Summary
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) обычно связана с ухудшением памяти. Здесь мы представляем протокол для оценки пространственной рабочей памяти после ЧМТ с помощью метрической задачи. Метрический тест является полезным инструментом для изучения нарушения пространственной рабочей памяти после ЧМТ.
Abstract
Нарушения сенсорной, кратковременной и долговременной памяти являются распространенными побочными эффектами после черепно-мозговой травмы (ЧМТ). Из-за этических ограничений исследований на людях модели на животных предоставляют подходящие альтернативы методам тестирования методов лечения и изучению механизмов и связанных с ними осложнений состояния. Экспериментальные модели грызунов исторически были наиболее широко использованы из-за их доступности, низкой стоимости, воспроизводимости и проверенных подходов. Метрический тест, который проверяет способность вспоминать размещение двух объектов на разных расстояниях и углах друг от друга, является методом изучения нарушений пространственной рабочей памяти (SWM) после ЧМТ. К существенным преимуществам метрических задач можно отнести возможность динамического наблюдения, низкую стоимость, воспроизводимость, относительную простоту выполнения и низкую стрессовую среду. Здесь мы представляем протокол метрического теста для измерения нарушения SWM у взрослых крыс после ЧМТ. Этот тест обеспечивает реальный способ более эффективной оценки физиологии и патофизиологии функции мозга.
Introduction
Распространенность неврологических дефицитов, таких как внимание, исполнительная функция и некоторые дефициты памяти после умеренной черепно-мозговой травмы (ЧМТ), составляет более 50 процентов1,2,3,4,5,6,7,8. ЧМТ может привести к серьезным нарушениям пространственной кратковременной, долгосрочной и рабочей памяти9. Эти нарушения памяти наблюдались у грызунов, моделей ЧМТ. Модели грызунов позволили разработать методы тестирования памяти, что позволило глубже идентиировать влияние ЧМТ на обработку памяти в нейронных системах памяти.
Два теста, связанные с топологической и метрической обработкой пространственной информации соответственно, помогают измерить пространственную рабочую память (SWM). Топологический тест зависит от изменения размера пространства окружающей среды или связанных пространств связи или ограждения вокруг объекта, в то время как метрический тест оценивает изменения углов или расстояния между объектами10,11. Goodrich-Hunsaker et al. впервые адаптировали топологический тест человека для крыс10 и применили метрическую задачу для диссоциатов ролей теменной коры (ПК) и дорсального гиппокампа в пространственной обработке информации11. Аналогичным образом, Гуркофф и его коллеги оценили метрические, топологические и временные задачи по упорядочению памяти после боковой жидкостной перкуссионной травмы9. Существует корреляция между повреждением определенных областей мозга и ухудшением метрической или топологической памяти. Было высказано предположение, что метрическое ухудшение памяти связано с поражениями в двусторонней дорсальной дентитовой извилине и подрайоне рога аммониса (CA) CA3 гиппокампа, и что топологическое ухудшение памяти связано с двусторонними поражениями теменной коры10,12.
Целью этого протокола является оценка дефицита пространственной памяти в популяции крыс с помощью метрической задачи. Этот метод является подходящей альтернативой для исследования механизмов SWM после черепно-мозговой травмы, и его преимущества включают относительную простоту реализации, высокую чувствительность, низкую стоимость воспроизводимости, возможность динамического наблюдения и низкую стрессовую среду. По сравнению с другими поведенческимизадачами,такими как лабиринт Барнса13,14,задача водной навигации Морриса15,16,17или пространственный лабиринт18,19,этот метрический тест менее сложен. Из-за простоты выполнения метрический тест требует более короткого и менее напряженного периода обучения и проходит всего в течение 2дней 9: 1 день для привыкания и 1 день для задачи. Более того, предлагаемый нами тест легче выполнить, чем другие тесты с низким уровнем стресса, такие как задача распознавания новых объектов (NOR), и не требует дополнительного дня привыкания20.
В этой статье представлена простая модель для оценки SWM после черепно-мозговой травмы. Эта оценка пост-ЧМТ SWM может помочь в более всестороннем исследовании его патофизиологии.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Эксперименты проводились в соответствии с рекомендациями Хельсинкской и Токийской деклараций и Руководства по использованию экспериментальных животных Европейского сообщества. Эксперименты были одобрены Комитетом по уходу за животными Университета Бен-Гуриона в Негеве. Временная шкала протокола показана на рисунке 1.
1. Хирургические процедуры и жидкостная перкуссия ЧМТ
- Отбирают самцов и самок взрослых крыс Sprague-Dawley, размещенных при комнатной температуре 22 ± 1 °C и влажности 40%-60%, с 12-12-ч светло-темными циклами.
- Обеспечьте еду как чау, так и водой ad libitum. Проводите эксперименты между утренними часами, т.е. 6:00 .m и 12:00 .m.
- Провести базовую неврологическую оценку как для контрольной, так и для ЧМТ групп до начала эксперимента (см. раздел 2 ниже).
- Обезболивают крыс ингаляционным 4% изофлураном для индукции и 1,5% для поддержания анестезии. Убедитесь, что крыса обездвижена, проверив педальный рефлекс или движение в ответ на раздражитель.
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте систему непрерывного введения изофлурана для анестезии. Выполняйте все процедуры в асептических условиях. - Выполняют парасагиттальную флюидно-перкуссионную травму, как описаноранее 21,22.
- Подкожно вводят 0,2 мл 0,5% бупивакаина вдоль предполагаемого участка разреза перед разрезом. В течение 24 ч крысы направляли в послеоперационную палату и продолжали наблюдение за неврологическим (например, паралич), респираторным (например, остановка дыхания) и сердечно-сосудистым состоянием (например, снижение перфузии мягких тканей, изменение цвета зрачков и брадикардия). До выхода из наркоза вводят 0,01 - 0,05 мг/кг внутримышечного бупренорфина в качестве послеоперационной анальгезии. Повторяют дозы каждые 6 - 12 ч в течение не менее 48 ч.
2. Оценка показателя неврологической тяжести (НСС)
ПРИМЕЧАНИЕ: Оценка неврологического дефицита проводилась и оценивалась с использованием НСС, как описаноранее 23,24. Максимальный балл изменения двигательной функции и поведения составляет 24 балла. Оценка 0 указывает на интактный неврологический статус, а 24 указывает на тяжелую неврологическую дисфункцию, как описаноранее 24.
- Проверьте неспособность крысы оставить круг (50 см в диаметре) при размещении в его центре. Выполните эту задачу три раза, причем каждый сеанс длится 30 минут, 60 минут и более 60 минут каждый.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы подбираете крыс за хвост, держите основание хвоста. - Проверьте крысу на потерю рефлекса.
- Поместите животное на спину на ладони руки исследователя. Дайте оценку 1, если животное способно выправить себя25 (стоя на всех четырех лапах).
- Проверьте крысу на гемиплегию, неспособность крысы противостоять принудительному позиционированию.
- Поднимите крысу за хвост, чтобы проверить рефлекторный изгиб задней конечности.
- Положите крысу на пол, чтобы проверить ее способность ходить прямо.
- Провести тестирование на три рефлексивных поведения: хинная рефлекс, рефлекс роговицы и рефлекс испука.
- Для рефлекса ушной точки выполните легкую тактильную стимуляцию, чтобы проверить втягивание уха, какописано ранее 25.
- Чтобы проверить рефлекс роговицы, контролируйте реакцию моргания при нанесении мягкой палочки слегка на глаз и измеряйте по шкале 0 (без ответа) тройное моргание глаза (3), как описаноранее 25.
- Для рефлекса испуга перетащите ручку через верхнюю часть проволочной клетки и запишите ответ со шкалой от 0 (без ответа) до 3 (прыжок на 1 см или более), как описаноранее 25.
- Оценка крысы на основе потери ищущего поведения и простирания (не двигая усами, обнюхивая или бегая после переноса в новуюсреду) 24.
- Тестируют рефлексы конечностей на размещение на левой и правой передних конечностях, а затем на левой и правой задних конечностях.
- Анализ функциональности с помощью задачи балансировки луча с шириной луча 1,5 см. Выполните тест для сеансов продолжительностью 20 секунд, 40 секунд и более 60 секунд.
- Провести тест ходьбы по балке с тремя различными балками: шириной 8,5 см, шириной 5 см и шириной 2,5 см.
3. Подготовка к метрической задаче
- Оборудование
- Поставить на стол черную круглую платформу диаметром 200 см и толщиной 1 см. Высота стола должна быть 80 см над полом.
- Установите два разных объекта в центре круглой платформы на 68 см друг от друга.
ПРИМЕЧАНИЕ: В этом эксперименте для предметов использовались две стеклянные бутылки, одна круглая бутылка высотой 13,5 см и другая граненая бутылка высотой 20 см. Наполните бутылки водой, чтобы обеспечить стабильность. - Подготовьте камеру и установите необходимое компьютерное программное обеспечение для захвата, сохранения и обработки данных. Установите камеру на высоте 290 см от пола.
ПРИМЕЧАНИЕ: Расстояние между платформой и камерой зависит от спецификаций камеры. Рамка камеры должна охватывать всю площадь арены, на которой проводится испытание. Расстояние для нашего эксперимента между платформой и камерой составляло 210 см.
- Привыкание
- За день до выполнения задания приучите крысу к новой среде за 10 мин, поместив на арену без видеозаписи.
ПРИМЕЧАНИЕ: Не выполняйте неврологические задачи и метрические задачи в один и тот же день.
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполняйте метрические тесты в зоне красного света.
- За день до выполнения задания приучите крысу к новой среде за 10 мин, поместив на арену без видеозаписи.
4. Выполнение метрической задачи
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполнение метрической задачи состоит из двух периодов: 1) привыкания (15 мин) и 2) тестового (5 мин) периода.
- Период привыкания
- Установите два разных объекта в центре круглой платформы на 68 см друг от друга.
- Поместите крысу на конец платформы, равноудаленный от объектов на 15-минутный период, и запишите видео.
- Выньми крысу с платформы и поместите в индивидуальную клетку на 5 мин.
- Очистите платформу 5%-10% спиртом.
ПРИМЕЧАНИЕ: До 70% спирта может быть использовано для очистки платформы в хорошо проветриваемых помещениях.
- Тестовый период
- Уменьшите расстояние между объектами до 34 см.
- Поместите крысу на платформу на 5 минут и запишите исследовательскую активность крысы на видео.
- Очистите платформу 5%-10% спиртом.
5. Анализ данных
ПРИМЕЧАНИЕ: Анализ данных выполняется программным обеспечением для отслеживания видео, специально разработанным для исследований поведения животных, которое автоматически записывает активность и движение животных (см. Таблицу материалов). Это программное обеспечение автоматизирует ряд поведенческих переменных, включая мобильность, активность и исследовательское поведение.
- Перед анализом видеофайлов вставьте программный аппаратный ключ. Запустите программное обеспечение для отслеживания видео и откройте предустановленный шаблон.
- В разделе Setup проверьте следующие параметры: Arena, Trial Controlи Detecting Settings (см. рисунок 2a).
ПРИМЕЧАНИЕ: Для данного эксперимента параметры района разведки определяются как 6 см вокруг интересуемого объекта. Время, в которое крыса вошла в эту область, измерялось. - После проверки настроек продублируйте и переименуйте их.
- На общем экране программы Grab Background щелкните правой кнопкой мыши.
- Выберите видеофайл для фонового изображения. В меню Обзор выберите расположение видеофайл.
- Захватите изображение и отметьте исследуемые области и зоны, калибруя изображение для анализа. Выполните те же действия для управления пробной версией и параметров обнаружения.
- В общем меню выберите Список пробных версий и загрузите список видеофайлов для анализа.
- Добавьте видео и укажите местоположение с необходимыми настройками.
- Выберите приобретение и начать пробную версию (см. рисунок 2b,c). Экспортируйте все данные в виде файлов Excel (см. рисунок 2d).
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните все расчеты для привыкания и тестовых периодов. Оценка метрической задачи подготавливается с помощью расширенного шаблона.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Значимость сравнений между группами определяли с помощью теста Манна-Уитни. Статистическая значимость результатов рассматривалась на уровне P < 0,05, в то время как статистически высокая релевантность измерялась при P < 0,01.
Результаты не показали различий в НСС между всеми группами до вмешательства и через 28 дней после ЧМТ. Каждая группа состояла из 12 самок или 12 самцов крыс. Баллы НСС, полученные через 48 ч после ЧМТ, представлены в таблице 1. Крысы из группы ЧМТ, которые показали значительный неврологический дефицит на 28-й день после травмы, были исключены из эксперимента. Данные измеряются как счетчики и представляются как медиана ± диапазоне.
Контрольная группа не показала никакого неврологического дефицита через 48 ч после первого дня исследования (НСС-0). Неврологический дефицит через 48 ч после ЧМТ был значительно больше у самцов крыс с ЧМТ, чем у самцов крыс с фиктивной операцией (5,5(4-7) против 0(0-0), U = 0, p < 0,01, r = -0,89), а у самок крыс с ЧМТ, чем у самок крыс с фиктивной операцией (4,5(3,25-6) против 0(0-0), U = 0, p < 0,01, r = -0,91), по тесту Манна-Уитни(таблица 1).
Тест Манна-Уитни показал, что время исследования объекта во время метрической задачи было значительно короче для самцов крыс ЧМТ по сравнению с самцами крыс с фиктивной операцией (130% ± 44,3% против 1978% ± 59,2%), U = 0, p < 0,01, r = -0,85 (см. Рисунок 3a,b). Данные измеряются в секундах, выраженных в % от исходной точки и представленных как среднее ± SEM. Исходный уровень измеряется как время разведки в течение первых 5 минут периода привыкания. Остальные три временные точки (5-10 мин, 10-15 мин и 20-25 мин) рассчитывались в процентах от исходного уровня.
Тест Манна-Уитни показал, что время исследования объекта во время метрической задачи было значительно короче для самок крыс с ЧМТ по сравнению с самками крыс с фиктивной эксплуатацией (89% ± 43,5% против 2160% ± 43,6%), U = 0, p < 0,01, r = -0,85 (см. Рисунок 4a,b). Данные измеряются в секундах, выраженных в % от исходной точки и представленных как среднее ± SEM. Исходный уровень измеряется как время разведки в течение периода привыкания.
Не было обнаружено существенной разницы между мужской и женской группами.
Рисунок 1:Схема протокола с временными шкалами. На этом рисунке показана временная шкала протокола. Группы крыс в разное время включали фиктивную контрольную группу и группу ЧМТ и оценивались по баллу НСС через -1 ч, 48 ч и 28 дней после травмы. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2:Репрезентативный анализ данных. Снимки экрана программного обеспечения для отслеживания видео для(A)настроек управления пробной версией(B)список пробных версий и(C)получения, а также примеры данных, экспортированных в Excel(D). Подробности см. в тексте и видео. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3:Метрическая задача для самцов крыс. Время исследования объекта во время выполнения метрической задачи было значительно короче для самцов крыс ЧМТ по сравнению с самцами крыс с фиктивным управлением (см. Рисунок 3a,b,который иллюстрирует данные по различным масштабам оси Y). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 4:Метрическая задача для самок крыс. Время исследования объекта во время метрической задачи было значительно короче для самок крыс ЧМТ по сравнению с самками крыс с фиктивным управлением (см. Рисунок 4a,b, который иллюстрирует данные по различным масштабам оси Y). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
| Значения НСС исследуемых комиссий через 48 ч после ЧМТ | Медиана (диапазон) | |||||
| Группа животных | N | Базис | 48ч | 1вт | 2Вт | 4Вт |
| Фиктивные самки/самцы крыс | 12 | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) |
| ЧМТ самцов крыс | 12 | 0(0-0) | 5.5(4-7)* | 2(1-6)* | 1.5(0-2)* | 0(0-2) |
| Самки крыс ЧМТ | 12 | 0(0-0) | 4.5(3.25-6)* | 1.5(0.25-2.8)* | 1(0-2)* | 0(0-0.8) |
Таблица 1: Определение неврологической деятельности. Неврологический дефицит через 48 ч после ЧМТ был значительно больше для самцов крыс ЧМТ, чем для самцов крыс с фиктивной прооперцией и самок крыс ЧМТ, чем для самок крыс с фиктивным управлением.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Специально ориентируясь на процесс метрической пространственной информации, этот метрический тест предоставляет необходимый инструмент для понимания дефицита памяти после ЧМТ. Протокол, представленный в данной работе, является модификацией ранее описанных поведенческих задач11. Одна ранее описанная метрическая задача использовала две разные парадигмы, каждая из которых состояла из трех сеансов привыкания и одного сеанса тестирования. Первая парадигма состояла в перемещении знакомых объектов ближе друг к другу после привыкания, а вторая парадигма перемещала объекты дальше11.
По сравнению с лабиринтом Барнса, который выполняется в течение пяти13 или четырнадцати14 дней, представленная здесь метрическая задача выполняется в течение 2 дней, первый день для привыкания и второй день для задачи9. Задача в этом протоколе менее стрессовая, чем сопоставимые поведенческие задачи, такие как водный лабиринт Морриса, из-за стресса, вызванного плаванием в лабиринте, и большей продолжительности задачи15,16,17. Лабиринтные тесты на пространственную память требуют значительного периода обучения; даже простой Т-лабиринт требует не менее 5 дней обучения18. Для более сложных радиальных лабиринтов рекомендуется 15-20 дней ежедневного тестирования19.
Этот протокол содержит несколько важных шагов. Одним из важнейших компонентов является необходимость обработки арены спиртным раствором, а также предметов на ней. Также необходимо, чтобы поверхность арены была сухой и чистой, так как запах алкоголя и запахи, оставшиеся от предыдущих животных, могут изменить поведение исследуемого животного. Кроме того, жизненно важна постоянная адекватная вентиляция поведенческого помещения. Поскольку шум является одним из стрессовых факторов, которые могут изменить поведение животных, мы рекомендуем правильную звукоизоляцию. Дополнительно высота платформы 80 см и относительное расстояние платформы от других объектов необходимы для того, чтобы крыса не прыгала и не забирались на другой объект. Кроме того, сохранение согласованных настроек при обработке записанных видеофайлов во время настройки поможет избежать неправильной интерпретации данных.
Неврологический дефицит, который развивается в результате ЧМТ, необходимо учитывать при оценке памяти. Неврологический дефицит после травмы головы является способствующим фактором, который является частью этого заболевания. Оценка неврологического дефицита очень важна в модели черепно-мозговой травмы грызунов и является высокочувствительным и часто используемым исходом26. Тем не менее, тяжелый неврологический дефицит может повлиять на поведенческие тесты, особенно на тесты, которые измеряют оценку памяти27. Сопоставимая задача водного лабиринта Морриса также оценивает ухудшение памяти28. Низкий балл по тесту Морриса у ЧМТ или поглаженных крыс сильно коррелирует с неврологическим дефицитом и, по сути, отражает не память или когнитивные нарушения, а скорее неврологическую работоспособность и способность противостоять стрессу.
Чтобы свести к минимуму влияние неврологического дефицита, связанного с ЧМТ, на показатели памяти мы использовали следующие подходы: 1) мы использовали модели ЧМТ легкой и средней степени тяжести, которые спонтанно восстанавливают неврологические показатели через 1 месяц. 2) Крысы, у которые показали неврологический дефицит через 28 дней после ЧМТ, были исключены из поведенческих экспериментов, основываясь на наших наблюдениях, что все крысы с легкой травмой выздоравливают. В группах из 10-20 крыс, пораженных тяжелой ЧМТ, одна крыса в среднем имеет значительный неврологический дефицит, который может повлиять на подвижность. 3) Для оценки памяти после травмы мы не использовали тесты, связанные с движением, на результаты которых может влиять неврологический дефицит (как в водном лабиринте Морриса). В то время как тест Барнса и связанные с ним тесты полезны для оценки памяти в моделях ЧМТ и инсульта, метрический тест лучше подходит для оценки SWM. Таким образом, метрический тест является тестом выбора для оценки SWM крыс после ЧМТ.
Ограничением этого протокола является использование только метрического теста, а не топологического теста. Мы предполагаем будущие исследования, которые также включают топологические тесты для измерения других аспектов SWM. Удивительно, но согласно нашим результатам, статистически значимой разницы между самцами и самками крыс обнаружено не было. Большое количество исследований показывают половые различия после ЧМТ29,многие основаны на разнице в концентрациях репродуктивных гормонов. Эстроген и прогестерон играют роль нейропротекции после ЧМТ, которые, как показано, снижают внутричерепное давление и улучшают неврологическую функцию соответственно30. Согласно мета-анализу исследования, мужчины чаще страдают от ЧМТ, но у женщин худшие прогнозы31. Когнитивные нарушения, наиболее распространенное осложнение после ЧМТ, имеют тенденцию к гендерным различиям, причем женщины демонстрируют большее улучшение в задачах пространственного позиционирования, а мужчины лучше выполняют вербальные задачи32,33,34. Наши результаты, однако, указывают на возможность неопределенности в отношении различий в пространственной памяти, связанных с полом.
Среди различных типов моделей ЧМТ модель жидкостной перкуссионной ЧМТ хорошо документирована и описана, легко воспроизводится и имеет меньшую изменчивость, чем другие модели35,36. Однако важно отметить, что метрический тест имеет широкую полезность и может эффективно использоваться с другими моделями ЧМТ. Метрический тест, описанный в этомпротоколе,также позволяет проводить дальнейшие исследования ухудшения памяти в сопоставимых моделях неврологических повреждений, таких как модели диффузной аксональной черепно-мозговой травмы24,37 и инсульта38. Этот протокол также может быть полезен для изучения эффективности различных методов лечения в восстановлении SWM после ЧМТ.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторам нечего раскрывать.
Acknowledgments
Мы благодарим профессора Елену Севериновскую; Марина Кущерьява M.Sc; Максим Кривоносов M.Sc; Дарина Якуменко M.Sc; Евгения Гончарык M.Sc; и Ольга Шаповал, кандидат физиологических наук кафедры биологии, экологии и медицины Днепровского университета имени Олеся Гончара, Днепр, Украина, за их поддерживающий и полезный вклад. Данные были получены в рамках кандидатской диссертации Дмитрия Франка.
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. Minor head injury. Current Opinion in Neurology. 10 (6), 479-483 (1997).
- 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. T-maze alternation in the rodent. Nature Protocols. 1 (1), 7 (2006).
- 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).
