Waiting
Login processing...

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

Behavior

Oppdage atferdsmessige underskudd i rotter etter traumatisk hjerneskade

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

Målet med atferdsdata testene presenteres her er å oppdage funksjonelle underskudd i rotter etter traumatisk hjerneskade. Fire spesifikke tester presenteres som oppdager underskudd i atferd for å gjenspeile skade til spesifikke hjernens områder til tider strekker seg til ett år etter skade.

Abstract

Med den økende forekomsten av traumatisk hjerneskade (TBI) både sivile og militære bestander, TBI er nå ansett som en kronisk sykdom; imidlertid har få studier undersøkt de langsiktige effektene av skade på gnager modeller av TBI. Vist her er behavioral tiltak som er godt etablert i TBI forskning for ganger tidlig etter skader, to uker, inntil to måneder. Noen av disse metodene har tidligere blitt brukt i senere tider etter skader, opp til ett år, men svært få laboratorier. Metodene vist her er en kort nevrologiske vurdering å teste reflekser, en bjelke-balanse å teste balanse, en bjelke-tur å teste balanse og koordinasjon, og en fungerende minne versjon av Morris vann labyrinten som kan være følsomme overfor underskudd i Referanse minne. Hannrotter ble håndtert og pre utdannet å nevrologiske, balanse og koordinasjon tester før du mottar parasagittal væske perkusjon skade (FPI) eller humbug skade. Rotter kan testes for kort nevrologiske vurdering (neuroscore), stråle-balansen, og stråle-turen flere ganger, mens testing på vann labyrinten kan bare gjøres én gang. Denne forskjellen er fordi rotter husker aktiviteten, dermed confounding resultatene hvis gjentatt testing forsøkes i samme dyret. Når du tester fra ett til tre dager etter skade, oppdages betydelige forskjeller i alle tre ikke-kognitive aktiviteter. Imidlertid ble forskjeller i bjelke-Walk oppgaven ikke synlig på senere tidspunkt (etter 3 måneder). Underskudd ble oppdaget på 3 måneder i bjelke-balanse og 6 måneder i neuroscore. Underskudd i arbeidshukommelsen fant ut 12 måneder etter skade, og underskudd i en referanse minne dukket først opp på 12 måneder. Dermed kan være atferdsmessige standardtester nyttig tiltak av vedvarende atferdsmessige underskudd etter FPI.

Introduction

Metodene presenteres her er utviklet for å oppdage funksjonelle underskudd i bestemte hjernen områder av en eksperimentell modell av TBI i rotte. Fire forskjellige atferd tester vil bli beskrevet. Først kan kort nevrologiske vurdering, referert til som neuroscore, utføres uten noen spesialisert utstyr, men krever praksis; Denne testen oppdager underskudd i reflekser. Beam-balanse testen oppdager andre underskudd i evnen til å balansere. Denne oppgaven krever behandleren scorer rotta basert på en ordenstallet skala og krever litt trening av behandleren. Beam-balanse testen krever en smal stråle og er følsom for underskudd i vestibulærsystemet. Den tredje testen vurderer vestibulomotor koordinering. Denne testen kalles aktiviteten bjelke-Walk, og selv om det kreves noen pre-trening av rotte, denne fremgangsmåten er mer objektiv enn to foregående som ventetiden traversere strålen er et objektivt mål ikke avhengig av subjektive scoring. Denne forskjellen er fordi tiden til å krysse en smal stråle for å nå en safe-boks måles. Beam-Walk testen krever en lengre bjelke enn bjelke-balansen, samt en escape-boksen. Denne testen måler underskudd i både motorisk koordinasjon og balanse, og dermed er følsom å skade lillehjernen og motor tilhørende hjernen områder. Den arbeider minne versjonen av Morris vann labyrinten (ÅRENE-WM) tester primært hippocampus funksjon og integrering med prefrontal cortex eller executive-funksjonen. Versjonen av Morris vann labyrinten vist kan også brukes til å oppdage underskudd i referanse minne1.

Disse metodene ble valgt basert på deres veletablerte meritter i litteraturen. Hver har vært effektiv i mange hender fra forskjellige laboratorier med flere stammer av rotter mange års forskning. Men i siste måler etter skade opp til to uker etter at skaden ble vurdert som "kronisk" tidspunkt. Således, for å etablere atferdsteknikker for studier av kroniske virkninger for TBI i gnagere, disse kjente metoder for å bli vurdert for følsomheten å oppdage TBI indusert underskudd på lengre tidspunkt etter skader. Det finnes nå flere gnager modeller av TBI, FPI modellen er en av de mest brukte, og brukes i denne studien. Denne modellen ble først publisert i 19502, og siden da har mer enn 1000 papirer ansatt FPI i rotter3. Neuropathology av denne type skade har blitt godt beskrevet av oss4 og andre5,6,7. Kort, neuronal skade prefiks har vist seg å være doseavhengig med Fluoro-Jade flekker på kort tid etter skade, dvs, 24-48 h; mens brutto atrofi og kavitasjon er inkludert fortynning av interne capsule og cortex rapportert på ett år etter skade6,7.

Meningsfulle representasjon av hjernefunksjon vurderes ved hjelp av atferdsmessige utfallsmål etter en eksperimentell hjerneskade. Men gjøre det store flertallet av FPI eksperimenter som bruker atferdsmessige resultater tiltak relativt tidlig, vanligvis fra 1 til 14 dager etter skade. Bruke metodene vist her, noen atferdsdata underskudd kan oppdages ut 12 måneder etter skade1. Nevrologiske funksjon, brutto vestibulomotor funksjon og fine koordinasjon ble vurdert på etter skade dager (PIDer) 1-3 og på 3, 6 og 12 måneder etter operasjonen, bruker en kort nevrologiske vurdering (Neuroscore, endret Schallert8), Beam-balanse oppgave, og stråle-Walk oppgave9,10,11. Referanse og arbeidshukommelsen ble vurdert en arbeider minne versjon av Morris vann labyrint1,12,13.

Protocol

Alle dyreforsøk først godkjent av institusjonelle Animal Care og bruk komiteen ved University of Texas Medical Branch, Galveston, Texas som anvist av nasjonale institutter for helse Guide og bruk av forsøksdyr (8nde Edition, National Research Council).

1. kirurgiske prosedyrer og væske perkusjon TBI

  1. Få voksne mannlige 300 g Sprague-Dawley rotter fra en leverandør og huset to per bur med mat og vann annonse libitum i et vivarium med konstant forhold: lyset syklus (600 h til 1800 h), temperatur (21 ° C til 23 ° C) og luftfuktighet (40-60%).
  2. Før kirurgi, håndtere rotter i tre til fem dager, og så trener rotter for Neuroscore, stråle-balanse og bjelken-Walk prosedyrer fra ett til tre dager før planlagt vurdering. Utføre planlagt vurderingen enten dag eller morgen før operasjonen.
    Merk: Forberede alltid kontroll rotter, som humbug-opererte eller kirurgisk naiv rotter på samme måte som de som får en skade, og enten tilfeldig eller i en balansert måte, gruppere rotter i behandlingsgrupper.
  3. Utføre kirurgi under aseptiske forhold (sterilt instrumenter, ren kirurgisk kjoler, sterile hansker, masker og hodet dekker).
  4. Bedøve rotter ved hjelp av isoflurane på 4% for induksjon og 1,5-2% for vedlikehold. Intubate og mekanisk ventiler rotter (bruker isoflurane i luften: oksygen (70:30) og forberede parasagittal væske-perkusjon skade som tidligere beskrevet14,15.
  5. Infiltrere såret nettsteder med 0,10% bupivicane før suturing og sett endetarms acetaminophen stikkpille (120 mg/kg) før oppvåkning bedøvelsen. Overvåke rotter minst 4 h under utvinningen perioden og dagen for underskriver av infeksjon, alvorlige nevrologiske skader (f.eks lammelser) eller alvorlige ubehag (f.eks vedvarende Syvsovere posisjon).
    Merk: Rotter viser noen av disse symptomene bør være euthanized (4% isoflurane i en anesthetic kammer etterfulgt av halshogging).

2. Neuroscore trening og Testing

  1. Neuroscore trening
    1. Opplæring på rotter kjent for å være eksperimentelt naiv, kjører gjennom testene i følgende rekkefølge (trinn 2.2.1-2.2.5) fra start til slutt, tilbake til hjem bur for 1 min, så Gjenta til en poengsum på null er oppnådd.
    2. Merk score på poengsummen ark for en post av trening for hver rotte. Etter trening kan du utføre en test økt (se nedenfor) på samme eller følgende dagen.
      Merk: Hvis testen økt ikke produserer en null poeng for grunnlinjen, trening og testing kan gjentas eller rotta kan bli viderekoblet til en ikke-opptreden eksperiment.
  2. Neuroscore testing
    Merk: Kjøre gjennom testene i følgende rekkefølge, tilbake til hjem bur for 1 min, og deretter gjenta to ganger for totalt tre ganger.
    1. Forlemen strekking test
      1. Løft rotta ved halen og hold om 6-12 inches over tabellen overflaten.
      2. Observere om rotta utvider eller bøyer forelimbs. Score refleksjoner (1) eller fravær (0).
        Merk: Refleksjoner er unormal. Mulig score på 1 x 3 = 3 (totalt mulig = 3).
    2. Hindlimb refleksjoner test
      1. Løft rotta ved halen og hold om 6-12 inches over tabellen overflaten.
      2. Observere om rotta utvider eller bøyer hindlimbs. Score refleksjoner (1) eller fravær (0).
        Merk: Refleksjoner er unormal. Mulig score på 1 x 3 = 3 (kumulativ sum mulig = 6).
    3. Visuelt utløst plasserer test
      1. Løfte rotta ved halen.
      2. Sakte senke rotta mot kanten av bordet til nesen er ca 10 cm fra kanten.
      3. Flytte rotta sakte mot kanten (tillater ikke kinnskjegg å ta kanten).
      4. Observere om rotta når og utvider forepaws mot tabellen. Score tilstedeværelse (0) eller fravær (1) for å utvide forepaws.
        Merk: Nå for tabellen svar på visuelle signaler er normalt. Mulig score på 1 x 3 = 3 (kumulativ sum mulig = 9).
    4. Kontakt utløst plasserer test
      1. Avholde rotta, med kroppen i hånden, parallell til tabellen kant og forbena gratis.
      2. Sakte senke rotta mot kanten av bordet til kinnskjegg på den ene siden berører kanten av bordet.
      3. Observere om rotta utvider forlemen på samme side som kinnskjegg som berører bordet mot tabellkanten så snart kinnskjegg touch.
        Merk: Elicitation av dette svaret tar mye praksis og forskere må være godt trent til å utføre denne testen konsekvent.
      4. Score tilstedeværelse (0) eller fravær (1) å nå mot bordet.
        Merk: Nå svar taktil stimulering er normalt. Mulig score på 1 x 3 = 3 (totalt mulig = 12).
      5. Gjenta trinn 2.2.4.1-2.2.4.4 for motsatt side. Mulig score på 1 x 3 = 3 (kumulativ sum mulig = 15).
    5. Hindpaw fatte refleks test
      1. Avholde rotta i en hånd med tommelen og pekefingeren rundt under forelimbs.
      2. Forsiktig trykk håndflaten av en hindpaw med de andre pekefingeren.
      3. Observere om rotta fatter pekefingeren. Score tilstedeværelse (0) eller fravær (1) å fatte.
        Merk: Grasping er normalt. Mulig score på 1 x 3 = 3 (totalt mulig = 18).
      4. Gjenta trinn 2.2.5.1-2.2.5.3 for motsatt side. Mulig score på 1 x 3 = 3 (totalt mulig = 21).
    6. Scoring
      1. Summere poengsummer for mulig totalt 7 x 3 = 21. En poengsum på null er normalt.

3. bjelke-balanse trening og Testing

  1. Utstyr
    1. Bruk en bjelke 60 cm i lengde, 1,75 cm bredde, høyde, 4.0 cm satt 90 cm fra gulvet, med en barriere 30 cm i høyden, 30 cm i bredden. Sikker strålen i en tabell med barrieren festet slik at 50 cm avhenger av stikker fra barrieren, fra tabellen.
    2. Plass en polstret safe under strålen å myke virkningen av rotter som faller.
  2. Beam-balanse trening
    1. På 24-48 timer før operasjonen, kan du plassere rotta på bjelken på en 60 s rettssak.
    2. Hvis rotta mislykkes å balansere på egen hånd, kan rotta å falle i verdiboksen.
    3. Begynne timing når rotta er trygt plassert på bjelken.
    4. Observere rotta for 60 s perioden og rate ytelsen basert på følgende skala: 1 = viser stabil balanse (grooms, går, forsøker å klatre barriere), 2 = viser ustø balanse (fatter sider av bjelke og/eller har ustø bevegelser), 3 = prøver å balansere men slips o r spinn på bjelken, henger på av klemmer strålen, 4 = prøver å balanse, men faller etter 10 s, 5 = henger over eller strålen, og faller av i under 10 s, 6 = faller av, gjør ingen forsøk på å balansere eller henge på bjelken.
    5. Registrere score på regnearket.
    6. Tillate rotta å hvile i 15 s i hjem bur, deretter gjentar trinn 3.2.1-3.2.5 til rotta oppnår tre score på 1 eller 2. Rotta er da regnet trent.
    7. Utføre en pre vurdering på 24 h eller dagen før kirurgi.
  3. Beam-balanse testing
    1. Fra 24 timer etter kirurgi og fortsetter for opp til 4 dager, teste rotter daglig.
      1. Plasser rotta på bjelken og starte tidtakeren. Observer rotta nøye for 60 s. post score på regnearket.
      2. Returnere rotta til hjem buret for en kort hvileperiode (1-3 min).
      3. Gjenta trinn 3.3.1.1-3.3.1.2 totalt tre tester.

4. bjelke-Walk trening og Testing

  1. Utstyr
    1. Bruke en synlige 100 cm i lengde, 2,5 cm i bredde og 4.0 cm i høyden.
    2. Forberede en høydejusterbart stativ, en justerbar tabell og fire plugger, 2 cm høyde og en svart mål for 28 cm i lengde, 18 cm i høyden og 18 cm i bredden, med en åpning på en ende stort nok for rotta å passere.
    3. Knytte målet slutten av strålen til den åpne siden av boksen mål, som er plassert på tabellen justerbar. Plass lys lys og hvit støy generator nær Start slutten av bjelken. Start nederst strålen er festet til høydejusterbart stativ slik at strålen boksen er på samme nivå, ca. 1 meter over gulvet.
  2. Beam-Walk opplæring
    1. Start opplæring 24-48 h før operasjonen.
    2. Sett rotta i boksen mål for 1 min. Etter 1 min, fjerne rotta og starte rettssaken.
    3. Starte rettssaken, slå på lys og hvit støy og plassere rotta på bjelken der peg hullet nærmest boksen mål og tillate rotta å gå inn i mål-boksen.
    4. Når rottas foran føttene krysset dørterskelen av boksen mål, umiddelbart slå av lys og støy kilder (dette er slutten av en prøveperiode).
    5. Tillate rotta å hvile i boksen mål for 30 s mellom hvert forsøk.
    6. Gjenta fremgangsmåten i trinn 4.2.3-4.2.5 to ganger på hver pinne plassering og fra startpunktet. Sett pinnene i hullene og kjøre en komplett bjelke-spasertur med pinnene på plass.
    7. Kjøre tre tidsbestemt bjelke-Walk prøvelser.
      1. Fjerne rotta i mål-boksen. Slå på lyset og hvit støy og starte stoppeklokken når rotta på bjelken. Stopp stoppeklokke umiddelbart når rottas foran føttene krysser terskelen for mål-boksen, og deretter umiddelbart slå av lys og støy.
      2. Registrere tiden på regnearket.
      3. Gjenta trinn 4.2.7.1-4.2.7.2 til rotta har oppnådd tre ganger 5 s eller mindre. Rotta regnes nå trent.
  3. Beam-tur planlagt vurdering
    1. På dagen eller morgen før kirurgi, gjøre tre tidsbestemt forsøk med pinnene på plass.
    2. Start ved å plassere rotta i boksen mål for 30 s. fjerne rotta fra av mål og slå på hvit støy og lys. Plasser rotta på start slutten av strålen og samtidig start stoppeklokke. Når rottas foran føttene krysset dørterskelen av boksen mål, umiddelbart slå av lys og støy kildene og stoppe tidtakeren.
    3. Registrere tiden på regnearket. Tillate rotta å forbli i boksen mål for 30 s.
    4. Gjenta trinn 4.3.2-4.3.3 til tre latencies er registrert i regnearket. Tilbake rotta til hjem buret etter tre tidsbestemt forsøk er fullført.
  4. Beam-Walk testing
    1. Teste rotter daglig fra 24 timer etter kirurgi og fortsetter i opptil 4 dager. Utføre tre tid rettssaker som trinn 4.3.

5. arbeider minne vann labyrint

  1. Utstyr
    1. Bruk en tank fylles med vann til en høyde på 28 cm og vedlikeholdes på 26 ± 1 ° C.
    2. Bruk en klar akryl glass plattform som er 10 cm i diameter på et stativ 26 cm i høyden.
      Merk: Toppen overflaten av plattformen bør være belagt med silisium i form av en sirkel med en X over den. Dette gjør at rottene å klatre opp på plattformen og gir dem trekkraft så de ikke slip av.
    3. Samle en stoppeklokke, en varmelampe, disponibel håndklær, absorberende pads, ekstra bur og en liten, lange håndtak akvariefisk netto. Bruk en datastyrt video sporingssystem som er koblet til et videokamera for å registrere rotte svømming og sende data til datamaskinen. Lagre video og data på datamaskinen for senere analyse.
  2. Arbeider labyrint Minnekontroll vann
    1. Gi rotter fire par forsøk hver dag i fem dager, plassere plattformen i hver av de fire quadrants og starte rotter fra hver av de fire første punktene (N, S, E, W) som beskrevet nedenfor.
    2. Først definere Start plassering-plattform parene brukes gjennom hele eksperimentet.
      Merk: Rekkefølgen på kvadrantene der plattformen ligger og utgangspunktet pleide behov for å være i en annen rekkefølge for hver av de fem dagene i svømming, men det samme for hver rotte.
      1. Bruke fire startpunktet (N, S, E eller W) og fire plattform steder (kvadrantene 1, 2, 3 eller 4; Figur 1). For eksempel (N, 2; E, 4; S, 1; W, 3; se figur 1). Planlegge en balansert (ikke tilfeldig) for å unngå utgangspunkt for nær til plattformer (ingen utgangspunkt er den samme kvadranten som plattform plassering). Definere en datablad plattform kvadrantene og fire startpunkter.
      2. Skrive en protokoll for video sporingsprogrammer å bruke for video rotter svømming og samle angitte (f.eks, varigheten av svømme, hastighet, distanse reist før plattformen).
        Merk: Sporing programvaren vil automatisk stoppe innspillingen etter den angitte varigheten. Protokollen bør tillate angir hvor plattformen er plassert, hvor mange forsøk å kjøre per dyr, og hvor mange dyr testes per økt, og også den maksimale varigheten lov (f.eks120 s).
      3. Teste 4-6 rotter per økt.
        Merk: mer enn 6 rotter skape et problem i timingen mellom rotter og kan føre til feil av behandling. Boksene oppvarming også blitt overfylt.
    3. Prøve 1
      1. Åpne video sporing og laste den riktige protokollen inkludert vann labyrint kartet.
      2. Plass plattformen på det tilordnede stedet (f.eks2; Figur 1) og kontroller at det samsvarer med kartet i programvaren. Forberede sporing starte når rotta synsfelt på videokameraet.
      3. Plass rotta inne akvariet mot veggen på tildelte sted (f.eksN; Figur 1) og umiddelbart starte tidtakeren.
      4. Tillate rotte 120 s å finne plattformen. Når rotta finner plattformen, opphøre stopuret og registrere tiden på regnearket. Hvis rotta ikke finne plattformen, fører det til plattformen for hånd og registrere 120 s. Tillat rotte 15 s å være på plattformen.
    4. Rettssaken 2
      1. Kontroller at programvaren er klar for rettssaken 2. Sett rotta tilbake i tanken på samme startposisjon (N). Gjenta trinn 5.2.3.4.
    5. Etter rettssaken 2, sett rotta i oppvarmet skapet for 4 min. flytte plattformen til den andre plasseringen (4; Figur 1), og kontroller at det samsvarer med kartet i programvaren.
    6. Gjenta rettssaken 1 og 2 prosedyrer (trinn 5.2.3-5.2.4) til alle fire starter plassering/plattform motstandere er fullført.

6. dataanalyse

  1. Neuroscore
    1. Manuelt overføre håndskrevne resultater til datamaskinen regneark.
    2. Summere resultatene for hvert forsøk å få tre scorer pr rotte på hver dag.
    3. Formatere dataene for statistisk analyse (enten i lange eller brede formatet avhenger programvare preferanse).
      Merk: I langt format har en enkeltkolonne for behandling (i dette tilfellet med enten "Naive", "Humbug" eller "TBI"), en enkelt kolonne for dagen (i dette tilfellet "0", "1", "2" eller "3"), og én kolonne for prøveperioden ("1", "2" eller "3"). Det brede formatet har en enkelt kolonne for hver kombinasjon av faktor nivåer (slik at én enkelt kolonne naiv, dag 0, prøve 1, en annen kolonne for naiv, dag 0, prøveversjon 2, etc.)
    4. Gjennomsnittlig poengsum for hvert dyr på hver dag. Siden det var tre studier gjort på hver dag vil det være tre verdier for hvert dyr per dag.
    5. Vurdere om dataene er normalt distribuert. Bruk en parametriske statistiske (f.eksKruskal-Wallis) test for å analysere om score på hver dag skiller mellom grupper. I dette tilfellet, siden disse dataene ikke er kontinuerlig, de er ikke er normalt distribuert.
    6. For å fastslå hvor forskjellene ligger, gjøre stolpe-hoc tester, som Tukey's post-hoc analyse.
      Merk: Her R statistisk programvare pakke16, Kruskal.test() funksjonen og funksjonen posthoc.kruskal.nemenyi.test i parvis flere sammenligning av mener rekkene pakke (PMCMR)17 ble brukt.
    7. Test for å se om det er noen forskjeller mellom dager i hver gruppe.
      Merk: For eksempel, å se hvis HUMBUG dyr oppfører seg annerledes dag 0 sammenlignet med dag 1, dag 2 og dag 3. Kjøre en enveis gjentatte measures ANOVA gjør. Dette kan oppnås i R funksjonen ezANOVA i ez pakken.
    8. Hvis du vil kjøre en gjentatte measures ANOVA, må du først kontrollere forutsetningen om sphericity.
      Merk: Her dataene viser at det i faktor (dag) gjør møte sphericity forutsetning for NAIV og svindel, men ikke for TBI. Således, en korreksjon er ikke nødvendig for NAIV eller HUMBUG. TBI dataene, bruke drivhus-Geisser korreksjon.
    9. Hvis betydelige forskjeller finnes, kjører en post-hoc test for å fastslå hvor forskjellene ligger. Dette oppnås i R ved hjelp av parvis t-test funksjon. Tegne inn resultatene som en boksen plott, som vist i representant resultater (figur 2).
  2. Beam-balanse
    1. Manuelt overføre de håndskrevne resultatene til datamaskinen regneark. Formatere dataene for statistisk analyse (enten i lange eller brede format avhengig av programvare preferanse). Se merknad i trinn 6.1.3.
    2. Gjennomsnittlig score for hver rotte på hver dag slik at hver rotten har ett poeng per dag. For å teste om score på hver dag er forskjellig mellom NAIV, svindel og TBI, vurdere om dataene er normalt distribuert.
      Merk: I dette tilfellet, siden dataene ikke er kontinuerlig, disse dataene er ikke er normalt distribuert. Bruk derfor en parametriske statistisk test (f.eks, Kruskal-Wallis testen).
    3. For å fastslå hvor forskjellene ligger, gjøre stolpe-hoc tester, f.eks, Tukey's post-hoc analyse. For å teste for forskjeller mellom dager i hver behandlingsgruppe, kjøre en enveis gjentatt måler ANOVA (se trinn 6.1.7). Sjekk forutsetningen om sphericity.
      Merk: I denne studien data indikerer at det i faktor (dag) ikke oppfyller sphericity forutsetning for noen av gruppene, så brukte kontinuitet rettelser. Bruk drivhus-Grier kontinuitet korreksjon.
    4. Tegne inn resultatene på boksen tomten som vist i representant resultatene (Figur 3).
  3. Beam-walk
    1. Manuelt overføre håndskrevne resultater til datamaskinen regneark. Gjennomsnittlig er tre bjelke-Walk latencies for hvert dyr for hver dag. Formatere dataene for statistisk analyse (se trinn 6.1.3).
    2. Vurdere om dataene er normalfordelt.
      Merk: I dette tilfellet dataene er kontinuerlig, og er normalt distribuert. Derfor bruke en enveis ANOVA for å avgjøre om ventetiden på hver dag er forskjellig mellom naiv, svindel og TBI.
    3. For å se om det er noen forskjell mellom dager i behandling gruppen, kan du kjøre en enveis gjentatte measures ANOVA. Først sjekk forutsetningen om sphericity.
      Merk: I denne studien data indikerer at det i faktor (dag) ikke oppfyller sphericity forutsetning for noen av våre grupper, så kontinuitet rettelser brukes. Bruk drivhus-Grier korreksjon.
    4. Tegne inn resultatene på boksen tomten som vist i representant resultatene (Figur 4).
  4. Arbeider minne vann labyrint
    1. Overføre data fra regnearket eller datamaskin sporing programmet til et regneark. Velg resultatene skal analyseres.
      Merk: Mange mulige utfall er tilgjengelige for analyse fra datamaskin sporing programmer. Eksempler på resultater valgt for analyse kan omfatte: ventetid, baner, thigmotaxia og svømme hastighet. De rapporterte hyppigst utfallet er ventetid, i eksempelet gitt.
    2. Formatere dataene for statistisk analyse (enten i lange eller brede format avhengig av programvare preferanse).
      Merk: I langt format har en enkeltkolonne for behandling (i dette tilfellet med enten "Naive", "Humbug" eller "TBI"), en enkelt kolonne for dagen (i dette tilfellet "1", "2", "3", "4" eller "5") og en enkeltkolonne prøve (enten "1", "2", "3", "4", "5" "6" "7" og "8"). Vi trenger også en ekstra kolonne å identifisere forsøk ("1" eller "2"). Bredformat har en enkelt kolonne for hver kombinasjon av faktor nivåer (så for eksempel, en enkelt kolonne naiv, dag 1, prøve 1 forsøk 1, en annen kolonne for naiv, dag 1, prøveversjon 2, prøver 2). Forskjellen mellom prøve 1 og prøve 2 kan også beregnes for hver økt og analyseres som en forskjell score.
    3. For å finne om det er en total forskjell mellom skade, kan du utføre følgende trinn.
      1. Først gjennomsnittlig vann labyrint ventetid for hvert dyr for dag 1.
        Merk: Det var fire økter hver dag, så gjennomsnittlig fire verdier per dyr for hver av rettssaken 1 og prøve 2. Gjøre beregningen for de resterende dagene også.
      2. For å sjekk for skade forskjeller samlede, kjøre en toveis gjentatte measures ANOVA. Det er to faktorer, skade og dag. Skaden er en gruppe faktor og dag er en innenfor gruppen faktor. Merk: Her R ble brukt.
      3. Hvis resultatene viser en betydelig forskjell på grunn av skade, kjøre en Tukey innlegg-hoc test å se hvor forskjellene ligger.
    4. For å finne ut om det er forskjeller mellom skade på bestemte dager utføre trinnene nedenfor.
      Merk: Dag 1 brukes som et eksempel, og det samme analysen må gjøres for alle de følgende dagene. Også er denne analysen gjort på flere måter, først for prøveperiode 1, andre rettssaken 2 bare, og tredje forskjellen mellom prøve 1 og prøve 2. Prøve 1 brukes som et eksempel; de samme trinnene som må brukes for de andre analysene.
      1. Først gjennomsnittlig vann labyrint ventetid for hvert dyr for dag 1. Siden det var fire repetisjoner av "Trial 1" på hver dag, gjennomsnittlig fire verdiene for hvert dyr.
      2. Vurdere om dataene er normalfordelt.
        Merk: I dette tilfellet dataene er kontinuerlig, og er normalt distribuert. Derfor bruke veis VARIANSANALYSE for å avgjøre om vann labyrint ventetid på dag 1 er forskjellig mellom NAIV, svindel og TBI. R statistisk programvarepakke og funksjonen aov() ble brukt her.
      3. Bruk en 5% nivå av betydning. Hvis den resulterende p-verdien er mindre enn 0.05, så det er betydelige forskjeller mellom gruppene.
      4. For å avgjøre hvor disse forskjellene ligger, bruk Tukey's post-hoc test. Dette er funksjonen TukeyHSD() i R.
    5. Bruk følgende fremgangsmåte for å finne ut om det er forskjeller mellom dager i behandlingsgrupper.
      1. Først kjøre en enveis gjentatte measures ANOVA. Dette kan oppnås i R funksjonen ezANOVA i ez pakken.
      2. Før du kjører en gjentatte measures ANOVA, sjekk først forutsetningen om sphericity.
        Merk: Den innen faktor (dag) møter sphericity forutsetning for alle gruppene, så det er ikke nødvendig kontinuitet rettinger.
      3. Hvis forskjellene mellom dager (p-verdier mindre enn 0.05), Kjør en post-hoc test for å fastslå nøyaktig hvor forskjellene ligger. Dette trinnet er oppnådd i R ved hjelp av funksjonen pairwise.t.test.
    6. Vise resultatene med stolpediagrammer (figur 5). Også kan prøve 1-prøve 2 fremstilles grafisk.

Representative Results

Resultatene av neuroscore prosedyren (figur 2) viser både potensialet for falske positive (HUMBUG og TBI grupper på dag 0) og følsomheten på denne testen for å oppdage små forskjeller. Falske positiver kan oppstå når rotta ikke er godt er habituated i prosedyren, så det ikke er helt avslappet. Dag 0 er før kirurgi, så ideelt sett alle rotter skal nå nødvendighetskriteriet skåren 0 før inn en studie. Dager 1-3 viser følsomhetsnivået til denne test for å oppdage små endringer i score. Mens det er et potensial for en score så høyt som 21, er score høyere enn 3 uvanlig i denne modellen. I dette eksemplet gjentas tiltak ANOVA avdekket ingen forskjeller mellom dager for NAIV (p = 0.78) eller falsk (p = 0.09); men for gruppen TBI var det forskjeller mellom dager (p < 0,05). Post-hoc parvis sammenligning indikerte at dagen 0 er signifikant forskjellig fra dager 1, 2 og 3. Dette resultatet viser at skaden produsert små, men viktige endringer i nevrologiske vurderingen.

Videre analyse ved hjelp av Kruskal-Wallis testen sammenlignet NAIV, svindel og TBI på hver dag, etterfulgt av Tukey's post-hoc test for å fastslå nøyaktig hvor forskjellene ligger. For dag 0, test statistikken var 13.37, p = 0,001, og svindel var signifikant forskjellig fra NAIV (p = 0.008). Ideelt sett bør det være ingen forskjeller mellom grupper på dag 0, som ingen behandlinger eller prosedyrer har blitt administrert. I dette tilfellet bør rotter videre habituated til prosedyren, eller overføres til en ikke-opptreden studie. Dag 1, test statistikken var 32.39, p = 9.75e-8, med innlegg-hoc test indikerer at HUMBUG og TBI var signifikant forskjellig fra NAIV (p = 0,002, p = 5.9e-7, henholdsvis). For dag 2, var testen statistikken 23.39, p = 8.34e-6, og svindel og TBI var forskjellig fra NAIV (p = 0,002, p = 6.8e-5). Dag 3, test statistikken var 38.4, p = 4.59e-9, og igjen, svindel og TBI var signifikant forskjellig fra NAIV (p = 0,001, p = 2.1e-8, henholdsvis). Disse resultatene peker på det faktum at HUMBUG utarbeidelse produserer også noen underskudd i nevrologiske vurdering til tider tidlig etter skade.

Representant bjelke-balanse resultater (Figur 3) viser følsomheten av bjelke-balanse test til underskudd kort tid etter skade (Figur 3, venstre) og på et tidspunkt lenger etter skade (Figur 3høyre). Følsomheten av bjelke-balanse test til virkningene av hjerneskade avtar over tid, fordi som uskadet rotter alder og få vekt, de har økt problemer med å balansere på bjelken. På senere tidspunkt slås strålen slik rotter er balanserer på den brede siden av bjelken. Likevel av 6 måneder etter skader er denne testen ikke lenger hensyn til virkningene av skaden som alder / vekt forvirre muligheten til å utføre oppgaven (Figur 3høyre). Alternativt, healing kan ha oppstått vestibulærsystemet, og disse dataene gjenspeile nøyaktig at rottene evnen til å balansere når samme nivå som kontroll grupper.

I sammenligne naiv, svindel og TBI på hver dag, brukte vi Kruskal-Wallis testen. Resultatene for tidlig tidspunkt igjen etter skade vises i Figur 3. På dag 0, Kruskal-Wallis testen fant verdien av testen statistikken skal 6.81, p = 0.033. Det var en betydelig forskjell mellom gruppene, med Tukey's post-hoc test viser at naive gruppe var annerledes enn HUMBUG (p = 0.038); alle tre grupper hadde imidlertid betyr godt under 2.0, som indikerer at alle rotter hadde oppfylt kriteriene for å fortsette. Det ville være å foretrekke å ha ingen forskjeller mellom grupper på dag 0, men siden alle grupper er under 2, de kan fortsette i studien. PID 1, Kruskal-Wallis test statistikken var 69.72, p = 7.25e-16. Tukey's post-hoc test viste at gruppen TBI var signifikant forskjellig fra både naive og humbug grupper (p = 4.9e-14, p = 9.1e-08, henholdsvis). På dag 2, Kruskal-Wallis test statistikken var 62.84 og p = 2.26e-14, med innlegg-hoc test viser TBI forskjellig fra NAIVE og HUMBUG (p = 1.0e-10, p = 2.1e-10 henholdsvis). Dag 3, Kruskal-Wallis test statistikken var 62.69 og p = 2.44e-14. Post-hoc testen viste TBI forskjellig fra naiv og HUMBUG, (p = 9.6e-12 p = 1.7e-08, henholdsvis). I tillegg så vi for å se om det var noen forskjeller mellom dager i hver gruppe. Bruker en gjentatt tiltak ANOVA, for NAIV, det var ingen forskjeller mellom dager (p = 0.367). For svindel og TBI det var forskjeller mellom dager (p = 0,002, p = 3.90e-29, henholdsvis). Post-hoc parvis sammenligninger avslørt for HUMBUG dag 1 er signifikant forskjellig fra dag 2 og dag 3 (p = 0,001, p = 0,01, henholdsvis), og for TBI, dag 0 er signifikant forskjellig form dager 1, 2 og 3 (p < 2e-16, p = 5.5e-16, og p = 2.7e-13, henholdsvis). Dag 1 er også vesentlig forskjellig fra dag 3 (p = 0.036).

6 måneder etter skader, ble sammenligninger mellom NAIV, svindel og TBI gjort på daglig på Kruskal-Wallis testen (Figur 3høyre). På dagen 0 verdien av testen statistikken var 3.36 og p = 0.187, så det var ingen forskjeller på dag 0. Alle var under 2, som indikerer at alle rotter og grupper møtte kriteriene i studien. PID 1, test statistikken var 6.11, p = 0.047; men viste innlegget-hoc analyse med Tukey's post-hoc test at ingen av gruppene var signifikant forskjellig da regnskap for flere hypotesetesting. På dag 2, var testen statistikken 4.09, p = 0,13, ns, og dag 3, test statistikken var 2.91, p = 0,23, ns. Således, det var ingen forskjeller mellom skade på en gitt dag.

I tillegg ser forskjellene mellom dager i behandlingsgrupper, en gjentatte measures ANOVA avslørte betydelige forskjeller mellom dager for NAIV, svindel og TBI (p = 0.0003, p = 2.61e-5, p = 5.59e-7 henholdsvis; Figur 3høyre). Post-hoc tester vist følgende forskjeller. NAIV, dag 0 var signifikant forskjellig fra dager 1, 2 og 3 (p = 0,002, p = 0.044, p = 0.004, henholdsvis). HUMBUG, alle dager var signifikant forskjellig fra hverandre: dag 0 var signifikant forskjellig fra dager 1, 2 og 3 (p = 0.0006, p = 0,001, p = 0.0006, henholdsvis); Dag 1 var signifikant forskjellig fra dager 2 og 3 (p = 0.031, p = 0.0006, henholdsvis); og dag 2 var signifikant forskjellig fra dag 3 (p = 0.044). TBI, dag 0 er signifikant forskjellig fra dager 1, 2 og 3 (p = 0,0005, p = 0.0008, p = 0,0005, henholdsvis).

Resultatene av bjelke-Walk testen vises på to tidspunkt (Figur 4). Ligner bjelke-balansen, denne testen oppdager underskudd tidlig etter skade (Figur 4, venstre). Men ved 6 måneder etter skader, det er ingen betydelige forskjeller mellom grupper (Figur 4, høyre), foreslå healing oppstod i gruppen skadet. Dette resultatet kan gjenspeile effekter av mer avanserte alder og vektøkning.

For å sammenligne NAIV, svindel og TBI på hver dag tidlig etter skade, ble en enveis ANOVA brukt. Det var ingen forskjeller på dag 0 (F = 0.859, p = 0.426) og alle latencies var under 5 s, som indikerer at alle rotter møtte kriteriene i studien. PID 1, var det en betydelig test statistikk av 15.36, p = 1.18e-6. Tukeys innlegg hoc test angitt en betydelig forskjell mellom TBI og NAIV (p = 0.000004) og TBI og HUMBUG (p = 0,0001). På dag 2, var det en betydelig forskjell mellom grupper (F = 9.49, p = 0.0002). Post-hoc testing avdekket forskjeller mellom TBI og NAIV (p = 0.0002) og TBI og HUMBUG (p = 0.005). På dag 3, generelle test statistikken er lik 6.27, p = 0.0025, som viser det er forskjeller mellom gruppene. Tukey's post-hoc test viste at igjen TBI var forskjellig fra NAIV og HUMBUG (p = 0.003, p = 0.035, henholdsvis).

Bruke en enveis gjentatte mål ANOVA, ble forskjellene mellom dager i behandlingsgrupper utforsket. Forutsetningen om sphericity ble først sjekket for hver gruppe. Den innen faktor (dag) ikke oppfyller sphericity forutsetning for NAIV eller HUMBUG gruppene, dermed kontinuitet korreksjon, drivhus-Grier ble brukt i gruppene. For svindel, det var ingen forskjeller mellom dager (p = 0,066), NAIV og TBI var (p = 0.006, p = 2.89E-7, henholdsvis). Post-hoc sammenligninger viste for NAIV, var forskjellen mellom dag 0 og dag 1 (p = 0.003). TBI, forskjellene var mellom dag 0 og 1, 2 og 3 (p = 9.2e-6, p = 0,0005, p = 0,002, henholdsvis), og det var en forskjell mellom dag 1 og dag 3 (p = 0.018).

6 måneder etter skader, det var ingen vesentlig forskjell mellom NAIV, HUMBUG eller TBI på en dag (dag 0, F = 0.315, p = 0.732; Dag 1, F = 0,336, p = 0.717; Dag 2, F = 0,5, p = 0,61; Dag 3, F = 1.17, p = 0.322; Figur 4, høyre). Når sammenligne forskjellene mellom dager i hver gruppe, var det en betydelig forskjell i gruppen TBI (p = 0.026), med dag 0 er forskjellig fra 1, 2 og 3 (p = 0.026, p = 0,002, p = 0,002). Det var ingen forskjeller mellom noen dager for NAIV eller HUMBUG (p = 0.104, p = 0.063, henholdsvis).

Data fra den fungerende minne versjonen av Morris vann labyrinten kan fremstilles grafisk i en rekke måter. Her viser vi resultatene for 3 måneder (figur 5, venstre) og 12 måneder (figur 5, høyre) etter skade med både linje diagrammer å representere tiden kurset og boksen plott å gir en samlet oversikt over dataene (figur 5, bunnen). Vi kan deretter visualisere prøve 1 sammenligninger og prøve 2 sammenligninger, uavhengig på hver dag samt generelle forskjeller på grunn av skade. Prøve 1 latencies representerer referanse minne og prøve 2 latencies skildre arbeidsminne.

Dataene fra rotter 3 måneder etter skade er vist i figur 5, igjen. For prøveperiode 1 (figur 5, øverst til venstre), når du sammenligner NAIV, svindel og TBI, bare dag 4 viste en betydelig forskjell mellom grupper (F = 4,12, p = 0.025), med innlegg-hoc Tukey test indikerer at TBI var forskjellig fra NAIVE (p = 0.019). For rettssaken 2 (figur 5, midten), var det en betydelig forskjell på dag 1 (F = 5.93, p = 0.006), post-hoc analyse som indikerer at TBI var forskjellig fra HUMBUG (p = 0.005). De gjentatte measures ANOVA fant ikke en total forskjellen mellom skade grupper på 3 måneder (p = 0,56). Disse resultatene tyder på at disse rotter har små, men viktige underskudd i referanse som arbeidsminne på 3 måneder etter skade.

12 måneder etter skader, sammenligne prøve 1 NAIV, svindel og TBI (figur 5, høyre), gjentatt tiltak ANOVA viste en betydelig samlede effekten av skade (F = 3.94, p = 0,03). Parvis sammenligninger avslørte at TBI vesentlig forskjellig fra både NAIVE og HUMBUG (p = 0.043 og p = 0.006. henholdsvis) (figur 5, nederst til høyre). Dessuten, ved å sammenligne skade grupper på hver dag, med en enveis ANOVA, en betydelig forskjell ble oppdaget på dag 3 (F = 7.28, p = 0.003). Post-hoc sammenligning avslørte at TBI forskjellig fra HUMBUG (p = 0.0018) (figur 5, øverst til høyre). Prøve 2, de gjentatte measures ANOVA funnet en betydelig forskjell på grunn av skade (F = 3,97, p = 0.029), med innlegg-hoc parvis sammenligninger oppdage forskjellen mellom TBI og HUMBUG (p = 0.017) (figur 5 , nederst til høyre). Enveis ANOVA på hver dag funnet betydelige forskjeller på dager 2 og 4. På dag 2 (F = 4.02, p = 0.028), Tukey's post-hoc testen fant at TBI var forskjellig fra HUMBUG (p = 0.023). På dag 4 (F = 4,12, p = 0.026), post-hoc analyse funnet en forskjell mellom TBI og HUMBUG (p = 0.025) (figur 5, midten).

Figure 1
Figur 1. Diagram over vann labyrinten. Dette diagrammet viser mulige plattform steder (1, 2, 3, 4) og utgangspunkt (N, S, E, W) for arbeider minne Morris vann labyrinten. Rotter er tillatt to studier fra hver Start plassering/plattform sammenkobling. Det er en 15 s Inter prøve intervall og 4 min resten i en oppvarming kammer mellom bokstavpar prøvelser for totalt fire par forsøk for hver daglige økt. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2. Resultatene av neuroscore test Alle rotter ble trent til enkle refleks testing oppgaver før dag 0 (se tekst for detaljer på opplæring, testing og scoring). Resultatene vises som median (svart linje), første og tredje kvartiler (grenser boksen), og 10th og 90th persentil (feilfelt). Gjennomsnittet vises også av røde linjer og avsidesliggende poeng som sorte prikker. Dataene presenteres for dag 0 planlagte og etter skade dager 1-3. Resultatene av post-hoc t-test for hvert punkt vises på grafene: * p < 0,001 vs TBI dag 0; ^ p < 0,001 vs samme dag NAIV. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 3
Figur 3. Resultatene av bjelke-balanse test Alle rotter var opplært til å balansere på bjelken før de kunne balansere for 60 s for tre påfølgende forsøk (se tekst for detaljer på trening, testing og scoring). På etterfølgende tester, ble rotter scoret på en skala fra 1-6 med 1 viser normal balanse og 6 viser ingen forsøk på å bo på bjelken. Resultatene vises som median (svart linje), første og tredje kvartiler (grenser boksen), og 10th og 90th persentil (feilfelt). Gjennomsnittet vises også av røde linjer og avsidesliggende poeng som sorte prikker. Dataene presenteres for dag 0 grunnlinjen score, etter skade dager 1-3 (til venstre), og 6 måneder etter skade (til høyre). Resultatene av post-hoc t-test for hvert punkt vises på grafene. Dager 0-3: * P < 0,001vs TBI dag 0; ^ p < 0,001 vs samme dag NAIV; @ p < 0,001 vs samme dag HUMBUG. For 6 måneder: * p < 0,001vs TBI dag 0; # p < 0,001 vs NAIV dag 0; & p < 0,001 vs HUMBUG dag 0. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 4
Figur 4. Resultatene av bjelke-Walk-test Alle rotter ble trent traversere strålen mens veving imellom stolpe å flykte i en safe. De ble trent til de oppfylt kriteriene for ≤ 5 s på tre påfølgende forsøk (se tekst for detaljer på trening, testing og scoring). Planlagte testing ble fullført i dag 0 og rotter var senere testet på 1-3 dager etter skade (til venstre). Et delsett av rotter var også testes på 6 måneder etter skade (til høyre). Resultatene er grafisk median (svart linje), første og tredje kvartiler (grenser boksen), og 10th og 90th persentil (feilfelt). Gjennomsnittet er også indikert av røde linjer og avsidesliggende poeng som sorte prikker. Resultatene av post-hoc testene for hvert punkt vises på grafene. Dager 0-3: * P < 0,001vs TBI dag 0; ^ p < 0,001 vs samme dag NAIV; @ p < 0,001 vs samme dag HUMBUG; For 6 måneder: * p < 0,001vs TBI dag 0. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 5
Figur 5. Resultatene av arbeidshukommelsen Morris vann labyrint. Resultatene vises for ulike grupper av rotter på 3 måneder (venstre kolonne) og 12 måneder (høyre kolonne). Den øvre panelene viser gjennomsnittlig ventetid (tid det tok rottene å finne den skjulte plattformen) på de første forsøkene av to-prøve sammenkoblingen for hver av de fem dagene testing. Middels paneler viser den gjennomsnittlige latencies av andre på hver dag. Resultatene av post-hoc analyse vises på grafene (* p < 0,05 vs samme dag HUMBUG; ^ p < 0,05 vs samme dag NAIV). Den nedre paneler oppsummere resultatene viser median (svart linje), 25th og 75th persentil (grenser boksen), og 10th 90th persentil (feilfelt). Gjennomsnittet vises også av røde linjer og avsidesliggende poeng som sorte prikker. Resultatene av post-hoc analyse vises på grafene (*p < 0,05 vs samme prøveversjon HUMBUG, ^ p < 0,05 vs samme prøveversjon NAIV). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Discussion

Når du utfører alle typer atferdsmessige testing, er det avgjørende å være konsekvent. Disse detaljene inneholder mange hensyn som virke ubetydelig, men har en stor innvirkning på svar av dyret. Et viktig skritt som ikke kan overses er acclimation av dyr til sine hjem-viftehuset situasjon før noen forsøk. Dette preparatet reduserer effekten av dyr fysiologiske stressrespons, som kan endre atferdsmessige resultater18. Tilsvarende er det helt avgjørende at alt er gjort for å håndtere alle dyr på samme måte. Oppsett inneholder, som tidligere nevnt, acclimation å bolig og acclimation å håndtering og transport mellom rom før trening eller testing. Dette konseptet kan ikke overvurderes. Slurvete dyr håndtering er katastrofale til noen atferdsdata testing19. Likeledes, alle anstrengelser må gjøres å teste dyr på samme tid på dagen, om under deres mørke eller lyse syklus. For tester diskutert her, er testing under lyse eller mørke scenen akseptabelt, så lenge testene utføres konsekvent. Tester gjort på ulike tidspunkter circadian syklusen har vist å endre atferdsmessige resultater18,20. I tillegg må behandlingsprogrammet som dyret være i en stress gratis, rolig tilstand for å maksimere nøyaktigheten av resultatene.

Spesielt når det gjelder Neuroscore er falske positive og negative vanlig. Falske positiver oppstår vanligvis når et dyr ikke fullt er habituated til håndtering og testing. Dyret må være helt avslappet så observerte svaret er refleksiv og ikke muskler innstramming fra reagerer ut av stress eller frykt. En spent handler kan påvirke resultatene ved å overføre stress til dyret. Derfor kan holde rotta for stramt eller for løst både være problematisk. I tillegg, hvis de er nervøse, kan dette forvirre reaksjonen av rotter. Det er også risiko for at observatør uerfarne vil feiltolke rottas svar. God opplæring og mye trening er avgjørende for suksess og konsistensen av Neuroscore.

Generelt, er den sjef bekymringen med disse testene mangelen på en stor forskjell, og noen ganger ingen forskjell mellom behandlingsgrupper. Siden dyr kan reagere annerledes til forskjellige handlers, lyder, tider på døgnet, og muligens sesonger21, må alle anstrengelser gjøres å redusere alle mulige forvirrende faktorer.

Resultatene av bjelke-balanse og bjelken-Walk aktivitetene vises her viser at disse testene er nyttige tidlig etter skade å oppdage underskudd i vestibulomotor-funksjonen. Disse underskudd vanligvis løse over tid1,14. I denne modellen har av 6 måneder etter skader, skade-indusert underskuddene løst. Resultatene av tid – 6 månedersdelen indikerer at det er ingen forskjeller mellom NAIVE, HUMBUG eller skadde rotter; men har alle rottene vært avslappende i burene sine hjem i 6 måneder, aldring og vektøkning. Således, når de er re-testet på 6 måneder etter operasjonen (eller tilsvarende i NAIV), de blir i hovedsak gammel og feit, og derfor alle gruppene ikke utfører så vel som de i forhold til deres opprinnelige dag 0 resultater.

En annen viktig faktor er at virkemåten testen brukes riktig testen. For eksempel er testene ansatt her antatt å representere funksjonen til bestemte hjernen områder. Et eksempel er vestibulærsystemet, som er viktig for balanse. Hjernen områder i sensorimotor funksjon, for eksempel cortex inkludert sensorimotor cortex, thalamus, corticospinal nerveceller, Basalgangliene, nigro-striatum, for å nevne noen, er alle involvert i vestibulomotor koordinering. Dermed angir underskudd i bjelke-saldoen eller bjelke-Walk potensielle underskudd i disse områdene. Videre er hippocampus og prefrontal cortex involvert i læring og hukommelse funksjoner testet av arbeider minne vann labyrinten. Selv når riktig testen er valgt, holdes begrensningene i testene som er ansatt i tankene. For eksempel er ingen av testene presenteres her følsomme for underskudd i humør, som depresjon, angst eller sosiale interaksjoner som aggresjon, beslutningstaking og impulsivitet. For å gjenta, er det viktig å velge riktig testen for modulen atferd og hjernen evalueres.

Tolkning og analyse av atferdsdata må nærmet seg med forsiktighet. Det anbefales sterkt å inkludere makt analyser av hver type test separat, fordi, bruke en opptreden utfall som et mål av nevrale underskudd, er av natur, en rå måle en subtil effekt. Videre krever ulike tester forskjellige typer statistiske analyser. For eksempel er Neuroscore og bjelken-balanse testene beskrevet avhengig tolkning av en utdannet observatør å score opptreden benytter en ordenstallet skala. Disse datatypene er ikke kontinuerlig og ikke normalfordelt, så parametriske statistikk som skal brukes som Kruskal-Wallis testen, som vist i avsnitt 6.1 og 6.2. Alternativt bjelke-Walk og arbeider minnetester vann labyrint produsere data kontinuerlig og normalfordelt, så parametrisk statistikk som kan brukes som enveis ANOVA eller gjentatt-tiltak toveis VARIANSANALYSE, som vist i deler 6.3 og 6.4.

Atferdsmessige oppgavene som presenteres her har stått testen av tid og gi reproduserbar resultater, spesielt når sammenkoblet med FPI modellen i rotter, selv om mange andre metoder for å atferdsdata teste hjerneskade finnes. Neuroscore er en kort vurdering utført med et minimum av utstyr. Andre tester av reflekser og styrke er tilgjengelige og kan bygges inn i en nevrologisk vurdering, som lateral pulsion oppgaven, den akinesia testen, skråning test og grep styrke (se Fujimoto et al. 22 og gull et al. 23). den bjelke balansen og bjelken-Walk oppgaver beskrevet er tiltak av vestibulomotor underskudd etter skader. Vestibulomotor koordinering kan betraktes som et mål på brutto locomotor oppførsel, mens andre tiltak av brutto locomotor underskudd inkluderer Rotarod, roterende pole, og åpne feltet aktivitet. Muligheten til å svømme, er målt som svømme hastigheten under vann labyrinten, også en indikasjon på brutto koordinasjon22,23. Aktiviteten arbeider minne vann labyrint fullfører dette settet med tester av oppdager begge refererer til minne underskudd (angitt med prøve 1) og arbeider minne underskudd (angitt med rettssaken 2 eller forskjellen mellom prøve 1 og prøve 2). Andre tiltak av kognitiv funksjon inkluderer åtte arm radial labyrinten, Barnes labyrinten, romanen objektet anerkjennelse test og forskjellige varianter av vann labyrinten. Disse varianter inkluderer originale Morris vann labyrinten og Lashley III labyrinten (igjen se Fujimoto et al. 22 og gull et al. 23). denne batteri av tester har vist seg for å være nyttig tidlig etter skade og, i varierende grad, der 12 måneder etter skade1.

I tillegg kan aktivitetene demonstrert her brukes med ulike stammer, kjønn og aldre rotter; Overnattingssteder må imidlertid gjøres for forskjellige størrelser og i tilfeller av større skrøpelighet. For eksempel eldre, tyngre rotter nød en bredere stråle for strålen balanse aktiviteten og alderen, skrøpelig rotter, kanskje trenger kortere varighet av svømme ganger i vannet labyrint. Dermed er det rom for fleksibilitet i disse testene og potensial for utvikling av nye tester for å imøtekomme ulike situasjoner og hypoteser.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Vi takker Ian Bolding for hjelp med kirurgisk utarbeidelse av fag og Elizabeth Sumner for hennes grundig redigering. Disse studiene ble gjennomført som del av et team finansiert av Moody Project for Traumatisk Brain skader translasjonsforskning.

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/

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Sell, S. L., Johnson, K., DeWitt, D. S., Prough, D. S. Persistent Behavioral Deficits in Rats after Fluid Percussion Injury. J Neurotrauma. 34 (5), 1086-1096 (2017).
  2. Gurdjian, E. S., Lissner, H. R., Webster, J. E., Latimer, F. R., Haddad, B. F. Studies on experimental concussion: relation of physiologic effect to time duration of intracranial pressure increase at impact. Neurology. 4, 674-681 (1954).
  3. Anonymous. US National Library of Medicine. , (last accessed Jan. 9, 2018) www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/$term=fluid+percussion+injury+rat (2017).
  4. Hellmich, H. L., Capra, B., Eidson, K., Garcia, J., Kennedy, D., Uchida, T., et al. Dose-dependent neuronal injury after traumatic brain injury. Brain Research. 1044, 144-154 (2005).
  5. Bramlett, H. M., Detrich, W. D. Long-Term consequences of Traumatic Brain Injury: Current Status of Potential Mechanisms of Injury and Neurological Outcomes. J. Neurotrauma. 32, 1-15 (2015).
  6. Pierce, J. E. S., Smith, D. H., Trojanowski, J. Q., McIntosh, T. K. Enduring cognitive neurobehavioral and histopathological changes persist for up to one year following severe experimental brain injury in rats. Neuroscience. 87 (2), 359-369 (1998).
  7. Smith, D. H., Chen, X. H., Pierce, J. E. S., Wolf, J. A., Trojanowski, J. Q., Graham, D. I., McIntosh, T. K. Progressive atrophy and neuron death for one year following brain trauma in the rat. J Neurotrauma. 14 (10), 715-727 (1997).
  8. Schallert, T. Behavioral tests for preclinical intervention assessment. NeuroRx. 3 (4), 497-504 (2006).
  9. Sell, S. L., Avila, M. A., Yu, G., Vergara, L., Prough, D. S., Grady, J. J., DeWitt, D. S. Hypertonic resuscitation improves neuronal and behavioral outcomes after traumatic brain injury plus hemorrhage. Anesthesiology. 108 (5), 873-881 (2008).
  10. Hamm, R. J. Neurobehavioral assessment of outcome following traumatic brain injury in rats: an evaluation of selected measures. J Neurotrauma. 18 (11), 1207-1216 (2001).
  11. Feeney, D. M., Gonzalez, A., Law, W. A. Amphetamine, haloperidol, and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury. Science. 217, 855-857 (1982).
  12. Hamm, R. J., Temple, M. D., Pike, B. R., O'Dell, D. M., Buck, D. L., Lyeth, B. G. Working memory deficits following traumatic brain injury in the rat. J Neurotrauma. 13, 317-323 (1996).
  13. Morris, R. G., Hagan, J. J. Allocentric spatial learning by hippocampectomised rats: A further test of the "Spatial Mapping" and "Working Memory" Theories of hippocampal function. The Quart J of Exp Psych. 38 (4), 365-395 (1986).
  14. Dixon, C. E., Lyeth, B. G., Povlishock, J. T., Findling, R. L., Hamm, R. J., Marmarou, A., Young, H. F., Hayes, R. L. A fluid-percussion model of experimental brain injury in the rat. J. Neurosurg. 67, 110-119 (1987).
  15. DeWitt, D. S., Smith, T. G., Deyo, D. J., Miller, K. R., Uchida, T., Prough, D. S. L-arginine and superoxide dismutase prevent or reverse cerebral hypoperfusion after fluid-percussion traumatic brain injury. J. Neurotrauma. 14, 223-233 (1997).
  16. R Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing. , R Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. (2017).
  17. Pohlert, T. The Pairwise Multiple comparison of Mean Ranks Package (PMCMR) R package. , http://CRAN.R-project.org/package=PMCMR (2014).
  18. Verma, P., Hellemans, K. G., Choi, F. Y., Yu, W., Weinberg, J. Circadian phase and sex effects on depressive/anxiety-like behaviors and HPA axis responses to acute stress. Physiol Behav. 99, 276-285 (2010).
  19. Schallert, T., Woodlee, M. T., Fleming, S. M. Experimental Focal Ischemic Injury: Behavior-Brain Interactions and Issues of Animal Handling and Housing. ILAR J. 44 (2), 130-143 (2003).
  20. Ruis, J. F., Rietveld, W. J., Buys, J. P. Properties of parametric photic entrainment of circadian rhythms in the rat. Physiol Behav. 50, 1233-1239 (1991).
  21. Ferguson, S. A., Maier, K. L. A review of seasonal/circannual effects of laboratory rodent behavior. Physiol Behav. 119, 130-136 (2003).
  22. Fujimoto, S. T., Longhi, L., Saatman, K. E., McIntosh, T. K. Motor and cognitive function evaluation following experimental traumatic brain injury. Neurosci & Biobehav Reviews. , (2004).
  23. Gold, E. M., Su, D., Lopez-Velazquez, L., Haus, D. L., Perez, H., Lacuesta, G. A., Anderson, A. J., Cummings, B. J. Functional assessment of long-term deficits in rodent models of traumatic brain injury. Regen. Med. 8 (4), 483-516 (2013).

Tags

Atferd problemet 131 virkemåten neuroscore bjelke-balanse stråle-walk arbeidshukommelsen hjerneskade væske-perkusjon skader Morris vann labyrinten rotte
Oppdage atferdsmessige underskudd i rotter etter traumatisk hjerneskade
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Hausser, N., Johnson, K., Parsley,… More

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).

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