Summary
Traumatisk hjerneskade (TBI) er almindeligt forbundet med hukommelsesnedsættelse. Her præsenterer vi en protokol til vurdering af rumlig arbejdshukommelse efter TBI via en metriske opgave. En metriske test er et nyttigt værktøj til at studere rumlig arbejdshukommelse værdiforringelse efter TBI.
Abstract
Svækkelser til sensorisk, kortsigtet og langvarig hukommelse er almindelige bivirkninger efter traumatisk hjerneskade (TBI). På grund af de etiske begrænsninger af humane undersøgelser giver dyremodeller egnede alternativer til testbehandlingsmetoder og til at studere mekanismerne og relaterede komplikationer af tilstanden. Eksperimentelle gnavermodeller har historisk set været de mest anvendte på grund af deres tilgængelighed, lave omkostninger, reproducerbarhed og validerede tilgange. En metriske test, som tester evnen til at huske placeringen af to objekter på forskellige afstande og vinkler fra hinanden, er en teknik til at studere svækkelse i rumlig arbejdshukommelse (SWM) efter TBI. De betydelige fordele ved metriske opgaver omfatter muligheden for dynamisk observation, lave omkostninger, reproducerbarhed, relativ brugervenlighed og miljø med lav stress. Her præsenterer vi en metriske testprotokol til måling af værdiforringelse af SWM hos voksne rotter efter TBI. Denne test giver en mulig måde at evaluere fysiologi og patofysiologi af hjernens funktion mere effektivt.
Introduction
Forekomsten af neurologiske underskud som opmærksomhed, udøvende funktion og visse hukommelsesunderskud efter moderat traumatisk hjerneskade (TBI) er mere end 50 procent1,2,3,4,5,6,7,8. TBI kan føre til alvorlige funktionsnedsættelser i rumlige kortsigtet, langsigtet, og arbejdshukommelse9. Disse hukommelsesnedsættelser er blevet observeret i gnavermodeller af TBI. Gnavermodeller har gjort det muligt at udvikle teknikker til at teste hukommelsen, hvilket giver mulighed for dybere undersøgelser af virkningen af TBI på hukommelsesbehandling i neurale hukommelsessystemer.
To tests, der er relateret til henholdsvis topologisk og metrisk fysisk informationsbehandling, hjælper med måling af rumlig arbejdshukommelse (SWM). Den topologiske test afhænger af ændring af størrelsen af miljøområdet eller relaterede rum af forbindelse eller kabinet omkring et objekt, mens den metriske test vurderer ændringer i vinkler eller afstand mellem objekter10,11. Goodrich-Hunsaker et al. tilpassede først den menneskelige topologiske test for rotter10 og anvendte den metriske opgave at adskille rollerne for parietal cortex (PC) og dorsal hippocampus i rumlig informationsbehandling11. Tilsvarende gurkoff og kolleger evalueret metriske, topologiske og tidsmæssige bestilling hukommelse opgaver efter lateral væske slagtøj skade9. Der er en sammenhæng mellem skader på visse områder af hjernen og svækkelse af metriske eller topologiske hukommelse. Det er blevet foreslået, at metriske hukommelsesnedsættelser er relateret til læsioner i bilateral dorsal dentat gyrus og cornu ammonis (CA) sub-region CA3 af hippocampus, og at topologisk hukommelse svækkelse er relateret til bilaterale parietale cortex læsioner10,12.
Formålet med denne protokol er at vurdere det rumlige hukommelsesunderskud i en rottepopulation via en metriske opgave. Denne metode er et velegnet alternativ til at undersøge mekanismer af SWM efter hjerneskade, og dens fordele omfatter den relative lethed af gennemførelsen, høj følsomhed, lave omkostninger ved reproducerbarhed, muligheden for dynamisk observation og et lavt stressmiljø. Sammenlignet med andre adfærdsmæssige opgaver som Barnes labyrint13,14, Morris vand navigation opgave15,16,17,eller rumlige labyrint opgaver18,19, denne metriske test er mindre kompliceret. På grund af dens lette implementering kræver den metriske test en kortere og mindre stressende træningsperiode og finder sted over kun 2 dage9:1 dag til beboelse og 1 dag til opgaven. Desuden er vores foreslåede test lettere at udføre end andre lav stresstest, såsom den nye objektgenkendelse (NOR) opgave, og kræver ikke den ekstra dag med habituation20.
Dette papir giver en enkel model til evaluering af SWM efter hjerneskade. Denne vurdering af swm efter TBI kan bidrage til en mere omfattende undersøgelse af dens patofysiologi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Forsøgene blev udført i kølvandet på anbefalingerne fra Helsinkis og Tokyos erklæringer og retningslinjerne for anvendelse af forsøgsdyr i Det Europæiske Fællesskab. Forsøgene blev godkendt af Animal Care Committee of Ben-Gurion University of the Negev. En protokol tidslinje er illustreret i figur 1.
1. Kirurgiske procedurer og flydende slagtøj TBI
- Vælg voksne forstugue-dawley-rotter til mænd og kvinder, der har til huse ved en stuetemperatur på 22 ± 1 °C, og fugtighed på 40%-60%, med 12-12 timers lyse mørke cyklusser.
- Giv mad som chow og vand ad libitum. Udføre eksperimenter mellem morgentimerne, dvs. 6:00.m. og 12:00 .m.
- Udfør en neurologisk basisvurdering for både kontrol- og TBI-grupperne forud for forsøgets start (se afsnit 2 nedenfor).
- Bedøve rotterne med inhaleret 4% isoflurane til induktion og 1,5% til vedligeholdelse af anæstesi. Sørg for, at rotten er immobiliseret ved at teste pedalrefleks eller bevægelse som reaktion på et irriterende middel.
BEMÆRK: Brug et kontinuerligt isofluran administrationssystem til anæstesi. Udfør alle procedurer under aseptiske forhold. - Udfør parasagittal væske-percussion skade som tidligere beskrevet21,22.
- Subkutant injicere 0,2 mL af 0,5% bupivacain langs den potentielle snit site, før snit. ransfer rotten til opvågningsstuen og fortsætte med at overvåge den neurologiske (f.eks lammelse), respiratoriske (f.eks respiratoriske anholdelse) og hjerte-kar-tilstand (f.eks fald i blødt væv perfusion, ændringer i farve af elever, og bradykardi) for 24 timer. Før fremkomsten fra anæstesi, administrere 0,01 - 0,05 mg /kg intramuskulær buprenorphin som postoperativ analgesi. Gentag doser hver 6 - 12 timer i mindst 48 timer.
2. Evaluering af neurologisk sværhedsgrad Score (NSS)
BEMÆRK: Vurdering af neurologisk underskud blev udført og klassificeret ved hjælp af en NSS, som tidligere beskrevet23,24. Den maksimale score for ændring i motorisk funktion og adfærd er 24 point. En score på 0 indikerer en intakt neurologisk status og 24 indikerer alvorlig neurologisk dysfunktion, som tidligere beskrevet24.
- Test rottens manglende evne til at efterlade en cirkel (50 cm i diameter), når den placeres i midten. Udfør denne opgave tre gange, hvor hver session varer 30 min, 60 min og mere end 60 min hver.
BEMÆRK: Hvis du samler rotter op ved halen, skal du holde bunden af halen. - Test rotten for tab af retterefleks.
- Placer dyret på ryggen i håndfladen af forskerens hånd. Giv en score på 1, hvis dyret er i stand til at rette sigselv 25 (stående på alle fire poter).
- Test rotten for hemiplegi, rottens manglende evne til at modstå tvungen positionering.
- Hæv rotten ved halen for at teste den refleksive bøjning af hindlimb.
- Sæt rotten på gulvet for at teste dens evne til at gå lige.
- Udfør test for tre refleksive adfærd: pinna refleks, hornhinderefleks, og forskrækkelse refleks.
- For pinna refleks, udføre lys taktil stimulation til at teste øre tilbagetrækning som tidligere beskrevet25.
- For at teste hornhinderefleksen skal blinkresponsen overvåges, når du påfører en blød pind let på øjet og måler på en skala fra 0 (intet svar) for at blinke med det tredobbelte øje (3), som tidligere beskrevet25.
- For forskrækkelse refleks, trække en pen hen over toppen af wire bur og optage respons med en skala fra 0 (intet svar) til 3 (1 cm hoppe eller mere), som tidligere beskrevet25.
- Grad rotten baseret på tab af søger adfærd og prostration (ikke flytte deres whiskers, sniffing, eller kører efter at være blevet overført til et nyt miljø)24.
- Test lemmer reflekser for placeringen på venstre og højre forben, og derefter venstre og højre hindlimbs.
- Analyser funktionaliteten via strålebalanceringsopgaven med en stråle, der er 1,5 cm bred. Udfør testen for sessioner, der varer 20 sekunder, 40 sekunder og mere end 60 sekunder.
- Kør bjælkevandringstesten med tre forskellige bjælker: 8,5 cm bred, 5 cm bred og 2,5 cm bred.
3. Forberedelse til den metriske opgave
- Udstyr
- Placer en sort cirkulær platform 200 cm i diameter og 1 cm tyk på et bord. Bordets højde skal være 80 cm over gulvet.
- Etablere to forskellige objekter i midten af cirkulær platform 68 cm væk fra hinanden.
BEMÆRK: I dette forsøg blev der brugt to glasflasker til genstande, en rund flaske med en højde på 13,5 cm og en anden facetteret flaske med en højde på 20 cm. Fyld flasker med vand for at sikre stabilitet. - Forbered et kamera, og installer den nødvendige computersoftware til hentning, lagring og behandling af data. Installer kameraet i en højde af 290 cm fra gulvet.
BEMÆRK: Afstanden mellem platformen og kameraet afhænger af kameraets specifikationer. Kamerarammen skal dække hele det område af arenaen, hvor testen udføres. Afstanden til vores eksperiment mellem platformen og kameraet var 210 cm.
- Tilvænning
- Dagen før opgaven skal rotten vænnes til det nye miljø i 10 minutter ved at placere på arenaen uden videooptagelse.
BEMÆRK: Udfør ikke de neurologiske opgaver og den metriske opgave på samme dag.
BEMÆRK: Udfør metriske test i et rødt lysområde.
- Dagen før opgaven skal rotten vænnes til det nye miljø i 10 minutter ved at placere på arenaen uden videooptagelse.
4. Udførelse af den metriske opgave
BEMÆRK: Udførelsen af den metriske opgave består af to perioder: 1) habituation (15 min) og 2) test (5 min) periode.
- Habituation periode
- Etablere to forskellige objekter i midten af den cirkulære platform 68 cm væk fra hinanden.
- Placer rotten på enden af platformen lige langt fra objekterne i en periode på 15 minutter, og optag videoen.
- Fjern rotten fra platformen og læg den i et enkelt bur i 5 min.
- Rengør platformen med 5%-10% alkohol.
BEMÆRK: Op til 70% alkohol kan bruges til at rengøre platformen i godt ventilerede områder.
- Testperiode
- Reducer afstanden mellem objekter til 34 cm.
- Placer rotten på platformen i 5 minutter og optag rottens udforskningsaktivitet på video.
- Rengør platformen med 5%-10% alkohol.
5. Dataanalyse
BEMÆRK: Dataanalyse udføres af videosporingssoftware, der er specielt designet til dyreadfærdsundersøgelser, der automatisk registrerer dyrs aktivitet og bevægelse (se Materialetabel). Denne software automatiserer en række adfærdsvariabler, herunder mobilitet, aktivitet og udforskende adfærd.
- Før du analyserer videofilerne, skal du indsætte softwarehardwarenøglen. Start videosporingssoftwaren, og åbn forudindstillet skabelon.
- Kontroller indstillingerne på følgende måde i afsnittet Installation: Arena, Prøvekontrolog Registrering af indstillinger (se Figur 2a) .
BEMÆRK: For dette eksperiment defineres parametre for efterforskningsområdet som 6 cm omkring genstanden for interesse. Den tid, rotten kom ind i dette område, blev målt. - Når du har kontrolleret indstillingerne, skal du duplikere og omdøbe dem.
- På den generelle skærm i programmet, Grab Baggrund ved at højreklikke på musen.
- Vælg en videofil til baggrundsbilledet. Vælg placeringen af videofilen i menuen Gennemse.
- Fang billedet, og markér de undersøgte områder og zoner, og kalibrering af billedet til analyse. Udfør de samme trin for Indstillinger for prøvekontrol og registrering.
- Vælg Prøveliste i den generelle menu, og download listen over videofiler til analyse.
- Tilføj videoerne, og angiv placeringen med de nødvendige indstillinger.
- Vælg anskaffelse og Start prøveversion (se Figur 2b, c). Eksportere alle data som Excel-filer (se Figur 2d).
BEMÆRK: Udfør alle beregninger for habituation og testperioder. Metric opgavevurdering er udarbejdet med en avanceret skabelon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Betydningen af sammenligninger mellem grupper blev bestemt ved hjælp af Mann-Whitney-testen. Statistisk signifikans af resultaterne blev anset for at være på P < 0,05, mens statistisk høj relevans blev målt til P < 0,01.
Resultaterne viste ingen forskelle i NSS mellem alle grupper før intervention og 28 dage efter TBI. Hver gruppe bestod af 12 hun- eller 12 hanrotter. NSS-scorerne opnåede 48 timer efter, at TBI er præsenteret i tabel 1. Rotter fra TBI-gruppen, der viste signifikant neurologisk underskud på dag 28 efter skade, blev udelukket fra eksperimentet. Dataene måles som tæller og præsenteres som median ± rækkevidde.
Den falske kontrolgruppe viste ikke noget neurologisk underskud på 48 timer efter den første dag i undersøgelsen (NSS-0). Neurologisk underskud på 48 timer efter TBI var betydeligt større for de mandlige TBI rotter end for de mandlige sham-opererede rotter (5,5(4-7) vs. 0(0-0), U = 0, p < 0,01, r = -0,89) og for de kvindelige TBI-rotter end for de hunham-opererede rotter (4,5(3,25-6) vs. 0(0-0), U = 0, p < 0,01, r = -0,91) i henhold til Mann-Whitney-testen (tabel 1).
En Mann-Whitney-test viste, at objektefterforskningstiden under den metriske opgave var betydeligt kortere for de mandlige TBI-rotter vs. han-sham-opererede rotter (130 % ± 44,3 % vs. 1978 % ± 59,2 %), U = 0, p < 0,01, r = -0,85 (se figur 3a,b). Dataene måles som sekunder udtrykt i % af basispunktet og præsenteres som middel ± SEM. Baseline måles som tidspunktet for udforskning i de første 5 min af habituationsperioden. De resterende tre tidspoint (5-10 min, 10-15 min og 20-25 min) blev beregnet som en procentdel af basislinjen.
En Mann-Whitney-test viste, at objektefterforskningstiden under den metriske opgave var betydeligt kortere for de kvindelige TBI-rotter vs. hun-falske rotter (89 % ± 43,5 % vs. 2160 % ± 43,6 %), U = 0, p < 0,01, r = -0,85 (se figur 4a,b). Dataene måles som sekunder udtrykt i % af basispunktet og præsenteres som middel ± SEM. Baseline måles som tidspunktet for udforskning i beboelsesperioden.
Der var ingen signifikant forskel mellem mandlige og kvindelige grupper.
Figur 1: Protokolskematisk med tidslinjer. Denne figur viser protokol tidslinje. Grupper af rotter på forskellige tidspunkter omfattede en falsk-opereret kontrolgruppe og TBI-gruppe og blev vurderet af NSS score på -1 h, 48 timer og 28 dage efter skade. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Repræsentativ dataanalyse. Skærmbilleder af videosporingssoftwaren til (A) Indstillinger for prøvekontrol (B) Prøveliste og (C) Anskaffelse og eksempeldata, der er eksporteret til Excel (D). Se tekst og video for at få flere oplysninger. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Metriske opgaver for hanrotter. Objektets udforskningstid under den metriske opgave var betydeligt kortere for de mandlige TBI-rotter vs. de han-sham-opererede rotter (se figur 3a, b, som illustrerer dataene på forskellige y-akseskalaer). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Metriske opgaver for hunrotter. Objektets udforskningstid under den metriske opgave var betydeligt kortere for kvindelige TBI-rotter vs. kvindelige falske rotter (se figur 4a,b, som illustrerer dataene på forskellige y-akseskalaer). Klik her for at se en større version af dette tal.
| NSS-værdierne for studiegrupperne ved 48 timer efter TBI | Median (rækkevidde) | |||||
| Dyregruppe | N | Grundlinje | 48h | 1w | 2w | 4w |
| Sham-opererede hun/hanrotter | 12 | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) | 0(0-0) |
| TBI hanrotter | 12 | 0(0-0) | 5.5(4-7)* | 2(1-6)* | 1.5(0-2)* | 0(0-2) |
| TBI hunrotter | 12 | 0(0-0) | 4.5(3.25-6)* | 1.5(0.25-2.8)* | 1(0-2)* | 0(0-0.8) |
Tabel 1: Bestemmelse af neurologisk ydeevne. Neurologisk underskud på 48 timer efter TBI var betydeligt større for de mandlige TBI rotter end for de mandlige sham-opererede rotter og kvindelige TBI rotter end for de kvindelige falske-opererede rotter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Ved specifikt at målrette den metriske rumlige informationsproces giver denne metriske test et nødvendigt værktøj til at forstå hukommelsesmangel efter TBI. Den protokol, der præsenteres i dette papir, er en ændring af tidligere beskrevne adfærdsopgaver11. En tidligere beskrevet metriske opgave brugte to forskellige paradigmer, der hver bestod af tre habituationssessioner og en testsession. Det første paradigme bestod i at flytte de velkendte objekter tættere sammen efter beboelse, og det andet paradigme flyttede objekterne længere væk11.
Sammenlignet med Barnes labyrinten, som udføres over fem13 eller fjorten14 dage, udføres den metriske opgave, der præsenteres her, inden for 2 dage, den første dag for habituation og den anden dag for opgaven9. Opgaven i denne protokol er mindre stressende end sammenlignelige adfærdsmæssige opgaver som Morris vand labyrint, på grund af stress induceret af svømning i labyrinten og den længere varighed af opgaven15,16,17. Labyrinttest for rumlig hukommelse kræver en betydelig læringsperiode; selv en simpel T labyrint kræver mindst 5 dages træning18. For mere komplekse radiale labyrinter anbefales 15-20 dages dagligtestning 19.
Denne protokol indeholder flere vigtige trin. En afgørende komponent er behovet for at behandle arenaen med en alkoholopløsning samt genstandene på den. Det er også nødvendigt, at arenaens overflade er tør og ren, da duften af alkohol og dufte tilovers fra tidligere dyr kan ændre adfærden hos det dyr, der studeres. Derudover er konstant tilstrækkelig ventilation af adfærdsrummet afgørende. Da støj er en af de stressfaktorer, der kan ændre dyrenes adfærd, anbefaler vi korrekt lydisolering. Derudover er platformens højde på 80 cm og platformens relative afstand fra andre genstande nødvendig for, at rotten ikke kan hoppe eller klatre op på et andet objekt. Desuden vil vedligeholdelse af ensartede indstillinger i behandlingen af optagede videofiler under opsætningen hjælpe med at undgå forkert fortolkning af dataene.
Det neurologiske underskud, der udvikler sig som følge af TBI, skal tages i betragtning ved vurderingen af hukommelsen. Neurologiske underskud efter hovedtraume er en medvirkende faktor, der er en del af denne sygdom. Vurdering af neurologiske underskud er meget vigtig i gnavermodellen for hjerneskade og er et meget følsomt og hyppigt anvendt resultat26. Alvorlige neurologiske underskud kan dog have en effekt på adfærdstest, især på tests, der måler hukommelsesvurdering27. Den sammenlignelige Morris vand labyrint opgave vurderer også hukommelse værdiforringelse28. En lav score på Morris-testen i TBI eller strøg rotter er stærkt korreleret med neurologiske underskud og afspejler faktisk ikke hukommelse eller kognitiv svækkelse, men snarere neurologisk ydeevne og evnen til at modstå stress.
For at minimere effekten af TBI-relaterede neurologiske underskud på hukommelsesresultater brugte vi følgende tilgange: 1) vi brugte modeller af TBI af mild til moderat sværhedsgrad, som spontant genvinder neurologisk ydeevne efter 1 måned. 2) Rotter, der viste neurologisk underskud 28 dage efter TBI blev udelukket fra adfærdsmæssige eksperimenter, baseret på vores observationer, at alle rotter med mild skade inddrive. I grupper på 10-20 rotter, der er ramt af svær TBI, har en rotte i gennemsnit et betydeligt neurologisk underskud, som kan påvirke mobiliteten. 3) For at vurdere hukommelsen efter traumer brugte vi ikke tests relateret til bevægelse, hvis resultater kan påvirkes af neurologisk mangel (som i Morris vandlabyrinten). Mens Barnes test og relaterede tests er nyttige til at vurdere hukommelse i modeller af TBI og slagtilfælde, den metriske test er bedre egnet til at vurdere SWM. Således er den metriske test den valgte test til vurdering af swm af rotter efter TBI.
En begrænsning af denne protokol er brugen af en metrisk test alene snarere end en topologisk test. Vi forestiller os fremtidige undersøgelser, der også inkorporerer topologiske tests for at måle andre aspekter af SWM. Overraskende, ifølge vores resultater, blev der ikke fundet nogen statistisk signifikant forskel mellem han- og hunrotter. Et stort antal undersøgelser viser kønsforskelle efter TBI29, mange baseret på forskellen i koncentrationer af reproduktive hormoner. Østrogen og progesteron spiller en neuroprotektion rolle efter TBI, som har vist sig at mindske intrakranielt tryk og forbedre neurologiske funktion score henholdsvis30. Ifølge en metaanalyseundersøgelse lider mænd oftere af TBI, men kvinder har dårligere prognoser31. Kognitive funktionsnedsættelser, den mest almindelige komplikation efter TBI, tendens til kønsforskelle, med kvinder, der viser større forbedring på rumlige positioneringsopgaver og mænd klarer sig bedre på verbale opgaver32,33,34. Vores resultater indikerer imidlertid muligheden for usikkerhed om kønsrelaterede rumlige hukommelsesforskelle.
Blandt de forskellige typer af TBI modeller, modellen af flydende slagtøj induceret TBI er veldokumenteret og beskrevet, er let reproducerbar, og har lavere variation end andre modeller35,36. Det er dog vigtigt at bemærke, at den metriske test har bred nytteværdi og kan bruges effektivt sammen med andre TBI-modeller. Den metriske test, der er beskrevet i denne protokol, giver også mulighed for yderligere forskning i hukommelsesnedsættelse i sammenlignelige modeller af neurologiske skader, såsom modeller af diffus axonal hjerneskade24,37 og slagtilfælde38. Denne protokol kan også være nyttig til at studere effekten af forskellige behandlingsmetoder i at genoprette SWM efter TBI.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
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, ph.d.-kandidat ved Institut for Fysiologi, Det Biologiske Fakultet, Økologi og Medicin, Oles Honchar Dnipro University, Dnipro, Ukraine for deres støttende og nyttige bidrag. Dataene blev indhentet som en del af Dmitry Franks ph.d.-afhandling.
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).
