Trois nouveaux tests comportementaux (membre antérieur étape alternance, test de l'instabilité posturale, essai de manipulation de pâtes) pour évaluer la fonction des membres antérieurs après une blessure de la moelle épinière cervicale chez les rongeurs sont décrits.
Lésions de la moelle épinière cervicale (CSCI) peut provoquer des déficits neurologiques dévastateurs, y compris la dépréciation ou la perte d'un membre supérieur et de la fonction de la main. La majorité des blessures de la moelle épinière chez l'homme se produisent au niveau du col. Par conséquent, le développement de modèles de lésions cervicales et le développement de tests comportementaux pertinents et sensibles est d'une grande importance. Nous décrivons ici l'utilisation d'un membre antérieur nouveau test étape alternance après une blessure de la moelle épinière cervicale chez les rats. En outre, nous décrivons deux tests comportementaux qui n'ont pas été utilisés après une blessure de la moelle épinière: un test de l'instabilité posturale (PIT), et un essai de pâtes manipulation. Tous les trois tests comportementaux sont très sensibles aux blessures et sont faciles à utiliser. Par conséquent, nous pensons que ces tests comportementaux peuvent jouer un rôle dans les enquêtes sur les stratégies thérapeutiques après CSCI.
Col de l'utérus blessures de la moelle épinière (CSCI) est la forme la plus répandue de la SCI chez les patients, ce qui représente environ 62% de tous les SIC ( http://www.spinalcord.uab.edu ). Les blessures à la moelle épinière cervicale peut entraîner des déficiences dans les membres supérieurs ainsi que la respiration. Une étude récente chez les patients atteints CSCI suggère que la fonction partielle ou totale du bras et / ou de la main est considérée comme une priorité majeure 1. Par conséquent, le développement de modèles CSCI et tests comportementaux associés qui sont faciles, sensible et fiable à utiliser est un objectif important. Il existe plusieurs tests de comportement utiles pour évaluer la fonction des membres antérieurs après CSCI chez les rongeurs 1-17, cependant, beaucoup de ces essais sont difficiles à utiliser et ne nécessitent un équipement spécialisé. des tests de manipulation de pâtes ont été développés par d'autres groupes 18,19, mais ces tests exigent que les animaux filmés dans des cages alimentaires de pâtes spécifiques, ce qui nécessite une longuepériode de formation, alors que la méthode que nous proposons peut être effectuée dans la maison de la cage de l'animal. Tests de pâtes décrites précédemment nécessitent significative le temps d'analyse et souvent des logiciels coûteux, contrairement à l'essai décrit ici. L'objectif de notre méthode est de développer et d'utiliser des tests de comportement qui sont faciles à utiliser, fiables et ne nécessitent pas de matériel coûteux. Plus précisément, l'étape de test-alternance membre antérieur décrit ici permet aux chercheurs d'estimer le volume de la lésion précoce après une blessure, offrant un moyen de créer des groupes de traitement équivalent avant un traitement chronique est administré. Dans cette étude, nous décrivons en détail trois nouveaux tests comportementaux: (1) membre antérieur étape alternance, (2) l'instabilité posturale, et (3) la manipulation de pâtes.
Déterminer les tests comportementaux droit d'utiliser peut être difficile. En effet, nous pensons que personne ne test comportemental peut évaluer le fonctionnement des membres antérieurs de manière adéquate. Par conséquent, nous vous conseillons d'utiliser une combinaison de quelques tests comportementaux de culess fonction de membre antérieur après la SCI. Parler catégoriquement, il faut utiliser une tâche plein champ de type locomoteur (par exemple, des membres antérieurs échelle locomotrice, cylindre) où les animaux sont évalués sur l'utilisation de leurs membres antérieurs lors de la locomotion normale, et un test spécifique de la tâche, où les animaux sont invités à effectuer une tâche spécifique impliquant l'utilisation de leur membres antérieurs (par exemple, les pâtes alimentaires, l'instabilité posturale, la force de préhension, etc.) Les tests comportementaux décrits ici en détail sont utiles pour déterminer la gravité des lésions à ~ une semaine après la lésion (membre antérieur étape alternance, l'instabilité posturale, la manipulation de pâtes), les effets d'une lésion unilatérale de la patte avant contralésionnel (membre antérieur étape alternance, l'instabilité posturale ) et le mouvement de la motricité fine des membres antérieurs (manipulation de pâtes). Connaissant la gravité et les effets de la lésion utilisé peut également dicter les tests comportementaux appropriés. Si les mouvements de motricité fine du poignet ne sont pas possibles après lésion, en utilisant un test qui mesure et QUANTIFs l'utilisation des membres antérieurs pattes est inapproprié. Par exemple, la plupart des tests de manipulation de pâtes décrites précédemment regarder plus en profondeur les mouvements individuels de chiffres, cependant, nous avons trouvé avec la gravité et l'emplacement de notre blessure, ce n'était pas pertinent et à la place les différences observées dans le classement général de la branche.
Les chercheurs peuvent être tentés de procéder à de nombreux tests de comportement et d'utiliser un échantillon d'entre eux pour la démonstration sur la base des résultats, cependant, il est recommandé que, pour chaque modèle expérimental utilisé une étude pilote est effectuée pour déterminer les tests comportementaux appropriés pour la lésion. Par conséquent, il est important de noter que l'utilisateur doit avoir au moins une certaine connaissance préalable du type de déficit et l'étendue d'un type de lésion particulière avant de décider de tests comportementaux pour être employées. Évaluer la gravité des lésions sur la base de la performance comportementale permet également des groupes de traitement à être créés avec une répartition égale de la gravité des lésions avant traitementment est administré.
Lésions de la moelle épinière cervicale (CSCI) peut entraîner des blessures dévastatrices et qui change la vie des patients. Il existe un certain nombre de modèles de lésion de la moelle épinière cervicale développés chez les rongeurs qui sont utilisés pour étudier la plasticité des substrats neuronaux et des agents thérapeutiques. Développer sensible, efficace, reproductible et facile à utiliser des tests comportementaux pour évaluer les déficits et la récupération fonctionnelle après CSCI est un objectif important. Ici, nous décrivons en détail l'utilisation de trois de ces tests comportementaux: membre alternance, l'instabilité posturale et de manipulation de pâtes.
Lésions de la moelle épinière chez les rongeurs, comme dans la population humaine, est une lésion hétérogène. Une blessure très similaire peut induire une variété de troubles du comportement. Par conséquent, il est important de déterminer la gravité des lésions chez des animaux blessés. Nous avons constaté que la tâche des membres de l'alternance est un moyen très efficace de déterminer si le côté contralésionnel est endommagé après une blessure unilatérale (de hemisection ou contType usion blessure) à la moelle épinière cervicale 19. Les données de notre groupe ont montré que l'utilisation de cette branche tâche d'alternance peut déterminer la gravité de la lésion à l'intérieur de la première semaine après la lésion. En outre, les animaux les plus gravement blessés (non-alternateurs) avaient un profil de récupération significativement différente par rapport à des alternateurs (en utilisant l'échelle de la locomotion des membres antérieurs). Par conséquent, la tâche des membres de l'alternance est extrêmement utile en regroupant les rats blessés dans les alternateurs et les non-alternateurs, en particulier si l'étude comprend un traitement chronique pour s'assurer qu'il ya une répartition égale de la gravité des lésions dans chaque groupe de traitement.
Il est recommandé que le test forelimb-alternance être utilisé en combinaison avec d'autres tâches qui peuvent examiner l'utilisation des membres antérieurs des animaux (tels que l'échelle des membres antérieurs locomotrice ou le test de préférence cylindre de la patte). Bien que l'administration de ce test, il est impératif que l'expérimentateur effectuer le test le même nombre de foisavec chaque main (par exemple, deux fois avec la main gauche et deux fois avec la droite) pour minimiser l'effet de la position expérimentateur de main sur le comportement des rats. Ce test n'est efficace que si l'animal est relâché dans les mains de l'expérimentateur, les 2-3 semaines de manipulation proposées devraient permettre de détente. En outre, une fois que l'animal est détendu, l'expérimentateur doit tenir l'animal à environ 90 ° dans une position pour empêcher la brouette variation intra-animal.
Le test forelimb-alternance peut également fournir un aperçu de connexions neuronales transversale de la colonne vertébrale lorsque les animaux sont incapables de l'étape individuellement avec une patte, mais sont capables d'effectuer une tâche d'alternance. Pour locomotion quadrupède normale chez les animaux tels que les rats, les nombreuses régions du cerveau ainsi que des générateurs de motifs centraux locaux (GPC) sur la longueur de la moelle épinière sont impliqués. Spécifiquement pour les membres antérieurs mouvement rythmique, les segments cervicaux, C3-C6 sont jugées importantes 22. Auparavant, nous décridifférences de lit anatomiques entre les alternateurs et les non-alternateurs en animaux lésés (un Hémisection latérale à C3/C4 a été effectuée) et ont trouvé plus de dommages à la colonne dorsale et contralésionnel faisceau cortico-spinal chez les animaux non-alternance 18. On pense que pour le mouvement des membres antérieurs, générateur de motif rythmique est présent à chaque niveau de l'hémi-segment cervical et que les connexions inhibitrices contre-cord sont responsables de l'alternance 23. Nos résultats anatomiques antérieures implique également que les dommages à la face contralésionnel de la moelle épinière peut entraîner une perturbation de la sortie du moteur rythmique (comme alternance), alors que si la contralésionnel de la moelle épinière est plus intact, les puissances des moteurs rythmiques sont plus susceptibles d' fonctionner normalement. Nous n'avons pas observé d'importants dégâts à toutes les parties ventrales médianes contralésionnel des cordes et donc que l'analyse n'a pas été effectuée.
Le test de l'instabilité posturale décrite ici est un ver test utile y car il peut détecter des changements dans les deux membres antérieurs (ipsi-et contralésionnel) causée par une lésion unilatérale. Il est important de noter que ce test doit être administré que lorsque l'animal est relâché dans les mains de l'expérimentateur. Dans notre expérience, cela peut prendre manipulation quotidienne des animaux pendant 2-3 semaines. Une fois l'expérimentateur et l'animal sont à l'aise, ce test est très sensible et peut être utilisé pour obtenir des données de déplacement très cohérents pour chaque membre antérieur. Si l'animal est tendue, l'expérimentateur peut tenir doucement l'animal et les déplacer au large de et vers le bas sur la table jusqu'à ce que l'animal est confortable et comprend que le tableau est un endroit sûr. Une fois l'animal est détendu, il est important de maintenir les animaux dans une position brouette à près de 90 ° pour des résultats cohérents. Ce test est facile à administrer et donne un aperçu au-delà d'autres tests de comportement en fournissant des informations sur la rémunération et le déficit avec une tâche simple.
t "> rats mangent facilement pâtes sèches après la formation en face de la caméra. Par conséquent, le traitement des pâtes est un test relativement facile à administrer. Dans cette étude, nous enregistrions et utiliser les données pour l'utilisation du membre (gauche, droite ou les deux) et le temps manger des pâtes seulement. Une analyse plus détaillée, y compris des ajustements de patte pendant pâtes alimentaires a été décrit précédemment chez les animaux avec des blessures telles que des lésions ischémiques unilatérales et unilatérale du striatum déplétion en dopamine 20,21,24. Par conséquent, il est possible de développer et d'utiliser un plus . analyse sensible de l'essai pâtes de manger après CSCI Nous comprenait la position de la patte sur la feuille de pointage, comme ce peut révéler l'impartialité ou la capacité de chaque main En outre, nous prenons note de la poignée de chaque patte;. certains animaux se reposent de leur patte sur un côté de les pâtes, utiliser éventuellement comme un support, plutôt que de saisir la pâte lors de la consommation. Si les animaux sont réticents à manger des pâtes, une étape de la privation de nourriture peut être introduit dans le protocole avant le test.The authors have nothing to disclose.
Nous tenons à remercier le financement de la Mission Connect, un projet de la Fondation TIRR (CES et ZZK), la Fondation Craig Nielsen (CES) et la NSF Graduate Research Fellowship (Grant #: 2011112479 pour SAG).
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Sand paper | 3M | 5097 | 3M Gold Fre-Cut Sandpaper was used. Any 220-grit sandpaper would work well |
Dry Pasta | Skinner | Skinner Thin Spaghetti was used. It is available at Walmart |