Summary
Traumatisk hjärnskada (TBI) är ofta förknippad med minnesförsämring. Här presenterar vi ett protokoll för att bedöma rumsligt arbetsminne efter TBI via en metrisk uppgift. Ett metriskt test är ett användbart verktyg för att studera försämring av rumsligt arbetsminne efter TBI.
Abstract
Försämringar av sensoriska, kortsiktiga och långsiktiga minne är vanliga biverkningar efter traumatisk hjärnskada (TBI). På grund av de etiska begränsningarna i mänskliga studier ger djurmodeller lämpliga alternativ till testbehandlingsmetoder och för att studera mekanismerna och relaterade komplikationer av tillståndet. Experimentella gnagare modeller har historiskt varit de mest använda på grund av deras tillgänglighet, låg kostnad, reproducerbarhet och validerade metoder. Ett metriskt test, som testar förmågan att återkalla placeringen av två objekt på olika avstånd och vinklar från varandra, är en teknik för att studera försämringar i rumsligt arbetsminne (SWM) efter TBI. De betydande fördelarna med metriska uppgifter inkluderar möjligheten till dynamisk observation, låg kostnad, reproducerbarhet, relativ enkel implementering och låg stressmiljö. Här presenterar vi ett metriskt testprotokoll för att mäta försämring av SWM hos vuxna råttor efter TBI. Detta test ger ett genomförbart sätt att utvärdera fysiologi och patofysiologi av hjärnans funktion mer effektivt.
Introduction
Prevalensen av neurologiska underskott som uppmärksamhet, verkställande funktion och vissa minnesunderskott efter måttlig traumatisk hjärnskada (TBI) är mer än 50 procent1,2,3,4,5,6,7,8. TBI kan leda till allvarliga försämringar i rumsligt kortvarig, långsiktig och arbetsminne9. Dessa minnesförsämringar har observerats i gnagare modeller av TBI. Gnagare modeller har gjort det möjligt att utveckla tekniker för att testa minnet, vilket möjliggör djupare undersökningar av effekten av TBI på minnesbehandling i neurala minnessystem.
Två tester, relaterade till topologisk respektive metrisk rumslig informationsbehandling, hjälper till att mäta rumsligt arbetsminne (SWM). Det totografiska testet beror på hur stort miljöutrymmet eller relaterade anslutningsutrymmen eller kapslingar är runt ett objekt, medan måtttestet bedömer förändringar i vinklar eller avstånd mellan objekt10,11. Goodrich-Hunsaker et al. anpassade först det mänskliga topologiska testet för råttor10 och tillämpade den metriska uppgiften att skilja rollerna för parietal cortex (PC) och dorsala hippocampus i rumslig informationsbehandling11. På samma sätt utvärderade Gurkoff och kollegor metriska, topologiska och tidsmässiga beställningsminnesuppgifter efter laterala vätskepercussion skada9. Det finns ett samband mellan skador på vissa regioner i hjärnan och försämring av metriskt eller topologiskt minne. det har föreslagits att metrisk minnesförsämring är relaterad till skador i bilaterala dorsala dentate gyrus och cornu ammonis (CA) sub-region CA3 i hippocampus, och att topologiska minne nedskrivningar är relaterade till bilaterala parietal cortex organskador10,12.
Syftet med detta protokoll är att bedöma rumsliga minnesunderskott i en råtta population via en metrisk uppgift. Denna metod är ett lämpligt alternativ för att undersöka mekanismer för SWM efter hjärnskada, och dess fördelar inkluderar den relativa enkelheten i genomförandet, hög känslighet, låg kostnad för reproducerbarhet, möjligheten till dynamisk observation och en låg stressmiljö. Jämfört med andra beteendeuppgifter som Barnes labyrint13,14,Morris vattennavigeringuppgift 15,16,17, eller rumsliga labyrint uppgifter18,19, detta metriska test är mindre komplicerat. På grund av dess enkla implementering kräver det metriska testet en kortare och mindre stressig träningsperiod och äger rum under endast 2dagar 9: 1 dag för tillvänjning och 1 dag för uppgiften. Dessutom är vårt föreslagna test lättare att utföra än andra lågspänningstester, såsom den nya objektigenkänningsuppgiften (NOR) och kräver inte den extra dagen för tillvänjning20.
Detta dokument ger en enkel modell för utvärdering av SWM efter hjärnskada. Denna bedömning av swm efter TBI kan bidra till en mer omfattande undersökning av dess patofysiologi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Försöken utfördes i rekommendationerna i Helsingfors och Tokyos förklaringar och i Riktlinjerna för användning av försöksdjur från Europeiska gemenskapen. Experimenten godkändes av Djurvårdskommittén vid Ben-Gurion University of the Negev. En protokolltidslinje illustreras i figur 1.
1. Kirurgiska ingrepp och vätskepercussion TBI
- Välj manliga och kvinnliga vuxna Sprague-Dawley råttor, inrymda vid en rumstemperatur på 22 ± 1 °C och fuktighet på 40%-60%, med 12-12 h ljus-mörka cykler.
- Ge mat som chow och vatten ad libitum. Utför experiment mellan morgontimmarna, dvs. 06:00.m och 12:00.m.
- Utföra en neurologisk baslinjebedömning för både kontroll- och TBI-grupperna innan experimentet inleds (se avsnitt 2 nedan).
- Söv råttorna med inhalerad 4% isofluran för induktion och 1,5% för underhåll av anestesi. Se till att råttan är immobiliserad genom att testa pedalreflex eller rörelse som svar på en irriterande.
OBS: Använd ett kontinuerligt isofluranadministrationssystem för anestesi. Utför alla procedurer under aseptiska förhållanden. - Utför parasagittal vätskepercussion skada som tidigarebeskrivits 21,22.
- Subkutant injicera 0,2 ml 0,5% bupivakain längs prospektivt snittställe, före snitt. ransfer råtta till återhämtningsrummet och fortsätta övervaka neurologiska (t.ex. förlamning), andningsorganen (t.ex. andningsstillestånd) och kardiovaskulärt tillstånd (t.ex. minskningar av mjukvävnadsperfusion, förändringar i elevernas färg och bradykardi) i 24 timmar. Före uppkomsten av anestesi, administrera 0, 0, 01 - 0, 05 mg/kg intramuskulär buprenorfin som postoperativ analgesi. Upprepa doser var 6- 12 h i minst 48 timmar.
2. Utvärdering av neurologiska allvarlighetsgrad (NSS)
OBS: Bedömning av neurologiska underskott utfördes och graderades med hjälp av en NSS, som tidigarebeskrivits 23,24. Den maximala poängen för förändring i motorisk funktion och beteende är 24 poäng. En poäng på 0 indikerar en intakt neurologisk status och 24 indikerar allvarliga neurologiska dysfunktion, som tidigarebeskrivits 24.
- Testa råttans oförmåga att lämna en cirkel (50 cm i diameter) när den placeras i mitten. Utför den här uppgiften tre gånger, där varje session varar i 30 min, 60 minuter och mer än 60 minuter vardera.
OBS: Om du plockar upp råttor i svansen, håll svansens botten. - Testa råttan för förlust av högerreflex.
- Placera djuret på ryggen i forskarens handflata. Ge en poäng på 1 om djuret kan rätta sig25 (stående på alla fyra tassarna).
- Testa råttan för hemiplegi, råttans oförmåga att motstå tvångspositionering.
- Lyft råttan i svansen för att testa den reflexiva böjningen av bakbenet.
- Lägg råttan på golvet för att testa dess förmåga att gå rakt.
- Utför testning för tre reflexiva beteenden: pinna reflex, hornhinnans reflex och den skrämda reflexen.
- För pinna reflex, utför lätt taktil stimulering för att testa örats upprullning som tidigare beskrivits25.
- För att testa hornhinnans reflex, övervaka blinksvaret när du applicerar en mjuk pinne lätt på ögat och mät på en skala 0 (inget svar) för att blinka med tre ögon (3), som tidigarebeskrivits 25.
- För den skrämda reflexen, dra en penna över toppen av trådburen och spela in svar med en skala från 0 (inget svar) till 3 (1 cm hopp eller mer), som tidigarebeskrivits 25.
- Betygsätta råttan baserat på förlust av att söka beteende och prostration (inte flytta sina morrhår, sniffa eller springa efter att ha överförts till en ny miljö)24.
- Testa lemreflexer för placeringen på vänster och höger framben, och sedan vänster och höger bakben.
- Analysera funktionaliteten via strålbalanseringsuppgiften med en balk som är 1,5 cm bred. Utför testet för sessioner som varar i 20 sekunder, 40 sekunder och mer än 60 sekunder.
- Kör balkens gångtest med tre olika balkar: 8,5 cm breda, 5 cm breda och 2,5 cm breda.
3. Förbereda för den metriska uppgiften
- Utrustning
- Placera en svart cirkulär plattform 200 cm i diameter och 1 cm tjock på ett bord. Bordets höjd ska vara 80 cm över golvet.
- Upprätta två olika objekt i mitten av den cirkulära plattformen 68 cm från varandra.
OBS: I detta experiment användes två glasflaskor för föremål, en rund flaska med en höjd av 13,5 cm och en annan faseljerad flaska med en höjd av 20 cm. Fyll flaskor med vatten för att säkerställa stabilitet. - Förbered en kamera och installera den datorprogramvara som krävs för att samla in, spara och bearbeta data. Montera kameran i en höjd av 290 cm från golvet.
OBS: Avståndet mellan plattformen och kameran beror på kamerans specifikationer. Kameraramen ska täcka hela området på arenan där testet utförs. Avståndet för vårt experiment mellan plattformen och kameran var 210 cm.
- Tillvänjning
- Dagen före uppgiften, vana råttan till den nya miljön i 10 minuter genom att placera på arenan utan videoinspelning.
Obs: Utför inte de neurologiska uppgifterna och den metriska uppgiften samma dag.
OBS: Utför metriska tester i ett rödljusområde.
- Dagen före uppgiften, vana råttan till den nya miljön i 10 minuter genom att placera på arenan utan videoinspelning.
4. Utföra den metriska uppgiften
OBS: Utför den metriska uppgiften består av två perioder: 1) habituation (15 min) och 2) test (5 min) period.
- Habituation period
- Upprätta två olika objekt i mitten av den cirkulära plattformen 68 cm från varandra.
- Placera råttan i slutet av plattformen som är lika långt från objekten under en 15-minuters period och spela in videon.
- Ta bort råttan från plattformen och placera i en individuell bur i 5 minuter.
- Rengör plattformen med 5%-10% alkohol.
OBS: Upp till 70% alkohol kan användas för att rengöra plattformen i välventilerade utrymmen.
- Provningsperiod
- Minska avståndet mellan objekten till 34 cm.
- Placera råttan på plattformen i 5 minuter och spela in råttans prospekteringsaktivitet på video.
- Rengör plattformen med 5%-10% alkohol.
5. Dataanalys
OBS: Dataanalys utförs av videospårningsprogram som är särskilt utformade för djurbeteendestudier som automatiskt registrerar djuraktivitet och rörelse (se Materialförteckning ). Den här programvaran automatiserar en rad beteendevariabler, inklusive rörlighet, aktivitet och utforskande beteende.
- Innan du analyserar videofilerna sätter du in maskinvarunyckeln för programvaran. Starta videospårningsprogrammet och öppna förinställningsmallen.
- I avsnittet Inställningar kontrollerar du inställningarna på följande sätt: Arena, Provkontrolloch Identifieringsinställningar (se bild 2a) .
Obs: För det här experimentet definieras parametrar för prospekteringsområdet som 6 cm runt föremålet av intresse. Den tid råttan gick in i detta område mättes. - När du har verifierat inställningarna duplicerar du och byter namn på dem.
- På programmets allmänna skärm tar du tag i bakgrund genom att högerklicka på musen.
- Välj en videofil för bakgrundsbilden. Välj videofilens plats på Bläddringsmenyn.
- Fånga bilden och markera de undersökta områdena och zonerna och kalibrera bilden för analys. Utför samma steg för utvärderingskontroll och identifiering av inställningar.
- På den allmänna menyn väljer du Utvärderingslista och laddar ned listan över videofiler för analys.
- Lägg till videorna och ange platsen med de inställningar som krävs.
- Välj förvärvs- och startversion (se figur 2b,c). Exportera alla data som Excel-filer (se figur 2d).
OBS: Utför alla beräkningar för tillvänjnings- och testperioderna. Måttuppgiftsutvärdering förbereds med en avancerad mall.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Betydelsen av jämförelser mellan grupper bestämdes med mann-Whitney-testet. Statistisk signifikans av resultaten beaktades vid P < 0,05, medan statistiskt hög relevans mättes till P < 0,01.
Resultaten visade inga skillnader i NSS mellan alla grupper före intervention och 28 dagar efter TBI. Varje grupp bestod av 12 hondjur eller 12 hanråttor. NSS-poängen erhölls 48 timmar efter att TBI presenterats i tabell 1. Råttor från TBI-gruppen som uppvisade betydande neurologiska underskott dag 28 efter skada uteslöts från experimentet. Data mäts som antal och presenteras som median för ± intervall.
Den skenstyrda kontrollgruppen visade inget neurologiskt underskott vid 48 h efter studiens första dag (NSS-0). Neurologiskt underskott vid 48 h efter TBI var betydligt större för de manliga TBI råttorna än för manliga sham-operated råttor (5,5(4-7) vs. 0(0-0), U = 0, p < 0,01, r = -0,89) och för de kvinnliga TBI-råttorna än för de kvinnliga skenstyrda råttorna (4,5(3,25-6) jämfört med 0(0-0), U = 0, s. < 0,01, r = -0,91), enligt Mann-Whitney-testet (tabell 1).
Ett Mann-Whitney-test indikerade att objektutforskningstiden under den metriska uppgiften var betydligt kortare för de manliga TBI-råttorna jämfört med manliga sham-operated råttor (130% ± 44,3% jämfört med 1978% ± 59,2%), U = 0, p < 0,01, r = -0,85 (se figur 3a, b). Uppgifterna mäts som sekunder uttryckta i % av baslinjen och presenteras som medelvärde ± SEM. Baslinjen mäts som prospekteringstidpunkten under de första 5 minen av tillvänjningsperioden. De återstående tre tidpunkterna (5-10 min, 10-15 min och 20-25 min) beräknades som en procentandel av baslinjen.
Ett Mann-Whitney-test visade att objektutforskningstiden under den metriska uppgiften var betydligt kortare för de kvinnliga TBI-råttorna jämfört med kvinnliga sham-operated råttor (89% ± 43,5% jämfört med 2160% ± 43,6%), U = 0, p < 0,01, r = -0,85 (se figur 4a, b). Uppgifterna mäts som sekunder uttryckta i % av baslinjen och presenteras som medelvärde ± SEM. Baslinjen mäts som prospekteringstidpunkten under tillvänjningsperioden.
Det fanns ingen signifikant skillnad mellan manliga och kvinnliga grupper.
Figur 1: Protokollschema med tidslinjer. Den här siffran visar protokollets tidslinje. Grupper av råttor vid olika tidpunkter inkluderade en sham-operated kontrollgrupp och TBI-grupp och bedömdes av NSS poäng vid -1 h, 48 h och 28 dagar efter skada. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 2: Representativ dataanalys. Skärmdumpar av videospårningsprogrammet för ( A )Testkontrollinställningar(B)Utvärderingslista och (C) Förvärv och exempeldata som exporteras till Excel (D). Mer information finns i text och video. Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 3: Metrisk uppgift för hanråttor. Objektutforskningstiden under den metriska uppgiften var betydligt kortare för de manliga TBI-råttorna jämfört med de manliga sham-operated råttorna (se figur 3a, b, som illustrerar data på olika y-axelskalor). Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
Figur 4: Metrisk uppgift för honråttor. Objektutforskningstiden under den metriska uppgiften var betydligt kortare för kvinnliga TBI-råttor jämfört med kvinnliga sham-operated råttor (se figur 4a,b, som illustrerar data på olika y-axelskalor). Klicka här om du vill visa en större version av den här figuren.
| NSS-värden för studiegrupperna vid 48 timmar efter TBI | Median (intervall) | |||||
| Djurgrupp | N | Baslinje | 48h (på 48 timmar) | 1w (på 1 w) | 2w (på 2w) | 4w (på 4w) |
| Sham-operated kvinnliga /manliga råttor | 12 | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) |
| TBI hanråttor | 12 | 0(0-0) | 5.5(4-7)* | 2(1-6)* | 1.5(0-2)* | 0(0-2) |
| TBI honråttor | 12 | 0(0-0) | 4.5(3.25-6)* | 1.5(0.25-2.8)* | 1(0-2)* | 0(0-0.8) |
Tabell 1: Bestämning av neurologisk prestanda. Neurologiska underskott vid 48 h efter TBI var betydligt större för de manliga TBI råttorna än för manliga sham-operated råttor och kvinnliga TBI råttor än för kvinnliga sham-operated råttor.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Genom att specifikt rikta in sig på den metriska rumsliga informationsprocessen ger detta mått test ett nödvändigt verktyg för att förstå minnesbrist efter TBI. Protokollet som presenteras i det här dokumentet är en ändring av tidigare beskrivna beteendeuppgifter11. En tidigare beskriven mått uppgift använde två olika paradigm, var och en bestående av tre tillvänjnings sessioner och en test session. Det första paradigmet bestod av att flytta de bekanta objekten närmare varandra efter tillvänjning och det andra paradigmet flyttade objekten längre bort11.
Jämfört med Barnes labyrint, som utförs under fem13 ellerfjorton 14 dagar, utförs den metriska uppgiften som presenteras här inom 2 dagar, den första dagen för tillvänjning och den andra dagen för uppgiften9. Uppgiften i detta protokoll är mindre stressande än jämförbara beteendeuppgifter som Morris vattenlabyrint, på grund av stressen som induceras genom att simma i labyrinten och den längre varaktigheten avuppgiften 15,16,17. Labyrinttester för rumsligt minne kräver en betydande inlärningsperiod; även en enkel T labyrint kräver minst 5 dagars träning18. För mer komplexa radiella labyrinter rekommenderas 15-20 dagars daglig testning19.
Det här protokollet innehåller flera kritiska steg. En viktig komponent är behovet av att behandla arenan med en alkohollösning samt föremålen på den. Det är också nödvändigt att arenans yta är torr och ren, eftersom lukten av alkohol och dofter som lämnats kvar från tidigare djur kan förändra beteendet hos det djur som studeras. Dessutom är ständigt tillräcklig ventilation av beteenderummet avgörande. Eftersom buller är en av de stressfaktorer som kan förändra djurens beteende rekommenderar vi korrekt ljudisolering. Dessutom är plattformshöjden på 80 cm och plattformens relativa avstånd från andra föremål nödvändigt för att råttan inte ska hoppa eller klättra på ett annat objekt. Om du behåller konsekventa inställningar för bearbetning av inspelade videofiler under konfigurationen undviks dessutom felaktig tolkning av data.
Det neurologiska underskott som utvecklas till följd av TBI måste beaktas vid minnesbedömningen. Neurologiska underskott efter huvudtrauma är en bidragande faktor som är en del av denna sjukdom. Bedömning av neurologiska underskott är mycket viktigt i gnagare modell av hjärnskada och är ett mycket känsligt och ofta använt resultat26. Allvarliga neurologiska underskott kan dock ha en effekt på beteendetester, särskilt på tester som mäter minnesbedömning27. Den jämförbara Morris vattenlabyrintuppgiften bedömer också minnesförsämring28. En låg poäng på Morris-testet i TBI eller stroke råttor är mycket korrelerad med neurologiska underskott och återspeglar faktiskt inte minne eller kognitiv försämring, utan snarare neurologisk prestanda och förmågan att motstå stress.
För att minimera effekten av TBI-relaterade neurologiska underskott på minnespoäng, använde vi följande tillvägagångssätt: 1) vi använde modeller av TBI av mild till måttlig svårighetsgrad, som spontant återhämtar neurologiska prestanda efter 1 månad. 2) Råttor som visade neurologiskt underskott 28 dagar efter TBI uteslöts från beteendemässiga experiment, baserat på våra observationer att alla råttor med mild skada återhämtar sig. I grupper om 10-20 råttor som drabbats av svår TBI har en råtta i genomsnitt ett betydande neurologiskt underskott som kan påverka rörligheten. 3) För att bedöma minnet efter traumat använde vi inte tester relaterade till rörelse, vars resultat kan påverkas av neurologisk brist (som i Morris vattenlabyrint). Medan Barnes-testet och relaterade tester är användbara för att bedöma minnet i modeller av TBI och stroke, är det metriska testet bättre lämpat för att bedöma SWM. Det metriska testet är således det test som är val för bedömning av svin av råttor efter TBI.
En begränsning av detta protokoll är användningen av ett mått test ensamt snarare än ett topologiskt test. Vi föreställer oss framtida studier som också innehåller topologiska tester för att mäta andra aspekter av SWM. Förvånansvärt, enligt våra resultat, hittades ingen statistiskt signifikant skillnad mellan han- och honråttor. Ett stort antal studier visar könsskillnader efter TBI29, många baserat på skillnaden i koncentrationer av reproduktiva hormoner. Östrogen och progesteron spelar en neuroprotection roll efter TBI, som visas minska intrakraniell tryck och förbättra neurologiskafunktionspoäng respektive 30. Enligt en meta-analys studie lider män oftare av TBI, men kvinnor har sämre prognoser31. Kognitiva funktionsnedsättningar, den vanligaste komplikationen efter TBI, trend mot könsskillnader, med kvinnor som visar större förbättring av rumsliga positioneringsuppgifter och män som presterar bättre påverbala uppgifter 32,33,34. Våra resultat visar dock på risken för osäkerhet om könsrelaterade rumsliga minnesskillnader.
Bland de olika typerna av TBI-modeller är modellen av vätskepercussion inducerad TBI väl dokumenterad och beskriven, är lätt reproducerbar och har lägre variabilitet än andra modeller35,36. Det är dock viktigt att notera att metriska testet har brett användbart verktyg och kan användas effektivt med andra TBI-modeller. Det metriska testet som beskrivs i detta protokoll möjliggör också ytterligare forskning om minnesförsämring i jämförbara modeller av neurologiska skador, såsom modeller av diffus axonal hjärnskada24,37 och stroke38. Detta protokoll kan också vara användbart för att studera effekten av olika behandlingsmetoder för att återställa SWM efter TBI.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Vi tackar professor Olena Severynovska; Maryna Kuscheriava M.Sc; Maksym Kryvonosov M.Sc; Daryna Yakumenko M.Sc; Evgenia Goncharyk M.Sc; och Olha Shapoval, doktorand vid institutionen för fysiologi, fakulteten för biologi, ekologi och medicin, Oles Honchar Dnipro University, Dnipro, Ukraina för deras stödjande och användbara bidrag. Uppgifterna erhölls som en del av Dmitry Franks doktorsavhandling.
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).
