgebildet, bis sie Kriterien ≤ 5 erfüllt s auf drei aufeinander folgenden Studien (siehe Text für Details auf Ausbildung, Prüfung und Bewertung). Grundlegend zu testen wurde am Tag 0 und Ratten wurden anschließend auf 1-3 Tage nach Verletzung (links) getestet. Eine Teilmenge von Ratten war auch 6 Monate nach der Verletzung (rechts) getestet. Die Ergebnisse sind als Median (schwarze Linie), erster und Dritter Quartile (Grenzen der Box), und 10th und 90th Perzentile (Fehlerbalken) grafisch dargestellt. Der Mittelwert wird auch durch die roten Linien und peripheren Punkte als schwarze Punkte angezeigt. Die Ergebnisse der Post-hoc- Tests für jeden Zeitpunkt werden in den Diagrammen angezeigt. Für 0-3 Tage: * P < 0,001Vs TBI Tag 0; ^ p < 0,001 Vs gleichentags naiv; @ p < 0,001 Vs gleichentags Schein; Für 6 Monate: * p < 0,001Vs TBI Tag 0. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Figure 5
Abbildung 5. Ergebnisse des Arbeitsspeichers Morris Wasser Labyrinth. Ergebnisse werden für verschiedene Gruppen von Ratten nach 3 Monaten (linke Spalte) und 12 Monate (rechte Spalte) angezeigt. Die oberen Platten zeigen die durchschnittlichen Wartezeiten (Zeit nahm es die Ratten das versteckte Plateau zu finden) auf die ersten Versuche der beiden Zeitfahren Paarung für jede der fünf Testtage. Die mittleren Bereiche zeigen die durchschnittlichen Wartezeiten der zweiten Versuche an jedem Tag. Ergebnisse der Post-hoc- Analyse sind in den Diagrammen dargestellt (* p < 0,05 Vs gleichentags SHAM; ^ p < 0,05 Vs gleichentags naiv). Die unteren Platten fasst die Ergebnisse der Median (schwarze Linie), 25th und 75th Perzentile (Grenzen der Box), und 10th 90th Perzentile (Fehlerbalken) zeigen. Das Mittel zeigt sich auch durch die roten Linien und peripheren Punkte als schwarze Punkte. Ergebnisse der Post-hoc- Analyse sind in den Diagrammen dargestellt (*p < 0,05 Vs gleiche Trial SHAM, ^ p < 0,05 Vs gleichen Versuch naiv). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Discussion

Wenn Sie jede Art von Verhaltensstörungen Tests durchführen, ist es wichtig, konsequent zu sein. Dieses Detail beinhaltet viele Überlegungen, die unbedeutend erscheinen, aber haben einen großen Einfluss auf die Reaktion des Tieres. Akklimatisierung von Tieren in ihrer Heimat-Käfig/Wohnsituation vor jedem Experiment ist ein wichtiger Schritt, der nicht zu übersehen ist. Dieses Präparat verringert die Wirkung der Tiere physiologischen Stress-Reaktion, die Verhaltensstörungen Ergebnisse18verändern können. Ebenso ist es unerlässlich, dass alle Anstrengungen unternommen werden, um alle Tiere in der gleichen Weise zu behandeln. Diese Konsistenz beinhaltet wie bereits erwähnt, Akklimatisierung zu Wohnraum und auch Akklimatisierung, Umschlag und Transport zwischen den Räumen vor dem training oder testen. Dieses Konzept kann nicht überbewertet werden. Schlampigen Umgang mit tierischen ist katastrophal, Verhaltensstörungen Test19. Ebenso muss jede Anstrengung unternommen werden, um Tiere zu testen, zur gleichen Zeit des Tages, ob während ihres dunkel oder hell. Für die Tests hier diskutiert ist in hellen oder dunklen Phase testen akzeptabel, solange die Tests konsequent durchgeführt werden. Tests zu verschiedenen Zeitpunkten während der zirkadianen Zyklus hat sich gezeigt, Verhaltensstörungen Ergebnisse18,20zu ändern. Darüber hinaus muss der Handler als auch das Tier in einen Spannungszustand frei, ruhig sein um die Genauigkeit der Ergebnisse zu maximieren.

Insbesondere bei den Neuroscore sind false Positives und Negatives. Fehlalarme treten normalerweise auf, wenn ein Tier nicht vollständig an Handlings- und Prüfautomaten gewöhnt ist. Das Tier muss die beobachteten Reaktion reflexive und nicht durch Muskeln anziehen Stress oder Angst reagieren ist völlig entspannt sein. Ein angespannter Handler kann die Ergebnisse beeinflussen, durch Übertragung von Stress für das Tier. Daher können die Ratte zu halten, zu eng oder zu locker beide problematisch sein. Darüber hinaus, wenn der Handler nervös ist, kann dies die Reaktion der Ratten verwechseln. Es gibt auch die Gefahr, dass unerfahrene Beobachter die Ratte Antwort fehlinterpretiert werden. Gute Ausbildung und viel Übung sind unerlässlich für den Erfolg und die Konsistenz der Neuroscore.

Im Allgemeinen ist die Hauptsorge mit diesen Tests der Mangel ein großer Unterschied, und manchmal keinen Unterschied zwischen den Behandlungsgruppen. Da Tiere auf verschiedenen Handler, Geräuschen, Tageszeiten, und potenziell Jahreszeiten21unterschiedlich reagieren können, muss alles getan werden, um alle möglichen Störfaktoren zu reduzieren.

Die Ergebnisse der hier gezeigten Balkenwaage und Beam-Walk Aufgaben zeigen, dass diese Tests nützlich früh nach Verletzung, Defizite in der Vestibulomotor Funktion zu erkennen. Diese Defizite beheben in der Regel über Zeit1,14. In diesem Modell haben um 6 Monate nach der Verletzung, die Verletzungen verursachten Defizite behoben. Die Ergebnisse der vorliegenden 6 Monate Zeit zufolge gibt es keine Unterschiede zwischen NAIVE, Schein oder verletzte Ratten; Allerdings haben alle Ratten entspannend in ihrer Heimat Käfigen seit 6 Monaten, Altern und Gewichtszunahme. So mit der Zeit, die sie nach 6 Monaten nach der Operation (oder gleichwertig im Falle naiv) erneut getestet werden, sind sie im wesentlichen immer alt und Fett, und deshalb alles, was die Gruppen nicht durchführen, sowie sie im Vergleich zu ihrer Grundlinie Tag 0 ergibt.

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist, dass der Verhalten-Test verwendet, der richtige Test. Zum Beispiel sind die hier eingesetzte Tests gedacht, die Funktion von bestimmten Hirnarealen zu vertreten. Ein Beispiel ist das vestibuläre System, das für Gleichgewicht wichtig. Hirnareale beteiligt sensomotorische Funktion, z. B. der Hirnrinde einschließlich sensomotorischen Kortex, Thalamus, kortikospinalen Neuronen, Basalganglien, Nigro-Striatum, um nur einige zu nennen sind in Vestibulomotor Abstimmung aller Beteiligten. So zeigen Defizite in der Balkenwaage oder Balken-Walk potenzielle Defizite in diesen Bereichen. Darüber hinaus engagieren sich der Hippocampus und präfrontalen Kortex in das Lernen und Gedächtnis, die Funktionen von Arbeitsspeicher-Wasser-Irrgarten getestet. Auch wenn der richtige Test ausgewählt wird, müssen die Grenzen der Tests, die beschäftigt sind im Auge behalten. Keiner der hier vorgestellten Tests sind zum Beispiel empfindlich auf Defizite in der Stimmung, wie Depression, Angst oder soziale Interaktionen wie Aggression, Entscheidungsfindung oder Impulsivität. Um es zu wiederholen, ist es unerlässlich, den entsprechenden Test für den Verhalten und Gehirn ausgewertet werden.

Interpretation und Analyse von Verhaltensdaten müssen mit Vorsicht angegangen werden. Es wird dringend empfohlen, Machtanalysen jede Art von Prüfung separat aufzunehmen weil mit Verhaltensstörungen Ergebnis als ein Maß für ein neuronales Defizit ist naturgemäß ein ungenaues Maß eine subtile Wirkung. Darüber hinaus erfordern verschiedene Tests verschiedener statistischer Analysen. Die Neuroscore und Balkenwaage Tests beschrieben sind beispielsweise abhängig von der Auslegung der einen ausgebildeten Beobachter das Verhalten mit einer Ordinalskala Tor. Diese Datentypen sind nicht kontinuierlich und nicht normalverteilte, also nichtparametrische Statistiken sollte verwendet werden, wie der Kruskal-Wallis-Test, wie Abschnitte 6.1 und 6.2 gezeigt. Alternativ die Strahl-Walk und arbeiten Gedächtnistests Wasser Labyrinth erzeugen Daten, die kontinuierlich sind und normal verteilte, also parametrische Statistiken genutzt werden, z. B. einfache ANOVA oder wiederholt Maßnahmen zwei-Wege-ANOVA, wie Abschnitte 6.3 und 6.4 demonstriert.

Die behavioralen Aufgaben hier vorgestellten haben den Test der Zeit bestanden und reproduzierbare Ergebnisse zu geben, vor allem, wenn gepaart mit der FPI-Modell bei Ratten, obwohl viele andere Testmethoden Verhaltens für Hirnverletzung existieren. Die Neuroscore ist eine kurze Einschätzung mit einem Minimum an Ausrüstung durchgeführt. Andere Tests der Reflexe und Stärke stehen zur Verfügung und konnten in eine neurologische Beurteilung, wie die seitlichen Pulsion-Aufgabe, die Bewegungsarmut Test, die schiefe Ebene Test und Griffstärke (siehe Fujimoto Et Al. übernommen werden 22 und Gold Et al. 23). die Balkenwaage und Beam-Walk beschriebene Aufgaben sind Maßnahmen der Vestibulomotor Defizite nach Verletzung. Vestibulomotor Koordination kann ein Maß für die Brutto lokomotorische Verhalten, während andere Maßnahmen der groben motorischen Defizite Rotarod, rotierenden Mast umfassen, und öffnen Sie Feld Aktivität, betrachtet werden. Die Fähigkeit zu schwimmen, ist gemessen als Schwimmen Geschwindigkeit während der Wasser-Irrgarten auch ein Hinweis auf grobe motorische Koordination22,23. Die arbeitenden Speicher Wasser Labyrinth Aufgabe abgeschlossen ist diese Reihe von Tests durch erkennen beide verweisen Gedächtnisdefizite (gekennzeichnet durch Studie 1) und Gedächtnisstörungen (gekennzeichnet durch Studie 2 oder der Unterschied zwischen Test 1 und Test 2) arbeiten. Weitere Maßnahmen der kognitiven Funktion umfassen acht Arm radial Labyrinth, Barnes Labyrinth, neuartige Objekt Anerkennung zu testen und verschiedene Variationen von der Wasser-Irrgarten. Diese Variationen sind die ursprünglichen Morris Wasser-Irrgarten und Labyrinth Lashley III (siehe wieder Fujimoto Et al. 22 und Gold Et al. 23). dieser Testbatterie hat sich als hilfreich erwiesen früh nach einer Verletzung und in unterschiedlichem Maße heraus bis 12 Monate nach der Verletzung1.

Darüber hinaus können die Aufgaben hier gezeigt mit verschiedenen Stämmen, Geschlecht und Alter von Ratten verwendet werden; Unterkünfte müssen jedoch für unterschiedliche Größen und in Fällen von größeren Gebrechlichkeit erfolgen. Zum Beispiel ältere, schwerere Ratten benötigen einen breiteren Strahl für die Balkenwaage Aufgabe und alte, gebrechliche Ratten, kann kürzerer Dauer Schwimmen oft im Wasser müssen Labyrinth. So gibt es Raum für Flexibilität in diesen Tests und Potenzial für die Entwicklung neuer Tests für unterschiedliche Situationen und Hypothesen.

Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Wir danken Ian Bolding für Unterstützung bei der OP Vorbereitung der Themen und Elizabeth Sumner für ihre sorgfältige Bearbeitung. Diese Studien wurden als Teil eines Teams finanziert das Moody-Projekt für die translationale Forschung in traumatischen Gehirn Verletzungen abgeschlossen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Sprague-Dawley rats Charles Rivers Laboratories
251 Ballardvale St
Wilmington, MA 01887-1096
Phone: 800-522-7287		 CD-IGS rats, strain code 001 male, albino, 300-350g at arrival
Name Company Catalog Number Comments
Beam-Balance
Beam home built wood, 25" l x 1" h x 3/4" w sealed with polyurethane varnish
C-clamp Home Depot 1422-C 2 1/2"
barrier Home Depot styrofoam, 18" x 17 1/2"
table (for both BB & BW) generic office supply 37" h x 30" w x 60" l
Name Company Catalog Number Comments
Beam-Walk
Beam home built wood 38-1/2" l x 1-3/4" h x 1" w sealed with polyurethane varnish (~ 37" off floor)
escape box home built woodpainted black 12 1/2 " l x 9" h x 7-1/4" w
nails (pegs) 2"
hinges
clamps
white noise machine San Diego Instruments
9155 Brown Deer Rd, Suite 8 San Diego, CA 92121
Phone: (858)530-2600		 http://www.sandiegoinstruments.com/libraries/misc/datasheets/whitenoise.pdf
light Home Depot
Name Company Catalog Number Comments
Morris Water Maze
fiberglass pool manufacturer unknown
(similar to one made by SDI) San Diego Instruments 7000-0723 72" diameter x 30" deep (~ 500 gal)
plexiglass platform hand-made by Maggie Parsley 10 cm diameter, 26" tall with silicone applied to the surface of the platform to provide a gripping surface
(similar to one made by SDI) SDI 7500-0272
plexiglass animal boxes w/ lids UTMB Machine Shop 2 boxes, 10" w x 16" L x 9" h
spot lights/ heat lamps Home Depot 3 around pool, 2 over boxes to dry animals
AnyMaze San Diego Instruments
9155 Brown Deer Rd, Suite 8 San Diego, CA 92121
Phone: (858)530-2600		 /9001 http://www.sandiegoinstruments.com/any-maze-video-tracking/

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References

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Hausser, N., Johnson, K., Parsley, M. A., Guptarak, J., Spratt, H., Sell, S. L. Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury. J. Vis. Exp. (131), e56044, doi:10.3791/56044 (2018).

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