Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

बंद सिर हल्के दर्दनाक चोट और इसके सत्यापन का चूहा मॉडल

Published: September 22, 2023 doi: 10.3791/65849
Automatic Translation
*1, *1, 1, 1
1Department of Forensic Science, School of Basic Medical Science, Central South University
* These authors contributed equally

Summary

यहां, हम एक बंद सिर वाले हल्के दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (एमटीबीआई) चूहे के मॉडल और इसके सत्यापन को प्रस्तुत करते हैं जो तीव्र और उप-तीव्र चरणों के दौरान व्यवहार संबंधी अभिव्यक्तियों से संबंधित मानव एमटीबीआई के लिए उल्लेखनीय समानता प्रदर्शित करता है।

Abstract

हल्के दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (एमटीबीआई) की हमारी समझ को आगे बढ़ाने और नैदानिक अनुसंधान का मार्गदर्शन करने के लिए पशु मॉडल महत्वपूर्ण हैं। सार्थक अंतर्दृष्टि प्राप्त करने के लिए, एक स्थिर और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पशु मॉडल विकसित करना आवश्यक है। इस अध्ययन में, हम मॉडलिंग प्रभाव को सत्यापित करने के लिए स्प्रैग-डॉली चूहों का उपयोग करके एक बंद-सिर एमटीबीआई मॉडल और एक प्रतिनिधि सत्यापन विधि का विस्तृत विवरण रिपोर्ट करते हैं। मॉडल में 550 सेमी की ऊंचाई से 100 ग्राम द्रव्यमान वजन को सीधे एक विनाशकारी सतह पर एक चूहे के सिर पर गिराना शामिल है, इसके बाद 180 डिग्री का मोड़ आता है। चोट का आकलन करने के लिए, चूहों ने 10 मिनट के बाद चोट लगने के बाद न्यूरोबिहेवियरल आकलन की एक श्रृंखला की, जिसमें चेतना के नुकसान का समय, पहली मांग-व्यवहार समय, भागने की क्षमता और बीम संतुलन क्षमता परीक्षण शामिल है। चोट के बाद तीव्र और उप-तीव्र चरणों के दौरान, मोटर समन्वय क्षमता (बीम कार्य), चिंता (ओपन फील्ड टेस्ट), और सीखने और स्मृति क्षमताओं (मॉरिस वाटर भूलभुलैया परीक्षण) का आकलन करने के लिए व्यवहार परीक्षण किए गए थे। क्लोज-हेड एमटीबीआई मॉडल ने न्यूनतम मृत्यु दर के साथ लगातार चोट प्रतिक्रिया का उत्पादन किया और वास्तविक जीवन स्थितियों को दोहराया। सत्यापन विधि ने मॉडल विकास को प्रभावी ढंग से सत्यापित किया और मॉडल की स्थिरता और स्थिरता सुनिश्चित की।

Introduction

हल्के दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (एमटीबीआई), या हिलाना, चोट का सबसे प्रचलित प्रकार है और विभिन्न अल्पकालिक औरपुराने लक्षणों को जन्म दे सकता है। इन लक्षणों में चक्कर आना, सिरदर्द, अवसाद और एनहेडोनिया शामिल हो सकते हैं, जिससे एमटीबीआई 2 से प्रभावित व्यक्तियों के लिए महत्वपूर्ण पीड़ा हो सकतीहै। चूंकि अधिकांश एमटीबीआई कुंद बल आघात3 के कारण होते हैं, इसलिए पशु मॉडल विकसित करना अनिवार्य हो जाता है जो इस तरह की चोटों की सटीक नकल करते हैं। ये मॉडल चोट और इसके अंतर्निहित तंत्र की बेहतर समझ हासिल करने के लिए आवश्यक हैं, जो मानव अध्ययन की तुलना में कम परिवर्तनशीलता और विषमता के साथ एक नियंत्रित वातावरण प्रदान करते हैं।

दर्दनाक मस्तिष्क की चोट (टीबीआई) के लिए कई अच्छी तरह से स्थापित कृंतक मॉडल विकसित किए गए हैं, जिनमें द्रव टक्कर चोट (एफपीआई) 4, नियंत्रित कॉर्टिकल प्रभाव (सीसीआई) 5, वजन-ड्रॉप चोट6, विस्फोट दर्दनाक मस्तिष्क की चोट7, और अन्य शामिल हैं। हालांकि, ये मॉडल मुख्य रूप से मध्यम से गंभीर टीबीआई परिदृश्यों को दोहराने पर ध्यान केंद्रित करते हैं। इसके विपरीत, विशेष रूप से एमटीबीआई अनुकरण करने के लिए डिज़ाइन किए गए प्रयोगात्मक मॉडल को अपेक्षाकृत कम ध्यान दिया गया है और8 को कम करके आंका गया है। इसलिए, एक स्थिर और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पशु मॉडल स्थापित करने की महत्वपूर्ण आवश्यकता है जो एमटीबीआई का सटीक प्रतिनिधित्व करता है। इस तरह के एक मॉडल एमटीबीआई से जुड़े न्यूरोबायोलॉजिकल और व्यवहारिक परिणामों की हमारी समझ में काफी वृद्धि करेगा।

संज्ञाहरण के प्रभाव के बाद आकस्मिक अवलोकन के माध्यम से सामान्य चूहों की तुलना में एमटीबीआई चूहों में कार्यात्मक घाटे को अलग नहीं किया जा सकता है। इसलिए, विशिष्ट परीक्षणों को प्रशासित करना आवश्यक है। मनुष्यों में, नैदानिक आकलन की एक विस्तृत श्रृंखला 9,10,11 रोगियों का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग किया जाता है. इसी तरह, चूहे के मॉडल में एक सफल मॉडल स्थापित करने के लिए इसकी वैधता निर्धारित करने के लिए तेजी से मूल्यांकन उपकरणों का उपयोग करने की भी आवश्यकता होती है।

इस अध्ययन में, हम एक बंद-सिर एमटीबीआई चूहा मॉडल प्रस्तुत करते हैं, जो एमटीबीआई की जांच को इस तरह से सक्षम करता है जो मानव स्थिति से निकटता से मिलता जुलता है। मॉडल और इसकी सत्यापन प्रक्रिया का विस्तृत विवरण एमटीबीआई के अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले प्रयोगात्मक दृष्टिकोण की व्यापक समझ प्रदान करता है।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

पशु प्रयोगों केंद्रीय दक्षिण विश्वविद्यालय पशु की देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया. सभी अध्ययन प्रयोगशाला जानवरों के कल्याण और नैतिक सिद्धांतों के अनुरूप आयोजित किए गए थे।

1. पशु आहार और संवेदनाहारी प्रक्रिया

  1. समूह घर 280-320 ग्राम स्प्रैग-डॉली नर चूहों और उन्हें भोजन और पानी विज्ञापन libitum तक पहुंच के साथ एक 12 एच / 12 एच प्रकाश / अंधेरे चक्र पर बनाए रखें। चूहों के 6 दिनों के लिए अनुकूलन के बाद अध्ययन करें।
  2. एक प्रेरण बॉक्स में 0.6 एल/मिनट वायु प्रवाह पर 3% आइसोफ्लुरेन के साथ चूहे को एनेस्थेटाइज करें जब तक कि यह पंजा या पूंछ चुटकी के लिए गैर-उत्तरदायी न हो। 30 एस के लिए प्रवाह दर बनाए रखें।
    नोट: दर्द दवाओं का उपयोग नहीं किया गया था क्योंकि वे न्यूरोबिहेवियरल आकलन में चूहे की प्रतिक्रिया में हस्तक्षेप करेंगे।

2. प्रीऑपरेटिव सेटअप

  1. एक स्पंज को 35D (स्पंज के 35 kg/m3 का वजन) के कठोरता मान के साथ रखें, समान लंबाई और चौड़ाई के साथ लेकिन 12 सेमी की मोटाई, एक ऐक्रेलिक बॉक्स (15 सेमी x 22 सेमी x 43 सेमी) के भीतर एक शीर्ष कवर की कमी है।
  2. एक टिन पन्नी (20 माइक्रोन की एक मोटाई) ट्रिम और एक चूहे के वजन का समर्थन करने में सक्षम एक विनाशकारी सतह फार्म चिपकने वाला टेप का उपयोग कर ऐक्रेलिक बॉक्स पर प्रत्यय. इसके अतिरिक्त, चूहे के सिर स्थिति के लिए निर्दिष्ट स्थान होने के लिए लगभग 10 सेमी मापने वाली एक कट लाइन को चिह्नित करें।
  3. लोहे के स्टैंड की सहायता से, पीवीसी ट्यूब को मजबूती से सुरक्षित करें। एक छिद्रित वजन तैयार करें, जिसका वजन 18-मिलीमीटर व्यास के साथ 550 ग्राम हो। एक पॉलीविनाइल क्लोराइड या पीवीसी ट्यूब के अंदर 1 मीटर की ऊंचाई पर मछली पकड़ने की रेखा पर वजन संलग्न करें। और टिन पन्नी से 3 सेंटीमीटर ऊपर गाइड ट्यूब की स्थिति को समायोजित करें।
  4. एक हेलमेट और एक तकिया तैयार करें। 10 मिमी व्यास और 3 मिमी मोटाई वाली स्टेनलेस स्टील डिस्क का उपयोग करके हेलमेट बनाएं। चूहे के सिर के नीचे जगह करने के लिए एक पच्चर के आकार का स्पंज तकिया तैयार करें, यह सुनिश्चित करना कि यह गुरुत्वाकर्षण की दिशा के लंबवत है।
    नोट: प्रभाव तंत्र का एक योजनाबद्ध आरेख चित्रा 1 में प्रस्तुत किया गया है। हेलमेट प्रभाव स्थान की पहचान करने और बाहरी बल के वितरण को बढ़ाने के उद्देश्य से कार्य करता है। तकिया का उपयोग वर्दी और स्थिर क्षति की गारंटी के लिए किया जाता है।

3. एमटीबीआई प्रेरण

  1. जल्दी से एनेस्थेटाइज्ड चूहे को टिन की पन्नी पर उसकी छाती पर रखें।
    नोट: एमटीबीआई प्रेरण के लिए दो ऑपरेटरों की आवश्यकता होती है-एक तैयारी के लिए और दूसरा सत्यापन के लिए।
  2. तैयारी: चूहे के नीचे तकिया रखें, सुनिश्चित करें कि उसका सिर पन्नी कागज के समानांतर है। हेलमेट को चूहे के कानों के साथ संरेखित करें और इसे जगह में सुरक्षित करें।
  3. सत्यापन: सत्यापित करें कि पीवीसी पाइप सीधे हेलमेट के ऊपर स्थित है। एक बार जब दोनों ऑपरेटर सही सेटअप की पुष्टि कर लेते हैं, तो अगले चरण पर आगे बढ़ें।
  4. सिर के रोटेशन का प्रेरण: वजन को छोड़ दें, जिससे यह गिर जाए और चूहे के सिर पर प्रहार हो, स्पंज पर गिरावट और 180 ° रोटेशन को प्रेरित करे।
  5. चूहे को उसकी पीठ पर एक साफ पिंजरे में रखें।

4. शम इंडक्शन

  1. चूहे पिछले mTBI प्रेरण विवरण के रूप में एक ही तरह का इलाज, लेकिन सिर प्रभाव के लिए यह विषय नहीं है.

5. सत्यापन प्रक्रिया: तीव्र न्यूरोबिहेवियरल आकलन

नोट: निम्नलिखित आकलन न्यूरोलॉजिकल गंभीरता स्कोर9 और Flierl एट अल.10 द्वारा प्रोटोकॉल के आधार पर संशोधित किए गए थे। चूहे सही पलटा बरामद के बाद इन सभी आकलन 10 मिनट प्रदर्शन किया गया.

  1. चेतना के नुकसान का समय: चूहे anesthetized है जब से अवधि रिकॉर्ड जब यह सही पलटा ठीक हो जाता है.
    नोट: सही पलटा प्रक्रिया है जिसमें चूहा पलट जाता है जब उसकी पीठ पर रखा जाता है. सही पलटा के नुकसान को एक मानवीय समापन बिंदु के रूप में माना जाना चाहिए, और पशु को संस्थागत दिशानिर्देशों के अनुसार इच्छामृत्यु दी जानी चाहिए।
  2. पहली मांग-व्यवहार समय: उस अवधि को रिकॉर्ड करें जब चूहे को संवेदनाहारी किया जाता है जब वह पहली बार मांग व्यवहार दिखाता है।
    नोट: व्यवहार की मांग पर्यावरण में रुचि का संकेत है, एक शारीरिक प्रतिक्रिया।
  3. भागने की क्षमता
    1. चूहे को एक गोलाकार उपकरण (0.5 मीटर व्यास और 0.3 मीटर ऊंचाई) के बीच में एक निकास (12.5 सेमी लंबा और 9 सेमी चौड़ा) के साथ रखें।
    2. समय चूहे सर्कल से बाहर निकलने के लिए लेता है रिकॉर्ड.
      नोट: यदि चूहा 180 एस के भीतर सर्कल से बाहर नहीं निकलता है, तो समय को 180 एस के रूप में रिकॉर्ड करें।
  4. बीम संतुलन क्षमता परीक्षण
    1. तदनुसार 1 मिनट के लिए एक 3 सेमी, 2 सेमी, और 1.5 सेमी चौड़ा बीम पर चूहे रखें.
    2. चूहा बीम पर एक स्थिर मुद्रा के साथ एक संतुलन बनाए रखता है, तो यह 0 के रूप में स्कोर.
    3. यदि चूहा बीम के किनारे को पकड़ता है, तो 1 का स्कोर दें। यदि चूहा बीम को गले लगाता है और एक अंग उससे गिर जाता है, तो इसे 2 के रूप में स्कोर करें।
    4. यदि चूहा बीम को गले लगाता है और दोनों अंग उस पर गिर जाते हैं या उस पर स्पिन करते हैं (>60 एस), तो इसे 3 के रूप में स्कोर करें।
    5. यदि चूहा बीम पर संतुलन बनाने का प्रयास करता है लेकिन गिर जाता है (40 सेकेंड >), तो इसे 4 के रूप में स्कोर करें।
    6. यदि चूहा बीम पर संतुलन बनाने का प्रयास करता है लेकिन गिर जाता है (>20 एस), तो इसे 5 के रूप में स्कोर करें।
    7. चूहा संतुलन या बीम पर लटका करने का प्रयास नहीं करता है और 20 एस के भीतर बंद गिर जाता है, यह 6 के रूप में स्कोर.
      नोट: बीम संतुलन परीक्षण के लिए पूर्व-परीक्षण की आवश्यकता नहीं होती है।

6. सत्यापन प्रक्रिया: न्यूरोबिहेवियर मूल्यांकन

नोट: व्यवहार प्रयोगों से पहले, चूहों तनाव और नवीनता व्यवधान को कम करने के लिए लगातार 3 दिनों के लिए दैनिक 2 मिनट के लिए संभाला गया. सभी व्यवहार प्रयोगों प्रयोग की शुरुआत से पहले 60 मिनट के लिए परीक्षण वातावरण में जानवरों को रखकर प्रदर्शन किया गया.

  1. मोटर समन्वय क्षमता (बीम कार्य)
    1. प्रायोगिक सेटअप
      1. संतुलन बीम (1.5 मीटर लंबा और फर्श से ऊपर 75 सेमी) के एक छोर पर चूहों रखें. दूसरे छोर पर एक एस्केप बॉक्स (एक तिरछा बिस्तर घर पिंजरा) रखें।
      2. परीक्षण के दौरान गिरने की स्थिति में चूहों को चोट के संभावित जोखिम को कम करने के लिए बीम के नीचे एक फोम पैडिंग रखें।
      3. वीडियो कैमरा चालू करें।
      4. विशिष्ट समय बिंदुओं पर परीक्षण के दिनों को चोट के बाद या पोस्ट-शम उपचार (जैसे, दिन 1, दिन 3, और दिन 7) पर शेड्यूल करें।
    2. प्रशिक्षण चरण (2 दिन)
      1. चूहों को लगातार 3 बार 4 सेमी चौड़ी बीम को पार करने के लिए प्रशिक्षित करें, इसके बाद 2 सेमी चौड़ी बीम पर दो परीक्षण किए जाएं।
      2. प्रशिक्षण के दौरान, बीम के पार चूहों को धीरे से मार्गदर्शन करें जब तक कि वे हस्तक्षेप के बिना उन्हें आसानी से पार नहीं कर सकते।
    3. बैलेंस बीम प्रयोग
      1. लगातार 5 परीक्षणों के लिए 2 सेमी चौड़ी बीम पर चूहों रखें.
      2. प्रत्येक परीक्षण की शुरुआत और अंत रिकॉर्ड करें जब चूहे की नाक क्रमशः शुरू और परिष्करण लाइनों को पार करती है।
      3. प्रयोग के अंत में चूहों को उनके पिंजरों में लौटें।
    4. आधारभूत परीक्षण
      1. चोट या उपचार से पहले बैलेंस बीम प्रयोग का संचालन करें।
      2. प्रत्येक चूहे के लिए आधार रेखा स्थापित करने के लिए इन 5 लगातार परीक्षणों से औसत मूल्यों की गणना.
    5. डेटा विश्लेषण
      1. बीम को पार करने के लिए समय और प्रयोगात्मक स्थितियों के लिए अंधा शोधकर्ताओं द्वारा वीडियो विश्लेषण का उपयोग कर hindfoot पर्ची की कुल संख्या का विश्लेषण.
  2. चिंता (ओपन फील्ड टेस्ट)
    1. प्रायोगिक सेटअप
      1. खुले मैदान का मैदान तैयार करें, यह सुनिश्चित करें कि यह साफ है और किसी भी पिछले गंध संकेतों से मुक्त है। अखाड़े को तीन क्षेत्रों में विभाजित करें: एक केंद्रीय आंतरिक क्षेत्र (33 सेमी x 33 सेमी), एक मध्य क्षेत्र (66 सेमी x 66 सेमी), और एक बाहरी क्षेत्र।
    2. परीक्षण चरण
      1. खुले मैदान के मैदान के केंद्र में एक चूहा प्लेस और टाइमर शुरू. चूहे को स्वतंत्र रूप से 5 मिनट के लिए अखाड़े का पता लगाने की अनुमति दें। 5 मिनट के बाद, ध्यान से और धीरे अपने घर पिंजरे के लिए चूहे वापसी.
    3. डेटा संग्रहण
      1. 5 मिनट की अन्वेषण अवधि के दौरान चूहे द्वारा तय की गई कुल दूरी को मापें। समय चूहा केंद्रीय आंतरिक, मध्य, और बाहरी क्षेत्रों में खर्च करता है निर्धारित करें.
    4. डेटा विश्लेषण
      1. समग्र खोजपूर्ण व्यवहार और हरकत क्षमता के उपाय के रूप में यात्रा की गई कुल दूरी का उपयोग करें। चिंता जैसी प्रतिक्रियाओं के संकेतक के रूप में केंद्रीय आंतरिक क्षेत्र में बिताए गए समय की गणना करें।
  3. सीखने और स्मृति क्षमताओं (मॉरिस पानी भूलभुलैया परीक्षण)
    1. सुनिश्चित करें कि पानी भूलभुलैया उपकरण उचित स्थिति में है। पानी को काला रंग दें और संकेतों को चार कार्डिनल दिशाओं में रखें। प्लेटफार्म को पानी की सतह से 2.5 सेमी नीचे रखें।
    2. चूहों के व्यवहार को रिकॉर्ड करने और निरीक्षण करने के लिए एक निगरानी प्रणाली स्थापित करें।
    3. निशान दिन
      1. जल्दी से पानी भूलभुलैया में चूहे जगह. चूहा 2 मिनट के भीतर मंच तक पहुँचने में विफल रहता है, धीरे लकड़ी की छड़ी का उपयोग कर यह गाइड.
      2. चूहे भूलभुलैया पर्यावरण के साथ ही परिचित करने के लिए अनुमति दें, जबकि 20 एस के लिए मंच पर खड़े हो, तो इसे हटा दें. एक बार चूहा प्लेटफॉर्म पर आ जाए, तो उसे 20 सेकंड तक रहने दें, फिर उसे हटा दें।
    4. दैनिक पुनरावृत्ति
      1. प्रशिक्षण दिन की प्रक्रिया को दोहराएं, चूहे को विभिन्न चतुर्भुजों से पानी में रखें। 6.3.3 कदम दोहराएँ. लगातार 5 दिनों तक प्रशिक्षण जारी रखें।
    5. जांच परीक्षण दिवस: 6वें दिन, मंच को हटा दें और चूहे को 2 मिनट के लिए उसी चतुर्थांश में रखें।
    6. अवलोकन और रिकॉर्डिंग: परीक्षण और जांच परीक्षण के दिनों में चूहे के व्यवहार की निगरानी के लिए निगरानी प्रणाली का उपयोग करें।
    7. सफाई: चूहे को पानी की भूलभुलैया से निकालने के बाद, इसे अच्छी तरह से सूखने के लिए एक तौलिया का उपयोग करें।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

इस काम में इस्तेमाल किया उपकरण केन मॉडल और रिचेल Mychasiuk के बाल चिकित्सा मॉडल11,12 का एक संशोधित संस्करण था. इस अध्ययन में, एसडी चूहों को शम और एमटीबीआई समूहों को सौंपा गया था। इस मॉडल की प्रजनन क्षमता को प्रदर्शित करने के लिए, हमने तीव्र न्यूरोबिहेवियरल मूल्यांकन के साथ इस मॉडल के तीन स्वतंत्र प्रतिकृतियां आयोजित कीं, जिसमें प्रत्येक प्रयोग में 8-12 चूहे शामिल थे। इस अध्ययन में, हमने 30 से अधिक एमटीबीआई चूहों का उपयोग किया, जिसमें 2 चूहों को एनेस्थेटाइजेशन के कारण मृत्यु दर का अनुभव हुआ। हालांकि, प्रयोग के दौरान मस्तिष्क की चोट के कारण कोई चूहा नहीं मरा। इन प्रयोगों के परिणाम चित्रा 2 में प्रस्तुत कर रहे हैं. इसके अतिरिक्त, न्यूरोबिहेवियरल आकलन तीव्र और सबस्यूट चरणों (चित्रा 3, चित्रा 4, और चित्रा 5) के दौरान किए गए थे।

तीव्र न्यूरोबिहेवियरल मूल्यांकन परिणाम

इन सभी आकलन संज्ञाहरण / प्रभाव 0 मिनट (चेतना के नुकसान का समय और पहली मांग-व्यवहार समय) या 10 मिनट (सर्कल से बाहर निकलने और बीम संतुलन) के बाद क्रमशः किए गए थे।

जैसा कि चित्रा 2 ए में दिखाया गया है, एमटीबीआई चूहों ने बेहोशी से उबरने में काफी अधिक समय बिताया, जो पिछले अध्ययनों12,13 में प्राप्त परिणामों के साथ संरेखित होता है। चूहों में मांग व्यवहार एक सामान्य शारीरिक गतिविधि माना जाता है, एमटीबीआई समूह(चित्रा 2बी)के भीतर वसूली अवधि में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण वृद्धि का प्रदर्शन किया। इस खोज से पता चलता है कि एमटीबीआई चूहों को अपनी गति, घ्राण, स्पर्श जांच और पर्यावरण स्कैनिंग क्षमताओं को पुनः प्राप्त करने के लिए लंबी अवधि की आवश्यकता होती है।

सर्कल मौजूदा परीक्षण ने न्यूरोलॉजिकल गंभीरता स्कोर में मूल संवेदी परीक्षणों को बदल दिया है, जो पहले परीक्षकों के व्यक्तिपरक अवलोकनों जैसे कि रखने और प्रोप्रियोसेप्टिव परीक्षणों पर निर्भर थे। एमटीबीआई चूहों ने शम चूहों (चित्रा 2सी) की तुलना में सर्कल से बाहर निकलने में काफी लंबा समय बिताया। सर्कल से बाहर निकलने के समय के लिए दो-तरफा एनोवा का उपयोग करते हुए सांख्यिकीय विश्लेषण ने चोट का एक महत्वपूर्ण मुख्य प्रभाव दिखाया (एफ [1, 36] = 21.29, पी < 0.0001), एमटीबीआई और शम समूहों के बीच अंतर का संकेत देता है। हालांकि, विभिन्न परीक्षणों का कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं था (एफ [2, 36] = 0.1396, पी = 0.87)।

बीम-बैलेंस टेस्ट के परिणामों का विश्लेषण दो-तरफा एनोवा का उपयोग करके किया गया था, इसके बाद समूह के साधनों (चित्रा 2डी) के बीच अंतर के लिए बोनफेरोनी की कई तुलनाएं थीं। सभी व्यापक बीम कार्यों में चोट का एक महत्वपूर्ण समग्र प्रभाव था (3 सेमी: एफ = 13.89, पी < 0.001; 2 सेमी: एफ = 42.7, पी < 0.001; 1.5 सेमी: एफ = 27.25, पी < 0.001), यह दर्शाता है कि एमटीबीआई चूहों ने प्रभाव के बाद 10 मिनट के बाद शम चूहों की तुलना में संतुलन हानि का प्रदर्शन किया। तीन स्वतंत्र दोहराए गए प्रयोगों के अनुसार, 2 सेमी और 1.5 सेमी चौड़ी बैलेंस बीम ने 3 सेमी चौड़ी बीम की तुलना में शम और एमटीबीआई समूहों के बीच बेहतर भेदभाव दिखाया।

न्यूरोबिहेवियर मूल्यांकन के परिणाम

मोटर समन्वय क्षमता 1 दिन पूर्व संज्ञाहरण / चोट और 1 दिन, 3 दिन, और 7 दिन के बाद संज्ञाहरण / चोट (चित्रा 3) पर बीम कार्य का उपयोग कर मूल्यांकन किया गया था. हिंदलिंब स्लिप्स (चित्रा 3ए) की कुल संख्या का विश्लेषण बार-बार मापा गया दो-तरफा एनोवा द्वारा किया गया था, और बोनफेरोनी की कई तुलनाओं में पाया गया कि एमटीबीआई चूहों ने शम चूहों (चित्रा 3ए; पी < 0.01) की तुलना में दिन 1 के बाद चोट पर काफी अधिक हिंदलिंब पर्ची प्रदर्शित की। हालांकि, 2 दिन की रिकवरी के बाद, हिंद-गलतियों में कोई बदलाव नहीं देखा गया, 7 दिनों के बाद स्लिप की कुल संख्या वापस दिखावा के स्तर पर आ गई। विशेष रूप से, सभी 6 एमटीबीआई चूहों में उनके आधारभूत प्रदर्शन की तुलना में अधिक पोस्ट-इम्पैक्ट हिंडलिंब स्लिप थे। शम चूहों में थोड़ा बढ़ा हुआ हिंदलिंब फिसल जाता है जो अभ्यास संतुलन बीम की कमी से जुड़ा हो सकता है। चोट के बाद 1 दिन और 3 दिनों में, एमटीबीआई चूहों ने 150 सेमी बीम (39.8 एस ± 3.79 एस बनाम 28.68 एस ± 0.82 एस, 37.06 एस ± 4.06 एस बनाम 29.28 एस ± 3.42 एस) को पार करने में अधिक समय बिताया, हालांकि सभी समय-बिंदुओं पर बीम को पार करने में लगने वाले समय में एमटीबीआई चूहों और शम चूहों के बीच कोई अंतर नहीं था(चित्र 3बी)।

दिखावा और एमटीबीआई समूहों(चित्रा 4ए)के बीच तय की गई दूरी में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं थे। ओपन-फील्ड टेस्ट के दौरान केंद्र क्षेत्र में बिताए गए समय को मापकर चिंता जैसे व्यवहार का मूल्यांकन किया गया था। चोट के बाद 3 दिन और 7 दिन दोनों में, एमटीबीआई चूहों ने शम चूहों की तुलना में केंद्र क्षेत्र में बिताए समय में महत्वपूर्ण कमी का प्रदर्शन किया। यह खोज इंगित करती है कि एमटीबीआई चूहों ने 7 दिनों के भीतर प्रभाव के बाद चिंता जैसे व्यवहार के उच्च स्तर को प्रदर्शित किया (चित्रा 4बी, सी)।

मॉरिस वाटर भूलभुलैया सीखने के दिनों के परिणामों से पता चला कि एमटीबीआई चूहों को शम चूहों की तुलना में छिपे हुए मंच का पता लगाने के लिए अधिक समय की आवश्यकता होती है, जो एमटीबीआई समूह (चित्रा 5) में बिगड़ा हुआ स्थानिक सीखने और स्मृति का संकेत देता है। इसके बाद, जांच परीक्षण के दौरान, एमटीबीआई चूहों ने स्थानिक स्मृति को बनाए रखने में घाटे का प्रदर्शन किया, जैसा कि हटाए गए प्लेटफॉर्म की खोज में कम समय बिताने से स्पष्ट है। विशेष रूप से, शम और एमटीबीआई समूहों के बीच तैराकी की गति में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं देखा गया, जो खुले क्षेत्र के परीक्षण में किए गए दूरी की यात्रा के विश्लेषण में देखे गए लगातार निष्कर्षों का समर्थन करता है। इन परिणामों से पता चलता है कि प्रभाव का सहज लोकोमोटर फ़ंक्शन पर स्पष्ट प्रभाव नहीं पड़ा।

Figure 1
चित्रा 1: चूहों में एमटीबीआई के लिए प्रभाव उपकरण। (ए) चूहे के सिर के सापेक्ष स्थिति में तकिया और हेलमेट का शीर्ष दृश्य और साइड व्यू। लाल बिंदीदार रेखा हेलमेट की स्थिति दिखाती है। (बी) चूहे के चरण के ऊपर तैनात गिराए गए वजन के लिए एक ऊर्ध्वाधर गाइड ट्यूब दिखा रही पूरी विधानसभा की एक छवि और स्पंज इकट्ठा करना। (सी) ए अभी भी एक प्रभाव वीडियो से कब्जा कर लिया गया है जिसमें सिर के प्रभाव के बाद चूहे के 180 डिग्री रोटेशन और बाद में त्वरण / कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्रा 2: शम, एमटीबीआई चूहों के बाद तीव्र न्यूरोबिहेवियरल मूल्यांकन परिणाम, स्वतंत्र रूप से तीन बार दोहराया गया। (ए) चूहों में संज्ञाहरण के विच्छेदन के बाद चेतना के नुकसान के समय में काफी वृद्धि हुई है, एक mTBI बनाम शम चूहों प्राप्त किया। एक महत्वपूर्ण समूह (पी < 0.0001, दो-तरफा एनोवा) प्रभाव था लेकिन कोई महत्वपूर्ण समय (पी = 0.6226) प्रभाव या समूह एक्स समय (पी = 0.5803) बातचीत नहीं थी। (बी) एमटीबीआई चूहों ने संज्ञाहरण के बाद अपना पहला मांग व्यवहार दिखाया। (सी) शाम चूहों ने 60 सेमी सर्कल (* पी < 0.01, ** पी < 0.001, अनपेयर्ड टी-टेस्ट) से बचने में कम समय बिताया। (डी) 3 सेमी, 2 सेमी, और 1.5 सेमी चौड़ा बीम के बीम संतुलन स्कोर में प्रदर्शन। प्रत्येक समूह के लिए बोनफेरोनी की कई तुलनाओं के परिणाम आंकड़ों में दिखाए गए हैं। माध्य ± मानक त्रुटि के रूप में प्रस्तुत डेटा। एन = 8-12 चूहों प्रयोग प्रति इस्तेमाल किया गया. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्रा 3: दिन 1, दिन 3, और दिन 7 पर प्रभाव से पहले और निम्नलिखित प्रभाव बीम कार्य प्रदर्शन। (ए) एमटीबीआई चूहों ने चोट के बाद के दिन 1 (* पी < 0.001, बार-बार मापा 2-तरफा एनोवा) पर अधिक हिंदलिंब स्लिप्स बनाए। (बी) नकली चूहों का औसत ट्रैवर्स समय एमटीबीआई चूहों की तुलना में कम है। माध्य ± मानक त्रुटि के रूप में प्रस्तुत डेटा (एन = 6 / कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्रा 4: पूर्व-चोट दिन 1 और चोट के बाद के दिन 1, दिन 3, दिन 7 और दिन 14 में खुले क्षेत्र के परीक्षण का प्रदर्शन। (ए) यात्रा की गई दूरी में शम और एमटीबीआई चूहों के बीच कोई अंतर नहीं था। (बी) एमटीबीआई चूहों ने दिन 3 और दिन 7 (* पी < 0.01, ** पी < 0.001, बार-बार मापा 2-तरफा एनोवा) की तुलना में केंद्र में कम समय बिताया, जिसमें पूर्व-चोट दिन 1 और चोट के बाद के दिन 1 और दिन 14 में कोई स्पष्ट अंतर नहीं था। (सी) पोस्ट-एमटीबीआई दिन 1, दिन 3, दिन 7 और दिन 14 में एमटीबीआई चूहों का ट्रैक मैप। माध्य ± मानक त्रुटि के रूप में प्रस्तुत डेटा (एन = 6-10 / कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्रा 5: मॉरिस पानी भूलभुलैया में प्रदर्शन। (ए) शम और एमटीबीआई चूहों के बीच तैराकी क्षमता परीक्षण में गति में कोई अंतर नहीं था। (बी) परीक्षण के दिन संदर्भ स्मृति कार्य के छिपे हुए मंच पर विलंबता। (सी) चूहों ने 5 परीक्षण दिनों के बाद 2 मिनट की जांच परीक्षण परीक्षण में अधिक बार मंच पार किया। शाम (5.14 ± 0.65) बनाम एमटीबीआई (3.56 ± 0.6), (* पी < 0.01, अनपेयर्ड टी-टेस्ट)। माध्य ± मानक त्रुटि के रूप में प्रस्तुत डेटा (एन = 9 / कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

यह मॉडल खोपड़ी चीरा या खोपड़ी खोलने की आवश्यकता के बिना एक बंद सिर एमटीबीआई का सफलतापूर्वक अनुकरण करता है, जो मानव मामलों में देखे गए प्रभाव परिदृश्य का अधिक सटीक प्रतिनिधित्व प्रदान करता है। खोपड़ी चीरा से बचने से भड़काऊ प्रतिक्रियाओं को रोकने में मदद मिलती है जो वास्तविक स्थिति के साथ संरेखित नहीं हो सकती हैं। रिचेल मायचासियुक के बाल चिकित्सा मॉडल12 की तुलना में, इस अध्ययन में इस्तेमाल किया गया मॉडल विशेष रूप से 280-320 ग्राम के बीच वजन वाले वयस्क चूहों के लिए सिलवाया गया है, जिससे हमें वयस्क व्यक्तियों पर एमटीबीआई के प्रभावों में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्राप्त करने में सक्षम बनाया गया है। इसके अतिरिक्त, एक तकिया और हेलमेट जैसे प्रमुख घटकों को शामिल करने से अधिक समान प्रभाव बल के वितरण की सुविधा मिलती है और ऑपरेटर को प्रभाव के लिए लक्ष्य क्षेत्र की सटीक पहचान करने में सहायता मिलती है।

यह चूहों में प्रभाव प्रक्रिया संज्ञाहरण रखरखाव के बिना आयोजित किया गया था कि जोर देने के लिए महत्वपूर्ण है, तो संज्ञाहरण की गहराई प्रभाव शुरू करने से पहले पुष्टि की गई थी. हमने सुनिश्चित किया कि चूहों को धीरे से संज्ञाहरण प्रेरण बॉक्स को हिलाकर और संज्ञाहरण के पर्याप्त स्तर को सुनिश्चित करने के लिए अतिरिक्त 30 एस द्वारा संज्ञाहरण समय का विस्तार करके कोई प्रतिक्रिया नहीं थी। 1 मिनट के भीतर पूरी प्रभाव प्रक्रिया को पूरा करने की सिफारिश की जाती है।

इस अध्ययन में वर्णित प्रभाव उपकरण का निर्माण अपेक्षाकृत आसान है और प्रदान किए गए विनिर्देशों का उपयोग करके लगभग किसी भी प्रयोगशाला में दोहराया जा सकता है। यह विभिन्न अनुसंधान सेटिंग्स में प्रयोगात्मक डेटा के अधिक मानकीकरण और तुलनात्मकता को बढ़ावा देता है। इसके अलावा, इस अध्ययन से प्राप्त सत्यापन डेटा विशिष्ट वैज्ञानिक प्रश्नों को संबोधित करने में शोधकर्ताओं के लिए एक मूल्यवान संसाधन के रूप में कार्य करता है। इस अध्ययन में देखे गए न्यूरोबिहेवियरल परिणामों का विश्लेषण करके, शोधकर्ता सूचित निर्णय ले सकते हैं और अपने विशिष्ट अनुसंधान उद्देश्यों के साथ संरेखित करने के लिए प्रयोगात्मक दृष्टिकोण तैयार कर सकते हैं। यह एमटीबीआई पर भविष्य के अध्ययनों की समग्र गुणवत्ता और प्रासंगिकता को बढ़ाता है और इसके अंतर्निहित तंत्र और संबंधित परिणामों की हमारी समझ में प्रगति की सुविधा प्रदान करता है।

इस अध्ययन में विशेष रूप से नर चूहों को बंद सिर वाले एमटीबीआई मॉडल के लिए या कार्यान्वित करना शामिल था। पूर्व शोध को देखते हुए चिंता जैसे व्यवहार में सेक्स-विशिष्ट विविधताओं और एमटीबीआई14,15 से संबंधित लगातार संज्ञानात्मक और दैहिक लक्षणों को इंगित करते हुए, भविष्य के अध्ययन महिला कृन्तकों पर किए जाने चाहिए।

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कोई वित्तीय हित नहीं है।

Acknowledgments

हम केंद्रीय दक्षिण विश्वविद्यालय के प्रयोगशाला पशु विभाग में सभी साथियों को धन्यवाद देना चाहते हैं। इस अध्ययन को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (संख्या 81971791) द्वारा समर्थित किया गया था; शंघाई की की लैब ऑफ फॉरेंसिक मेडिसिन, की लैब ऑफ फॉरेंसिक साइंस, न्याय मंत्रालय, चीन (फॉरेंसिक साइंस अकादमी) (सं। KF202104)।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acrylic box In-house N/A 15 cm x 22 cm x 43 cm
Anesthesia Machine RWD Life Science Co. R540 Mice & Rat Animal Anesthesia Machine
Helmet In-house N/A Stainless-steel disk measuring 10 mm in diameter and 3 mm in thickness
Morris water maze RWD Life Science Co. Diameter 150 cm, height 50 cm,platform diameter 35 cm
Open field RWD Life Science Co. 63007 Width100 cm, height 40 cm
Panlab SMART V3.0 RWD Life Science Co. SMART v3.0
Perforated weight In-house N/A Weight of 550 g and diameter of 18 mm
Pillow In-house N/A Wedge-shaped sponge to place beneath the rat's head

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Silverberg, N. D., Duhaime, A. C., Iaccarino, M. A. Mild traumatic brain injury in 2019-2020. JAMA. 323 (2), 177-178 (2020).
  2. Kim, K., Priefer, R. Evaluation of current post-concussion protocols. Biomedicine & Pharmacotherapy. 129, 110406 (2020).
  3. Peeters, W., et al. Epidemiology of traumatic brain injury in Europe. Acta Neurochirurgica (Wien). 157 (10), 1683-1696 (2015).
  4. 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).
  5. Smith, D. H., et al. A model of parasagittal controlled cortical impact in the mouse: cognitive and histopathologic effects. Journal of Neurotrauma. 12 (2), 169-178 (1995).
  6. Feeney, D. M., Boyeson, M. G., Linn, R. T., Murray, H. M., Dail, W. G. Responses to cortical injury: I. Methodology and local effects of contusions in the rat. Brain Research. 211 (1), 67-77 (1981).
  7. Cernak, I., et al. The pathobiology of blast injuries and blast-induced neurotrauma as identified using a new experimental model of injury in mice. Neurobiology of Disease. 41 (2), 538-551 (2011).
  8. Shultz, S. R., et al. The potential for animal models to provide insight into mild traumatic brain injury: Translational challenges and strategies. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 76 (Pt B), 396-414 (2017).
  9. Chen, J., et al. Therapeutic benefit of intravenous administration of bone marrow stromal cells after cerebral ischemia in rats. Stroke. 32 (4), 1005-1011 (2001).
  10. Flierl, M. A., et al. Mouse closed head injury model induced by a weight-drop device. Nature Protocols. 4 (9), 1328-1337 (2009).
  11. Kane, M. J., et al. A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury. J Neuroscience Methods. 203 (1), 41-49 (2012).
  12. Mychasiuk, R., Farran, A., Esser, M. J. Assessment of an experimental rodent model of pediatric mild traumatic brain injury. Journal of Neurotrauma. 31 (8), 749-757 (2014).
  13. Pham, L., et al. Mild closed-head injury in conscious rats causes transient neurobehavioral and glial disturbances: A novel experimental model of concussion. Journal of Neurotrauma. 36 (14), 2260-2271 (2019).
  14. Jacotte-Simancas, A., Molina, P., Gilpin, N. W. Repeated mild traumatic brain injury and JZL184 produce sex-specific increases in anxiety-like behavior and alcohol consumption in Wistar rats. Journal of Neurotrauma. , (2023).
  15. Levin, H. S., et al. Association of sex and age with mild traumatic brain injury-related symptoms: A TRACK-TBI study. JAMA Network Open. 4 (4), e213046 (2021).

Tags

पशु मॉडल बंद सिर हल्के दर्दनाक मस्तिष्क की चोट एमटीबीआई सत्यापन स्प्रैग-डॉली चूहे न्यूरोबिहेवियरल आकलन चोट प्रतिक्रिया मृत्यु दर वास्तविक जीवन की स्थिति स्थिरता संगति
बंद सिर हल्के दर्दनाक चोट और इसके सत्यापन का चूहा मॉडल
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liu, Y., Wang, T., Zhang, C., Cai,… More

Liu, Y., Wang, T., Zhang, C., Cai, J. Rat Model of Closed-Head Mild Traumatic Injury and its Validation. J. Vis. Exp. (199), e65849, doi:10.3791/65849 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter