İnme ile Alzheimer Hastalığının bir Transgenik Fare Modelinde Motor ve Hipokampal Bağımlı Mekansal Öğrenme ve Referans Hafıza Değerlendirme

Bu davranışsal testlerin genel amacı, Alzheimer hastalığı ve inmenin eşlik ettiği yeni bir komorbid sıçan modelinde motor fonksiyonların yanı sıra mekânsal öğrenme ve bellek performansını değerlendirmektir. Bu yöntem, inme ve Alzheimer hastalığı patolojisinin nasıl etkileşime girerek potansiyel olarak artmış motor defisit ve hızlanmış bilişsel gerileme fenotipi oluşturduğu gibi, demans alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniklerin temel avantajı, kolayca uygulanabilir, maliyet etkin ve daha sonraki zaman noktalarında tekrarlanan testler için uygun olmalarının yanı sıra bir dizi beyin fonksiyonunu test edebilmeleridir.

Bu tekniğin etkileri, yeni önleyici bileşiklerin beraber seyreden davranışsal fenotipi iyileştirme potansiyellerinin test edilebilmesi nedeniyle, inme sonrası demansın önlenmesine kadar uzanmaktadır. Başlamak için, önceden monte edilmiş silindir düzeneğinin altına 45 derecelik açıyla bir ayna yerleştirin. Ardından bir video kamerayı tripoda sabitleyin ve düzeneğe yaklaşık 50 santimetre mesafede konumlandırın.

Silindirin aynadaki tüm çapının kamera tarafından görüntülenebildiğini kontrol edin. Ardından, aklimatize olmuş bir sıçan seçin ve beyaz bir tahtaya hayvanın numarasını ve ek deneme bilgilerini yazın. Bu tahtayı aynanın önüne yerleştirin ve ardından video kamerada kayıt düğmesine basın.

Sıradaki adım olarak sıçanı kuyruk tabanından tutarak silindirin içine yerleştirin. Ardından düzeneğin kapağını sabitleyin ve aynayı artık engellememesi için beyaz tahtayı kaldırın. Beyaz tahta kaldırıldıktan sonra, tek bir denemeyi oluşturan beş dakikalık süre boyunca hayvanın kaydını alın.

Bu sürenin sonunda kaydı durdurun, sıçanı kendi kafesine geri koyun ve silindiri kağıt havlu ve su ile temizleyin. Ardından, sıçan başına toplam üç deneme gerçekleştirmek için daha önce açıklanan adımları iki kez daha tekrarlayın. Tüm sıçanlar için veriler toplandıktan sonra, kamera dosyalarını bir video düzenleme programına aktarın ve metin protokolünde açıklandığı şekilde dört ekstremite temas sayısını nicelendirmeye geçin.

Öncelikle, siyah bir duvarın önünde iki raf ünitesini birbirlerinden yaklaşık 100 santimetre uzaklıkta konumlandırın. Ardından, daha önceden temin edilmiş ahşap bir kirişin uçlarını, aralarında yaklaşık bir metre desteklenmemiş ahşap boşluk kalacak şekilde bantla raflara sabitleyin. Son olarak, bir stand üzerine video kamera yerleştirin ve kamerayı kirişin tüm uzunluğunu kaydedecek şekilde konumlandırın.

Kiriş üzerinde yürüme eğitim seansını tamamlamış bir sıçan seçerek devam edin ve sıçanın numarasını ve ek deneme bilgilerini bir beyaz tahtaya kaydedin. İşlem tamamlandığında, beyaz tahtayı kirişin arkasındaki duvara bantlayın. Ardından, hayvanın ev kafesini ve sıçanın kalas üzerinden geçtikten hemen sonra girebileceği, motive edici bir ipucu görevi gören çevresel zenginleştirme tüpünü kirişin bir ucuna yerleştirerek devam edin.

Ardından video kameranın kayıt düğmesine basın. Hemen sonrasında, sıçanı kuyruk tabanından tutun ve kafes ve tüp olmadanyla kirişin karşı ucuna yerleştirin. Hayvan, denemenin sonunu belirleyen yükseltilmiş ahşap uzunluğunu tamamen başarıyla geçene kadar kayıt yapmaya devam edin.

Sıçan kirişin ortasında duraksarsa, hareketi teşvik etmek için kuyruğuna hafifçe dokunun. Hayvan görevi tamamladığında, ev kafesini kirişin diğer ucuna taşıyın. Beyaz tahtadaki deneme numarasını değiştirin ve prosedürü daha önce açıklandığı şekilde tekrarlayın.

Tüm hayvan denemeleri kaydedildikten sonra, kamera dosyalarını bir video düzenleme programına aktarın ve ilgili adımı, uzuv kaymalarını ve düşme verilerini metin protokolünde açıklandığı şekilde analiz edin. Boş, dairesel bir havuzun merkezinin üzerine bir video kamera sabitleyerek başlayın. Ardından, havuzun kenarı boyunca bant yapıştırarak tankın dört kuadrantını belirleyin ve bunları takip yazılım programındaki tank taslağıyla uygun şekilde hizalayın.

Ardından, tankı 36 santimetre derinliğe kadar suyla doldurun ve platformun su yüzeyinin altından görünmediğinden emin olmak ve beyaz sıçanları daha iyi görselleştirmek için sıvı opak hale gelene kadar toksik olmayan siyah boya ekleyin. Havuz hazırlandıktan sonra, etrafını boş duvar yüzeyleriyle çevreleyin. Daha sonra, farklı renklerdeki kartonlardan dört şekil keserek mekansal ipuçlarını hazırlayın.

Ardından, havuzun kuzey, güney, doğu ve batı konumlarıyla ilişkili duvarların her birine bir şekil takın. Bir mekansal öğrenme deneyi gerçekleştirmek için, havuzun güneybatı kuadrantına dairesel bir platform yerleştirerek devam edin. Eşlik eden bilgisayar programında, bu yapının kuadranttaki belirlenmiş platform alanı ile hizalı olduğunu kontrol edin.

Sırayla, bir sıçanı kuyruğunun tabanından tutarak havuz duvarı boyunca belirlenmiş başlangıç noktasına nazikçe yerleştirin. Hayvan tanka girdiğinde, hızlıca görüş alanının dışına çıkın ve diğer deneyciye takip yazılımını başlatması için işaret verin. Sıçanın platformu bulup üzerine çıkana kadar yüzmesine izin verin.

Bu noktada, diğer araştırmacı bilgisayar üzerindeki denemeyi durdurmalıdır. Hayvanın 30 saniye boyunca platformda kalmasına izin verin. Eğer sıçan, belirlenen deneme süresi olan 90 saniye içinde platformu bulamazsa, hayvanı yapıya doğru yönlendirin ve orada 30 saniye boyunca kalmasını sağlayın.

Ardından, sıçanı kuyruk tabanından kaldırarak labirentten çıkarın. Sıçanı, kolun üzerine serilmiş bir havlunun üzerine yerleştirin. Bu prosedürü, denemeler arasında 20 dakikalık bir ara olacak şekilde her hayvan için üç kez daha tekrarlayın; böylece her sıçan toplamda dört denemeyi tamamlamış olur.

Mekansal öğrenme deneyi tamamlandıktan sonra, prob denemelerine başlamak için platformu havuzdan çıkarın. Yazılımda, güneybatı kuadrantındaki önceki platform konumunun tanımlı olduğundan emin olun. Ardından havuzun içine bir sıçan yerleştirin.

Tankın duvarı boyunca suya yerleştirin. Daha önce olduğu gibi, hemen hayvanın görüş alanından çıkın ve başka bir deneyciye takip yazılımını başlatmasını söyleyin. 30 saniyelik keşif denemesinin sonunda, hayvanı kuyruk kökünden tutarak tanktan çıkarın ve ardından havluyla örtülmüş bir kola yerleştirin.

Bu prosedürü bir hafta sonra tekrarlayın. Tüm hayvanlar için mekansal öğrenme ve prob denemeleri tamamlandığında, verileri metin protokolünde açıklandığı şekilde analiz edin. Silindir düzeneğinden elde edilen dört uzuv kullanım verileri, APP21 transgenik sıçanlardan inme indüksiyonundan üç gün önce ve yedi ile 20 gün sonra toplanmıştır.

Standartlaştırıldığında ve dört uzvun eşit kullanımını temsil eden değerle (buradaki kırmızı çizgi) karşılaştırıldığında, bu sonuçlar komorbid sıçanların istatistiksel olarak dört uzuv defisiti göstermediklerini ortaya koymaktadır. Benzer sonuçlar, inme geçirmiş veya geçirmemiş vahşi tip hayvanlar ile tek başına APP21 transgenik sıçanlar için de elde edilmiştir. Bununla birlikte, komorbid hayvanlar lokomosyonla ilişkili motor fonksiyonlarda farklılıklar göstermiştir.

İnme indüksiyonundan yedi gün önce ve 21 gün sonra bu sıçanlar için toplanan kiriş yürüyüş görevi verileri, diğer gruplarda gözlemlenmeyen, tahtayı geçmek için gereken adım sayısında belirgin bir artış olduğunu ortaya koymaktadır. Morris su labirenti sonuçları da komorbid hayvanlarda hafıza defisitlerini ortaya koymaktadır; bu durum, birinci ve ikinci prob denemeleri arasında hayvanların platformun eskiden bulunduğu havuz kadranına ulaşmak için harcadıkları süredeki (latans) yüzde değişimi gösteren bu grafik ile kanıtlanmıştır. Burada, inme geçirmiş APP21 sıçanlarının ikinci denemede hedef kadrana girmeleri anlamlı derecede daha uzun sürmektedir.

Bu durum, yalnızca transgenik sıçanlarda veya inme geçiren vahşi tip hayvanlarda görülmeyen bir farktır. Bu da komorbid hayvanların uzun süreli bellek kaybına sahip olduğunu göstermektedir. Bu prosedür uygulanırken, tüm değişkenlerin test oturumları boyunca ve oturumlar arasında mümkün olduğunca tutarlı tutulması ve hayvanlar için stressiz bir ortam oluşturulması önemlidir.

Bu videoyu izledikten sonra, inme sonrası demans fare modellerinde motor ve bilişsel performansın nasıl değerlendirileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.