Summary
Traumatisk hjerneskade (TBI) er ofte forbundet med hukommelsessvikt. Her presenterer vi en protokoll for å vurdere romlig arbeidsminne etter TBI via en metrisk oppgave. En metrisk test er et nyttig verktøy for å studere romlig nedsatt arbeidsminne etter TBI.
Abstract
Svekkelse av sensorisk, kortsiktig og langtidshukommelse er vanlige bivirkninger etter traumatisk hjerneskade (TBI). På grunn av de etiske begrensningene i menneskelige studier gir dyremodeller egnede alternativer til testbehandlingsmetoder, og for å studere mekanismene og relaterte komplikasjoner av tilstanden. Eksperimentelle gnagermodeller har historisk vært de mest brukte på grunn av deres tilgjengelighet, lave kostnader, reproduserbarhet og validerte tilnærminger. En metrisk test, som tester evnen til å huske plasseringen av to objekter på ulike avstander og vinkler fra hverandre, er en teknikk for å studere svekkelse i romlig arbeidsminne (SWM) etter TBI. De betydelige fordelene med metriske oppgaver inkluderer muligheten for dynamisk observasjon, lave kostnader, reproduserbarhet, relativ enkel implementering og lavt stressmiljø. Her presenterer vi en metrisk testprotokoll for å måle svekkelse av SWM hos voksne rotter etter TBI. Denne testen gir en mulig måte å evaluere fysiologi og patofysiologi av hjernefunksjon mer effektivt.
Introduction
Utbredelsen av nevrologiske underskudd som oppmerksomhet, utøvende funksjon og visse hukommelsesunderskudd etter moderat traumatisk hjerneskade (TBI) er mer enn 50 prosent1,2,3,4,5,6,7,8. TBI kan føre til alvorlige funksjonsnedsettelser i romlig korttids-, langtids- og arbeidsminne9. Disse minnehemmingene er observert i gnagermodeller av TBI. Gnagermodeller har gjort det mulig å teste minne, noe som muliggjør dypere undersøkelser av effekten av TBI på minnebehandling i nevrale minnesystemer.
To tester, relatert til henholdsvis topologisk og metrisk romlig informasjonsbehandling, bistår med måling av romlig arbeidsminne (SWM). Den topologiske testen avhenger av å endre størrelsen på miljøområdet eller beslektede koblings- eller kabinettområder rundt et objekt, mens den metriske testen vurderer endringer i vinkler eller avstand mellom objekt10,11. Goodrich-Hunsaker et al. tilpasset først den humane topologiske testen for rotter10 og anvendte den metriske oppgaven med å dissosiere rollene til parietal cortex (PC) og dorsal hippocampus i romlig informasjonsbehandling11. På samme måte evaluerte Gurkoff og kollegene metriske, topologiske og tidsmessige bestillingsminneoppgaver etter lateralvæskeperkusjonsskade9. Det er en sammenheng mellom skade på visse områder av hjernen og svekkelse av metrisk eller topologisk minne. Det har blitt antydet at metrisk hukommelsessvikt er relatert til lesjoner i bilateral dorsal dentate gyrus og cornu ammonis (CA) sub-region CA3 av hippocampus, og at topologisk hukommelseshemming er relatert til bilaterale parietal cortex lesjoner10,12.
Formålet med denne protokollen er å vurdere romlig hukommelsesunderskudd i en rottepopulasjon via en metrisk oppgave. Denne metoden er et passende alternativ for å undersøke mekanismer for SWM etter hjerneskade, og fordelene inkluderer den relative brukervennligheten, høy følsomhet, lave kostnader for reproduserbarhet, muligheten for dynamisk observasjon og et lavt stressmiljø. Sammenlignet med andre virkemåteoppgaver, for eksempel Barnes-labyrinten13,14, Morris vannnavigasjonsoppgave15,16,17eller romlige labyrintoppgaver18,19, er denne målingen mindre komplisert. På grunn av sin enkle implementering krever den metriske testen en kortere og mindre stressende treningsperiode og foregår over bare 2 dager9: 1 dag for habituation og 1 dag for oppgaven. Videre er vår foreslåtte test lettere å utføre enn andre tester med lav stress, for eksempel den nye objektgjenkjenningsoppgaven (NOR), og krever ikke den ekstra dagen for habituation20.
Dette dokumentet gir en enkel modell for evaluering av SWM etter hjerneskade. Denne vurderingen av post-TBI SWM kan bistå i en mer omfattende undersøkelse av patofysiologien.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Forsøkene ble utført etter anbefalingene fra Helsinki- og Tokyo-erklæringene og retningslinjene for bruk av eksperimentelle dyr i Det europeiske fellesskap. Forsøkene ble godkjent av Animal Care Committee ved Ben-Gurion University of the Negev. En protokolltidslinje er illustrert i figur 1.
1. Kirurgiske prosedyrer og væskeperkusjon TBI
- Velg mannlige og kvinnelige voksne Sprague-Dawley rotter, plassert ved en romtemperatur på 22 ± 1 °C, og fuktighet på 40%-60%, med 12-12 h lys-mørke sykluser.
- Gi mat som chow og vann ad libitum. Utfør eksperimenter mellom morgentimene, det vil si 06:00.m og 12:00.m.
- Utfør en baseline nevrologisk vurdering for både kontroll- og TBI-gruppene før eksperimentstart (se avsnitt 2 nedenfor).
- Bedøv rottene med inhalert 4% isofluran for induksjon og 1,5% for vedlikehold av anestesi. Forsikre deg om at rotte er immobilisert ved å teste pedalrefleks eller bevegelse som svar på en irriterende.
MERK: Bruk et kontinuerlig isofluranadministrasjonssystem for anestesi. Utfør alle prosedyrer under aseptiske forhold. - Utfør parasagittal væske-perkusjonsskade som tidligere beskrevet21,22.
- Injiser subkutant 0,2 ml 0,5% bupivacaine langs det prospektive snittstedet, før snitt. ransfer rotten til gjenopprettingsrommet og fortsett å overvåke nevrologisk (f.eks. lammelse), åndedrettsvern (f.eks. åndedrettsstans) og kardiovaskulær tilstand (f.eks. reduksjon i bløtvevsperfusjon, endringer i farge på elever og bradykardi) i 24 timer. Før fremveksten fra anestesi, administrer 0,01 - 0,05 mg/kg intramuskulær buprenorfin som postoperativ analgesi. Gjenta doser hver 6 - 12 timer i minst 48 timer.
2. Evaluering av nevrologisk alvorlighetsgrad (NSS)
MERK: Vurdering av nevrologisk underskudd ble utført og gradert ved hjelp av en NSS, som tidligere beskrevet23,24. Maksimal poengsum for endring i motorfunksjon og oppførsel er 24 poeng. En skår på 0 indikerer en intakt nevrologisk status og 24 indikerer alvorlig nevrologisk dysfunksjon, som tidligere beskrevet24.
- Test rottens manglende evne til å forlate en sirkel (50 cm i diameter) når den plasseres i midten. Utfør denne oppgaven tre ganger, der hver økt varer i 30 min, 60 min og mer enn 60 minutter hver.
MERK: Hvis du plukker opp rotter ved halen, hold bunnen av halen. - Test rotten for tap av høyre refleks.
- Plasser dyret på ryggen i håndflaten til forskeren. Gi en poengsum på 1 hvis dyret er i stand til å rette seg25 (står på alle fire poter).
- Test rotten for hemiplegi, rottens manglende evne til å motstå tvungen posisjonering.
- Løft rotten ved halen for å teste den refleksive bøyningen av bakbenet.
- Sett rotten på gulvet for å teste sin evne til å gå rett.
- Utfør testing for tre refleksive atferd: pinna refleksen, hornhinnen refleks, og startle refleks.
- For pinna refleks, utfør lett taktil stimulering for å teste øret tilbaketrekning som tidligere beskrevet25.
- For å teste hornhinnens refleks, må du overvåke blinkresponsen når du bruker en myk pinne lett på øyet og måle på en skala på 0 (ingen respons) til trippel øyeblink (3), som tidligere beskrevet25.
- For startle refleksen drar du en penn over toppen av trådburet og registrerer respons med en skala fra 0 (ingen respons) til 3 (1 cm hopp eller mer), som tidligere beskrevet25.
- Vurder rotten basert på tap av søkeadferd og prostrasjon (ikke flytte whiskers, snuse eller løpe etter å ha blitt overført til et nytt miljø)24.
- Test lem reflekser for plassering på venstre og høyre forben, og deretter venstre og høyre bakben.
- Analyser funksjonalitet via strålebalanseringsoppgaven med en bjelke som er 1,5 cm bred. Utfør testen for økter som varer i 20 sekunder, 40 sekunder og mer enn 60 sekunder.
- Kjør strålen gangtest med tre forskjellige bjelker: 8,5 cm bred, 5 cm bred og 2,5 cm bred.
3. Forberedelse til den metriske oppgaven
- Utstyr
- Plasser en svart sirkulær plattform 200 cm i diameter og 1 cm tykk på et bord. Høyden på bordet skal være 80 cm over gulvet.
- Etabler to forskjellige objekter i midten av sirkulær plattform 68 cm fra hverandre.
MERK: I dette eksperimentet ble to glassflasker brukt til gjenstander, en rund flaske med en høyde på 13,5 cm og en annen fasettert flaske med en høyde på 20 cm. Fyll flasker med vann for å sikre stabilitet. - Klargjør et kamera og installer den nødvendige dataprogramvaren for innspilling, lagring og behandling av data. Monter kameraet i en høyde på 290 cm fra gulvet.
MERK: Avstanden mellom plattformen og kameraet avhenger av kameraspesifikasjonene. Kamerarammen skal dekke hele området av arenaen der testen utføres. Avstanden for eksperimentet vårt mellom plattformen og kameraet var 210 cm.
- Habituering
- Dagen før oppgaven, habituate rotten til det nye miljøet i 10 min ved å plassere på arenaen uten videoopptak.
MERK: Ikke utfør de nevrologiske oppgavene og den metriske oppgaven på samme dag.
MERK: Utfør metriske tester i et rødt lysområde.
- Dagen før oppgaven, habituate rotten til det nye miljøet i 10 min ved å plassere på arenaen uten videoopptak.
4. Utføre den metriske oppgaven
MERK: Utførelse av den metriske oppgaven består av to perioder: 1) habituation (15 min) og 2) test (5 min) periode.
- Habituation periode
- Etabler to forskjellige gjenstander i midten av den sirkulære plattformen 68 cm fra hverandre.
- Plasser rotten på slutten av plattformen likestilt fra objektene i en 15 min periode, og ta opp videoen.
- Fjern rotten fra plattformen og legg i et individuelt bur i 5 min.
- Rengjør plattformen med 5% -10% alkohol.
MERK: Opptil 70 % alkohol kan brukes til å rengjøre plattformen i godt ventilerte områder.
- Testperiode
- Reduser avstanden mellom objekter til 34 cm.
- Plasser rotten på plattformen i 5 min og registrer rottens leteaktivitet på video.
- Rengjør plattformen med 5% -10% alkohol.
5. Dataanalyse
MERK: Dataanalyse utføres av videosporingsprogramvare som er spesielt utviklet for dyreadferdsstudier som automatisk registrerer dyreaktivitet og bevegelse (se Materialfortegnelser). Denne programvaren automatiserer en rekke atferdsvariabler, inkludert mobilitet, aktivitet og utforskende oppførsel.
- Før du analyserer videofilene, setter du inn maskinvarenøkkelen for programvaren. Start videosporingsprogramvaren, og åpne forhåndsinnstilt Mal.
- I Oppsett -delen kontrollerer du innstillingene på følgende måte: Arena, Prøvekontrollog Innstillinger for gjenkjenning (se Figur 2a) .
MERK: For dette eksperimentet er parametere for leteområdet definert som 6 cm rundt gjenstanden av interesse. Tidspunktet rotten kom inn i dette området ble målt. - Etter å ha bekreftet innstillingene, dupliser og gi dem nytt navn.
- På den generelle skjermen til programmet, Grip bakgrunn ved å høyreklikke på musen.
- Velg en videofil for bakgrunnsbildet. Velg plasseringen av videofilen på Bla gjennom-menyen.
- Ta bildet og merk de undersøkte områdene og sonene, og kalibrer bildet for analyse. Utfør de samme trinnene for Prøvekontroll og Oppdage innstillinger.
- Velg Prøveliste på den generelle menyen, og last ned listen over videofiler for analyse.
- Legg til videoene og angi plasseringen med de nødvendige innstillingene.
- Velg anskaffelse og Start prøveversjon (se figur 2b,c). Eksporter alle data som Excel-filer (se figur 2d).
MERK: Utfør alle beregninger for habituation og testperioder. Metrisk oppgavevurdering utarbeides med en avansert mal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Betydningen av sammenligninger mellom grupper ble bestemt ved hjelp av Mann-Whitney-testen. Statistisk signifikans av resultatene ble vurdert ved P < 0,05, mens statistisk høy relevans ble målt ved P < 0,01.
Resultatene viste ingen forskjeller i NSS mellom alle grupper før intervensjon og 28 dager etter TBI. Hver gruppe besto av 12 kvinnelige eller 12 hannrotter. NSS-skårene fikk 48 timer etter at TBI er presentert i tabell 1. Rotter fra TBI-gruppen som viste betydelig nevrologisk underskudd på dag 28 etter at skade ble utelukket fra eksperimentet. Dataene måles som tellinger og presenteres som median ± område.
Den sham-opererte kontrollgruppen viste ikke noe nevrologisk underskudd på 48 timer etter den første dagen av studien (NSS-0). Nevrologisk underskudd ved 48 timer etter TBI var signifikant større for de mannlige TBI-rottene enn for de mannlige sham-opererte rotter (5,5(4-7) vs. 0(0-0), U = 0, p < 0,01, r = -0,89), og for de kvinnelige TBI-rottene enn for de kvinnelige sham-opererte rotter (4,5(3,25-6) vs. 0(0-0), U = 0, p < 0,01, r = -0,91), i henhold til Mann-Whitney-testen (Tabell 1).
En Mann-Whitney-test indikerte at objektutforskningstiden under den metriske oppgaven var betydelig kortere for de mannlige TBI-rottene vs. mannlige sham-opererte rotter (130% ± 44,3% vs. 1978% ± 59,2%), U = 0, p < 0,01, r = -0,85 (se figur 3a,b). Dataene måles som sekunder uttrykt i % av grunnlinjepunktet og presenteres som gjennomsnittlig ± SEM. Baseline måles som letetidspunkt i løpet av de første 5 minutter av habituation-perioden. De resterende tre tidspunktene (5-10 min, 10-15 min og 20-25 min) ble beregnet som en prosentandel av grunnlinjen.
En Mann-Whitney-test indikerte at objektutforskningstiden under den metriske oppgaven var betydelig kortere for de kvinnelige TBI-rottene vs. kvinnelige sham-opererte rotter (89% ± 43,5% vs. 2160% ± 43,6%), U = 0, p < 0,01, r = -0,85 (se figur 4a, b). Dataene måles som sekunder uttrykt i % av grunnlinjepunktet og presenteres som gjennomsnittlig ± SEM. Baseline måles som letetidspunkt i habituasjonsperioden.
Det var ingen signifikant forskjell mellom mannlige og kvinnelige grupper.
Figur 1: Protokollskjema med tidslinjer. Denne illustrasjonen viser protokolltidslinjen. Grupper av rotter på forskjellige tidspunkter inkluderte en sham-operert kontrollgruppe og TBI-gruppe og ble vurdert av NSS-skår ved -1 time, 48 timer og 28 dager etter skade. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 2: Representativ dataanalyse. Skjermbilder av videosporingsprogramvaren for (A) Prøvekontrollinnstillinger (B) Prøveliste og (C) Anskaffelse, og eksempeldata eksportert til Excel (D). Se tekst og video for mer informasjon. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3: Metrisk oppgave for hannrotter. Objektutforskningstiden under den metriske oppgaven var betydelig kortere for de mannlige TBI-rottene kontra de mannlige sham-opererte rottene (se figur 3a,b, som illustrerer dataene på forskjellige y-akseskalaer). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Metrisk oppgave for hunnrotter. Objektutforskningstiden under den metriske oppgaven var betydelig kortere for kvinnelige TBI-rotter kontra kvinnelige sham-opererte rotter (se figur 4a,b, som illustrerer dataene på forskjellige y-akseskalaer). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| NSS-verdier i kollokviegruppene ved 48 timer etter TBI | Median (område) | |||||
| Dyregruppe | N | Grunnlinje | 48t | 1w | 2w | 4w |
| Sham-opererte hunn-/hannrotter | 12 | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) |
| TBI hannrotter | 12 | 0(0-0) | 5.5(4-7)* | 2(1-6)* | 1.5(0-2)* | 0(0-2) |
| TBI hunnrotter | 12 | 0(0-0) | 4.5(3.25-6)* | 1.5(0.25-2.8)* | 1(0-2)* | 0(0-0.8) |
Tabell 1: Bestemmelse av nevrologisk ytelse. Nevrologisk underskudd ved 48 timer etter TBI var betydelig større for de mannlige TBI-rottene enn for de mannlige sham-opererte rotter og kvinnelige TBI-rotter enn for de kvinnelige sham-opererte rotter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Ved å spesifikt målrette den metriske romlige informasjonsprosessen, gir denne målingen et nødvendig verktøy for å forstå minnemangel etter TBI. Protokollen som presenteres i dette dokumentet, er en endring av tidligere beskrevne virkemåteoppgaver11. En tidligere beskrevet metrisk oppgave brukte to forskjellige paradigmer, hver bestående av tre habituation økter og en testøkt. Det første paradigmet besto av å flytte de kjente objektene nærmere hverandre etter habituation og det andre paradigmet flyttet objektene lenger bort11.
Sammenlignet med Barnes-labyrinten, som utføres over fem13 eller fjorten14 dager, utføres den metriske oppgaven som presenteres her innen 2 dager, den første dagen for habituation og den andre dagen for oppgaven9. Oppgaven i denne protokollen er mindre stressende enn sammenlignbare atferdsoppgaver som Morris vann labyrint, på grunn av stresset forårsaket av svømming i labyrinten og den lengre varigheten av oppgaven15,16,17. Labyrinttester for romlig minne krever en betydelig læringsperiode; selv en enkel T-labyrint krever minst 5 dager med trening18. For mer komplekse radiale labyrinter anbefales 15-20 dager med daglig testing19.
Denne protokollen inneholder flere kritiske trinn. En avgjørende komponent er behovet for å behandle arenaen med en alkoholløsning så vel som gjenstandene på den. Det er også nødvendig at overflaten av arenaen er tørr og ren, siden lukten av alkohol og dufter som er igjen fra tidligere dyr, kan endre dyrets oppførsel som studeres. I tillegg er konstant tilstrekkelig ventilasjon av atferdsrommet viktig. Siden støy er en av stressfaktorene som kan endre dyrs oppførsel, anbefaler vi riktig lydisolering. I tillegg er plattformhøyden på 80 cm og den relative avstanden til plattformen fra andre gjenstander nødvendig for at rotten ikke skal hoppe eller klatre på et annet objekt. Videre vil opprettholde konsekvente innstillinger i behandling av innspilte videofiler under oppsett bidra til å unngå feil tolkning av dataene.
Det nevrologiske underskuddet som utvikler seg som følge av TBI må vurderes i vurderingen av hukommelsen. Nevrologiske underskudd etter hodeskade er en medvirkende faktor som er en del av denne sykdommen. Vurdering av nevrologiske underskudd er svært viktig i gnagermodellen av hjerneskade og er et svært følsomt og ofte brukt utfall26. Imidlertid kan alvorlige nevrologiske underskudd ha en effekt på atferdstester, spesielt på tester som måler minnevurdering27. Den sammenlignbare Morris vann labyrint oppgave vurderer også minne svekkelse28. En lav score på Morris-testen i TBI eller strøket rotter er svært korrelert med nevrologiske underskudd og reflekterer faktisk ikke minne eller kognitiv svikt, men heller nevrologisk ytelse og evnen til å motstå stress.
For å minimere effekten av TBI-relaterte nevrologiske underskudd på minnepoeng, brukte vi følgende tilnærminger: 1) vi brukte modeller av TBI av mild til moderat alvorlighetsgrad, som spontant gjenoppretter nevrologisk ytelse etter 1 måned. 2) Rotter som viste nevrologisk underskudd 28 dager etter at TBI ble utelukket fra atferdseksperimenter, basert på våre observasjoner om at alle rotter med mild skade gjenoppretter. I grupper på 10-20 rotter som er rammet av alvorlig TBI, har en rotte i gjennomsnitt et betydelig nevrologisk underskudd som kan påvirke mobiliteten. 3) For å vurdere hukommelse etter traumer, brukte vi ikke tester relatert til bevegelse, hvis resultater kan påvirkes av nevrologisk mangel (som i Morris vann labyrint). Mens Barnes-testen og relaterte tester er nyttige for å vurdere minne i modeller av TBI og slag, er den metriske testen bedre egnet til å vurdere SWM. Dermed er den metriske testen den valgte testen for å vurdere SWM av rotter etter TBI.
En begrensning i denne protokollen er bruk av en metrisk test alene i stedet for en topologisk test. Vi ser for oss fremtidige studier som også inkorporerer topologiske tester for å måle andre aspekter ved SWM. Overraskende nok, ifølge våre resultater, ble det ikke funnet noen statistisk signifikant forskjell mellom mannlige og kvinnelige rotter. Et stort antall studier viser kjønnsforskjeller etter TBI29, mange basert på forskjellen i konsentrasjoner av reproduktive hormoner. Østrogen og progesteron spiller en nevrobeskyttelsesrolle etter TBI, som viser seg å redusere intrakranielt trykk og forbedre henholdsvis nevrologisk funksjonspoeng30. Ifølge en metaanalysestudie lider menn oftere av TBI, men kvinner har dårligere prognoser31. Kognitive funksjonsnedsettelser, den vanligste komplikasjonen etter TBI, trend mot kjønnsforskjeller, der kvinner viser større forbedring av romlige posisjoneringsoppgaver og menn som presterer bedre på verbale oppgaver32,33,34. Våre resultater indikerer imidlertid muligheten for usikkerhet om kjønnsrelaterte romlige hukommelsesforskjeller.
Blant de ulike typer TBI-modeller er modellen for væskeperkusjonsindusert TBI godt dokumentert og beskrevet, er lett reproduserbar, og har lavere variasjon enn andre modeller35,36. Det er imidlertid viktig å merke seg at den metriske testen har bredt verktøy og kan brukes effektivt med andre TBI-modeller. Den metriske testen beskrevet i denne protokollen tillater også videre forskning på hukommelsessvikt i sammenlignbare modeller for nevrologisk skade, for eksempel modeller av diffus axonal hjerneskade24,37 og slag38. Denne protokollen kan også være nyttig for å studere effekten av ulike behandlingsmodaliteter ved gjenoppretting av SWM etter TBI.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Vi takker professor Olena Severynovska; Maryna Kuscheriava M.Sc; Maksym Kryvonosov M.Sc; Daryna Yakumenko M.Sc; Evgenia Goncharyk M.Sc; og Olha Shapoval, stipendiat ved Institutt for fysiologi, Fakultet for biologi, økologi og medisin, Oles Honchar Dnipro University, Dnipro, Ukraina for deres støttende og nyttige bidrag. Dataene ble innhentet som en del av Dmitry Franks doktorgradsavhandling.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 2% chlorhexidine in 70% alcohol solution | SIGMA - ALDRICH | 500 cc | For general antisepsis of the skin in the operatory field |
| Bupivacaine 0.1 % | |||
| 4 boards of different thicknesses (1.5cm, 2.5cm, 5cm and 8.5cm) | This is to evaluate neurological defect | ||
| 4-0 Nylon suture | 4-00 | ||
| Bottles | Techniplast | ACBT0262SU | 150 ml bottles filled with 100 ml of water and 100 ml 1%(w/v) sucrose solution |
| Bottlses (four) for topological an metric tasks | For objects used two little bottles, first round (height 13.5 cm) and second faceted (height 20 cm) shape and two big faceted bottles, first 9x6 cm (height 21 cm) and second 7x7 cm (height 21 cm). | ||
| Diamond Hole Saw Drill 3mm diameter | Glass Hole Saw Kit | Optional. | |
| Digital Weighing Scale | SIGMA - ALDRICH | Rs 4,000 | |
| Dissecting scissors | SIGMA - ALDRICH | Z265969 | |
| Ethanol 99.9 % | Pharmacy | 5%-10% solution used to clean equipment and remove odors | |
| EthoVision XT (Video software) | Noldus, Wageningen, Netherlands | Optional | |
| Fluid-percussion device | custom-made at the university workshop | No specific brand is recommended. | |
| Gauze Sponges | Fisher | 22-362-178 | |
| Gloves (thin laboratory gloves) | Optional. | ||
| Heater with thermometer | Heatingpad-1 | Model: HEATINGPAD-1/2 | No specific brand is recommended. |
| Horizon-XL | Mennen Medical Ltd | ||
| Isofluran, USP 100% | Piramamal Critical Care, Inc | NDC 66794-017 | Anesthetic liquid for inhalation |
| Office 365 ProPlus | Microsoft | - | Microsoft Office Excel |
| Olympus BX 40 microscope | Olympus | ||
| Operating forceps | SIGMA - ALDRICH | ||
| Operating Scissors | SIGMA - ALDRICH | ||
| PC Computer for USV recording and data analyses | Intel | Intel® core i5-6500 CPU @ 3.2GHz, 16 GB RAM, 64-bit operating system | |
| Plexiglass boxes linked by a narrow passage | Two transparent 30 cm × 20 cm × 20 cm plexiglass boxes linked by a narrow 15 cm × 15 cm × 60 cm passage | ||
| Purina Chow | Purina | 5001 | Rodent laboratory chow given to rats, mice and hamster is a life-cycle nutrition that has been used in biomedical researc for over 5 |
| Rat cages (rat home cage or another enclosure) | Techniplast | 2000P | No specific brand is recommended |
| Scalpel blades 11 | SIGMA - ALDRICH | S2771 | |
| SPSS | SPSS Inc., Chicago, IL, USA | 20 package | |
| Stereotaxic Instrument | custom-made at the university workshop | No specific brand is recommended | |
| Timing device | Interval Timer:Timing for recording USV's | Optional. Any timer will do, although it is convenient to use an interval timer if you are tickling multiple rats | |
| Topological and metric tasks device | Self made in Ben Gurion University of Negev | White circular platform 200 cm in diameter and 1 cm thick on table | |
| Video camera | Logitech | C920 HD PRO WEBCAM | Digital video camera for high definition recording of rat behavior under plus maze test |
| Windows 10 | Microsoft |
References
- Binder, L. M. Persisting symptoms after mild head injury: A review of the postconcussive syndrome. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 8 (4), 323-346 (1986).
- Binder, L. M. A review of mild head trauma. Part II: Clinical implications. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 19 (3), 432-457 (1997).
- Binder, L. M., Rohling, M. L., Larrabee, G. J. A review of mild head trauma. Part I: Meta-analytic review of neuropsychological studies. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 19 (3), 421-431 (1997).
- Leininger, B. E., Gramling, S. E., Farrell, A. D., Kreutzer, J. S., Peck, E. A. Neuropsychological deficits in symptomatic minor head injury patients after concussion and mild concussion. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 53 (4), 293-296 (1990).
- Levin, H. S., et al. Neurobehavioral outcome following minor head injury: a three-center study. Journal of Neurosurgery. 66 (2), 234-243 (1987).
- McMillan, T. M.
- Millis, S. R., et al. Long-term neuropsychological outcome after traumatic brain injury. The Journal of Head Trauma Rehabilitation. 16 (4), 343-355 (2001).
- Stuss, D., et al. Reaction time after head injury: fatigue, divided and focused attention, and consistency of performance. Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry. 52 (6), 742-748 (1989).
- Gurkoff, G. G., et al. Evaluation of metric, topological, and temporal ordering memory tasks after lateral fluid percussion injury. Journal of Neurotrauma. 30 (4), 292-300 (2013).
- Goodrich-Hunsaker, N. J., Howard, B. P., Hunsaker, M. R., Kesner, R. P. Human topological task adapted for rats: Spatial information processes of the parietal cortex. Neurobiology of Learning and Memory. 90 (2), 389-394 (2008).
- Goodrich-Hunsaker, N. J., Hunsaker, M. R., Kesner, R. P. Dissociating the role of the parietal cortex and dorsal hippocampus for spatial information processing. Behavioral Neuroscience. 119 (5), 1307 (2005).
- Goodrich-Hunsaker, N. J., Hunsaker, M. R., Kesner, R. P. The interactions and dissociations of the dorsal hippocampus subregions: how the dentate gyrus, CA3, and CA1 process spatial information. Behavioral Neuroscience. 122 (1), 16 (2008).
- Rosenfeld, C. S., Ferguson, S. A. Barnes maze testing strategies with small and large rodent models. Journal of Visualized Experiments:JoVE. (84), e51194 (2014).
- O'leary, T. P., Brown, R. E. The effects of apparatus design and test procedure on learning and memory performance of C57BL/6J mice on the Barnes maze. Journal of Neuroscience Methods. 203 (2), 315-324 (2012).
- Bromley-Brits, K., Deng, Y., Song, W. Morris water maze test for learning and memory deficits in Alzheimer's disease model mice. Journal of Visualized Experiments:JoVE. (53), e2920 (2011).
- Smith, C., Rose, G. M. Evidence for a paradoxical sleep window for place learning in the Morris water maze. Physiology & Behavior. 59 (1), 93-97 (1996).
- Roof, R. L., Zhang, Q., Glasier, M. M., Stein, D. G. Gender-specific impairment on Morris water maze task after entorhinal cortex lesion. Behavioural Brain Research. 57 (1), 47-51 (1993).
- Deacon, R. M., Rawlins, J. N. P.
- Penley, S. C., Gaudet, C. M., Threlkeld, S. W. Use of an eight-arm radial water maze to assess working and reference memory following neonatal brain injury. Journal of Visualized Experiments:JoVE. (82), e50940 (2013).
- Davis, A. R., Shear, D. A., Chen, Z., Lu, X. -C. M., Tortella, F. C. A comparison of two cognitive test paradigms in a penetrating brain injury model. Journal of Neuroscience Methods. 189 (1), 84-87 (2010).
- Jones, N. C., et al. Experimental traumatic brain injury induces a pervasive hyperanxious phenotype in rats. Journal of Neurotrauma. 25 (11), 1367-1374 (2008).
- Kabadi, S. V., Hilton, G. D., Stoica, B. A., Zapple, D. N., Faden, A. I. Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats. Nature Protocols. 5 (9), 1552 (2010).
- Ohayon, S., et al. Cell-free DNA as a marker for prediction of brain damage in traumatic brain injury in rats. Journal of Neurotrauma. 29 (2), 261-267 (2012).
- Frank, D., et al. Induction of Diffuse Axonal Brain Injury in Rats Based on Rotational Acceleration. Journal of Visualized Experiments:JoVE. (159), e61198 (2020).
- Hunter, A., et al. Functional assessments in mice and rats after focal stroke. Neuropharmacology. 39 (5), 806-816 (2000).
- Yarnell, A. M., et al. The revised neurobehavioral severity scale (NSS-R) for rodents. Current Protocols in Neuroscience. 75, 1-16 (2016).
- Fujimoto, S. T., Longhi, L., Saatman, K. E., McIntosh, T. K. Motor and cognitive function evaluation following experimental traumatic brain injury. Neuroscience & Biobehavioral Reviews. 28 (4), 365-378 (2004).
- Hausser, N., et al. Detecting behavioral deficits in rats after traumatic brain injury. Journal of Visualized Experiments:JoVE. (131), e56044 (2018).
- Ma, C., et al. Sex differences in traumatic brain injury: a multi-dimensional exploration in genes, hormones, cells, individuals, and society. Chinese Neurosurgical Journal. 5 (1), 1-9 (2019).
- Shahrokhi, N., Khaksari, M., Soltani, Z., Mahmoodi, M., Nakhaee, N. Effect of sex steroid hormones on brain edema, intracranial pressure, and neurologic outcomes after traumatic brain injury. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 88 (4), 414-421 (2010).
- Farace, E., Alves, W. M. Do women fare worse: a metaanalysis of gender differences in traumatic brain injury outcome. Journal of Neurosurgery. 93 (4), 539-545 (2000).
- Basso, M. R., Harrington, K., Matson, M., Lowery, N. FORUM sex differences on the WMS-III: findings concerning verbal paired associates and faces. The Clinical Neuropsychologist. 14 (2), 231-235 (2000).
- Janowsky, J. S., Chavez, B., Zamboni, B. D., Orwoll, E. The cognitive neuropsychology of sex hormones in men and women. Developmental Neuropsychology. 14 (2-3), 421-440 (1998).
- Halari, R., et al. Sex differences and individual differences in cognitive performance and their relationship to endogenous gonadal hormones and gonadotropins. Behavioral Neuroscience. 119 (1), 104 (2005).
- Rowe, R. K., Griffiths, D., Lifshitz, J. Pre-Clinical and Clinical Methods in Brain Trauma Research. , Springer. 97-110 (2018).
- Kabadi, S. V., Hilton, G. D., Stoica, B. A., Zapple, D. N., Faden, A. I. Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats. Nature Protocols. 5 (9), 1552-1563 (2010).
- Losurdo, M., Davidsson, J., Sköld, M. K. Diffuse axonal injury in the rat brain: axonal injury and oligodendrocyte activity following rotational injury. Brain Sciences. 10 (4), 229 (2020).
- Kuts, R., et al. A novel method for assessing cerebral edema, infarcted zone and blood-brain barrier breakdown in a single post-stroke rodent brain. Frontiers in Neuroscience. 13, 1105 (2019).
