16 Eylül 2013
Kemirgenlerde servikal spinal kord yaralanması sonrası ön ayakları fonksiyonu değerlendirmek için üç yeni davranış testleri (ön ayakları adım münavebe, postural instabilite testi, makarna işleme testi) tarif edilmiştir.
Bu prosedürün genel amacı, servikal omurilik yaralanması sonrası fonksiyonel kayıpları ve iyileşmeyi değerlendirmektir. Bu, öncelikle hayvanların tutma işlemleri sırasında ve test ortamında rahat etmeleri için eğitilmesiyle gerçekleştirilir. Ardından, sıçanların ekstremite adımlarında alterne etme yetenekleri değerlendirilir.
Ardından, hayvanların ağırlık merkezi değişikliklerine tepki verme ve duruşlarını uygun şekilde ayarlama yetenekleri test edilir. Son olarak, hayvanların makarna yemelerini gerektiren bir ince motor beceri görevi sırasında dört pati ve dört uzuv fonksiyonu analiz edilir. Nihayetinde, servikal omurilik yaralanması sonrası defisitteki farklılıkları gösteren sonuçlar elde edilebilir; bu da hayvanların, anatomik farklılıklarıyla ilişkili olan fonksiyonel defisitlerine göre gruplandırılmasına olanak tanır.
Burada açıklanan yöntemlerin footprint gate analiz gibi mevcut diğer yöntemlere göre temel avantajı, kullanımının çok daha basit olması ve pahalı ekipman veya yazılım gerektirmemesidir. Bu yöntemler, omurilik yaralanması sonrası fonksiyonel iyileşme hakkında bilgi sağlar; ancak Parkinson hastalığı, inme veya motor defisite neden olan diğer nörolojik bozukluklar gibi diğer hastalık modelleri için de kullanılabilirler. Bu çalışmada kullanılan hayvanlara, cerrahiden iki ila üç hafta önce C3-C4 lateral omurilik yaralanması uygulanacaktır. Hayvanları, kaymayı, destek almayı veya dört ekstremitenin sürüklenmesini önlemek için zımpara kağıdıyla kaplanmış test ortamına ve tutmaya alıştırın.
Dört uzuv adım alternasyon testi, hayvanın ön uzuvlarını kullandığından emin olmak için yapılır ve bu test, hayvanın çırpınmayı bırakıp kaslarının gevşediğinden emin olmak amacıyla her gün başlangıçtan önce gerçekleştirilebilir. Ardından, hayvanı masa yüzeyinde yalnızca ön uzuvlarının ağırlık taşıdığı bir duruşta veya vücudu masaya yaklaşık 90 derece açı yapacak şekilde el arabası pozisyonunda tutun. Hayvan ellerinizde gevşemiş göründüğünde, masa yüzeyi boyunca ilerlemesi için hayvanı ileriye doğru itin.
Sıçanın yüzey boyunca hareket ederken ön üyelerini sırayla kullanıp kullanmadığını belirleyin ve kaydedin. Bu testi, hayvanı bir elle tutarak en az iki kez ve ardından diğer elle tutarak iki kez tekrarlayın.
Sıçır adım değişimini başarıyla sergilediyse, gecikme sonrası değişim paterninin devam edip etmediğini belirlemek için ilk adımdan sonra beş saniyelik bir bekleme süresi ekleyerek testi tekrarlayın. Sonuçları not edin ve puanlama formuna kaydedin. Postüral instabilite testi, hayvanın dengesini yeniden sağlamak için ön uzvuyla adım atmasının ne kadar sürdüğünü inceler.
Alternasyon testine benzer şekilde, hayvan kaslarındaki gerginliği başlangıçtan önce serbest bırakmalıdır; zımpara kağıdıyla kaplanmış bir masaüstü kullanın, hayvanın gövdesi masaya yaklaşık 90 derecelik bir açıyla duracak şekilde el arabası pozisyonunu almasını sağlayın, bir ön ekstremiteyi hayvanın gövdesine doğru hafifçe sabitleyin ve burnunu yukarıdan bakıldığında sıfır çizgisiyle hizalayın. Ardından, sıçanı ileriye doğru hareket ettirin. Bu işlem, hayvanın ağırlık merkezini kaydıracak ve dengesini yeniden sağlaması için adım atmasını teşvik edecektir.
Sıçanın iki kez adım atmasından sonra burnun yeni konumunu belirleyin ve bu iki adımın ortalamasını, bir adımı tetiklemek için gereken mesafe olarak kullanın. Sonuçları, metin protokolünde verilen postural instabilite test puan çizelgesine kaydedin. Her ekstremiteyi beş kez test edin.
Makarna işleme testi, ameliyattan bir ila iki hafta önce, standart bir makarna parçasını yemek için geçen süreyi ve her oturumdaki pati tercihini ölçecektir; sıçanı bazal ölçümlere hazırlamak için her gün kendi kafesinde beş ila altı adet 4,0 santimetre uzunluğunda ince spagetti şeridi verin. Ardından, sıçanı bir test haznesine yerleştirin ve makarna parçalarını, ön üyelerini kullanımının kolayca gözlemlenebileceği haznenin ön kısmına yakın bir yere koyun. Son olarak, her bir makarna parçasını yemek için geçen süreyi kaydedin.
Hayvanın her oturumda en az üç parça yemesine izin verin. Hayvan yerken duraklarsa, süre ölçümünü durdurun. Hayvan yemeye devam ettiğinde ise süre ölçümünü yeniden başlatın.
Sıçan, eğitim sırasında en az üç gün boyunca tutarlı bir makarna yeme süresi sergiledikten sonra, hayvan bazal kayıtların yapılması ve verilerin toplanması için hazır hale gelmiş olur; metin protokolünde verilen makarna uygulama puanlama çizelgesini kullanarak oda önündeki zemine makarna parçaları yerleştirin. Sıçanın bir makarna parçasını yemesi için geçen süreyi, hangi ön üyelerin kullanıldığını ve ön üyelerin burada gösterildiği gibi konumlarını kaydedin. Ön üyelerin adım alternasyonu testi kullanılarak, cerrahi spinal kord yaralanmasından sonra hayvanların sadece %50'si ön üyelerini dönüşümlü olarak kullanabilmiş ve başarılı alternasyon yapanların %50'si beş saniyelik bir gecikmeden sonra üyelerini dönüşümlü olarak kullanabilmiştir.
Bulguların anatomik çalışmalarla ilişkilendirilmesi, alternasyon yapanların kontralezyonel tarafta kortikospinal traktus ve dorsal kolonda anlamlı derecede daha geniş bir korunmuş alana sahip olduğunu ortaya çıkarmıştır; bu durum, ön ekstremite adım alternasyon testinin lezyonların tek taraflılığının yanı sıra lezyon şiddetini de öngörebileceğini göstermektedir. Bu testin kullanımı, grupların lezyon şiddetine göre ayrılmasına olanak sağlayacaktır. Örneğin, daha net sonuçlar elde etmek için dört ekstremite lokomotor ölçek ölçümleri lezyon şiddetine göre ayrılabilir.
Burada, postural instabilite testinden toplanan veriler, omurilik yaralanması sonrası ipsilateral, lezyonlu ve kontralateral ekstremitelerdeki değişiklikleri göstermektedir. Omuriliğin unilateral lezyonları, sadece etkilenmiş veya bozulmuş ekstremitede değil, etkilenmemiş ekstremitede de değişikliklere neden olabilir. Servikal omurilik yaralanması sonrası postural instabilite testinin kullanılması, lezyon durumunun anlamlı bir etkisi olduğunu ortaya koymuştur.
Ek olarak, yaralanmış hayvanların IPS lezyonlu tarafındaki ön üyeyle yaptıkları yer değiştirme, sham cerrahi uygulanan hayvanlara kıyasla anlamlı derecede daha uzundu. Yaralanma sonrası kronik zaman noktalarında bu şekilde gösterildiği üzere, kontra-lezyonlu ön üyedeki yer değiştirme mesafesi sham hayvanlara göre çok daha kısayken, hem sham hayvanlar hem de lezyonlu gruptakiler makarnayı yemek için benzer süreler harcamışlardır. Bununla birlikte, test süresi boyunca hem sham hayvanlar hem de alternatör lezyonlular makarnayı yerken her iki patilerini de kullanırken, ağır yaralanmış non-alternatörlerin daha küçük bir yüzdesi makarnayı yemek için ipsi-lezyonlu ön üyelerini kullanabilmiştir.
Bu testler, doğru şekilde uygulandığında sırat başına beş dakikadan kısa sürede tamamlanabilir. Burada açıklanan davranışsal testler; hayvanın servikal omurilik yaralanması sonrası hem ipsilateral hem de kontralateral ekstremite fonksiyonlarını tam olarak değerlendirmek için ayak hatası silindir pençe tercihi testleri ve ekstremite lokomotor ölçek testleri gibi mevcut diğer davranışsal testlerle kombinasyon halinde kullanılabilir.
Bu makale, kemirgenlerde servikal omurilik yaralanması sonrası ön ekstremite fonksiyonlarını değerlendirmek için tasarlanmış üç yeni davranışsal testi açıklamaktadır. Bu testler; fonksiyonel eksiklikleri ve iyileşmeyi toplu olarak değerlendiren ön ekstremite adım alternasyonu testi, postural instabilite testi ve makarna tutma testini içermektedir.
Servikal spinal kord yaralanması sonrası ön ekstremite fonksiyonlarının değerlendirilmesi, preklinik keşif aşamasındaki nöroterapötik adayların analiz edilmesi açısından kritik öneme sahiptir. Açıklanan yeni davranışsal testler, motor iyileşmeyi hedefleyen müdahalelerin mekanistik risk analizine olanak tanıyan hassas ve düşük maliyetli veriler sağlar. Bu araçlar, fonksiyonel sonuçları anatomik lezyon şiddeti ile ilişkilendirerek hedef doğrulamayı desteklemekte ve erken evre programlardaki öngörü güvenilirliğini artırmaktadır.
Yöntem, hedef doğrulamadan öncü bileşik optimizasyonuna kadar uzanan keşif sürekliliğine uyum sağlayarak SCI modellerindeki histolojik ve elektrofizyolojik son noktaları tamamlayan fonksiyonel fenotipleme sunar.