Três novos testes comportamentais (membro anterior passo a alternância, teste instabilidade postural, teste de manipulação de massas) para avaliar a função do membro torácico após lesão medular cervical em roedores são descritos.
Cervical lesão medular (CSCI) pode causar déficits neurológicos devastadores, incluindo deterioração ou perda de membro superior e função da mão. A maioria das lesões na medula espinhal em humanos ocorrem nos níveis cervicais. Portanto, o desenvolvimento de modelos de lesão cervical e desenvolvimento de testes comportamentais relevantes e sensíveis é de grande importância. Aqui nós descrevemos o uso de um teste passo a alternância membro anterior desenvolvido recentemente após lesão medular cervical em ratos. Além disso, descrevemos dois testes comportamentais que não foram utilizados após a lesão medular: um teste de instabilidade postural (PIT), e um teste de massa de manipulação. Todos os três testes comportamentais são altamente sensíveis a lesão e são fáceis de utilizar. Por isso, sentimos que esses testes comportamentais pode ser fundamental para investigar estratégias terapêuticas após CSCI.
Cervical lesão medular (CSCI) é a forma mais prevalente de SCI em pacientes, o que representa cerca de 62% de todos os SIC ( http://www.spinalcord.uab.edu ). Lesões na medula espinhal cervical pode resultar em deficiências nas extremidades superiores, bem como a respiração. Um estudo recente em doentes com CsCl sugere que a função total ou parcial do braço e / ou da mão é considerada uma grande prioridade 1. Portanto, o desenvolvimento de modelos CSCI e ensaios comportamentais associados que são fáceis, sensível e confiável para uso é um objetivo importante. Existem vários testes comportamentais úteis para avaliar a função do membro torácico após CSCI em roedores 1-17, no entanto, muitos desses testes são difíceis de usar e requerem equipamento especializado. Testes de manuseio de massas têm sido desenvolvidos por outros grupos de 18,19, mas estes testes exigem que os animais ser filmado em gaiolas específicas alimentares massas, o que requer um longoperíodo de treino, enquanto que o método propomos pode ser realizada em gaiola de origem dos animais. Testes de pasta anteriormente descritos exigem tempo de análise significativa e frequentemente o software caro, ao contrário do ensaio descrito aqui. O objectivo do nosso método consiste em desenvolver e utilizar testes comportamentais que são fáceis de usar, fiável, e não requer equipamento caro. Especificamente, o teste passo a alternância membro anterior descrito aqui permite aos pesquisadores estimar volume da lesão logo após a lesão, proporcionando um meio para criar grupos de tratamento equivalentes antes de um tratamento crônico é administrada. Neste estudo, descrevemos detalhadamente três novos testes comportamentais: (1) membro anterior passo a alternância (2), instabilidade postural, e (3) de manipulação de massas.
Determinar os testes comportamentais direito de usar pode ser difícil. Na verdade, sentimos que ninguém teste comportamental pode avaliar o funcionamento dos membros anteriores de forma adequada. Portanto, sugerimos o uso de uma combinação de alguns testes comportamentais para assfunção membro anterior ess após SCI. Categoricamente falando, deve-se usar uma tarefa de campo aberto tipo locomotor (por exemplo, membro anterior escala locomotora, cilindro), onde os animais são avaliados com o uso de seus membros anteriores durante a locomoção normal, e um teste específico de tarefas, onde os animais são convidados a executar uma tarefa específica envolvendo o uso de seus membros anteriores (por exemplo, comer massas, instabilidade postural, força de preensão, etc.) Os testes comportamentais descritos aqui em detalhes são úteis para determinar a gravidade da lesão em ~ uma semana após lesão (membro anterior passo a alternância, a instabilidade postural, manipulação de massas), os efeitos de uma lesão unilateral no membro anterior contralesional (membro anterior passo a alternância, a instabilidade postural ) e movimento motora fina dos membros anteriores (manipulação de massas). Conhecendo a gravidade e os efeitos da lesão também utilizada pode ditar os testes de comportamento. Se os movimentos motoras finas do pulso não são possíveis após a lesão, através de um teste que mede e quantifs do uso de membro anterior patas é inapropriada. Por exemplo, muitos dos testes de manuseio de massas anteriormente descritos olhar mais profundo sobre os movimentos individuais de dígitos, no entanto, encontramos com a gravidade ea localização da lesão nossa, isso era irrelevante e, em vez observadas diferenças na colocação geral do membro.
Os investigadores podem ser tentados para realizar vários testes comportamentais e utilizar uma amostra deles para demonstração com base nos resultados, no entanto, recomenda-se que para cada modelo experimental, sendo usado um estudo piloto é realizada para determinar testes comportamentais apropriadas para a lesão. Portanto, é importante notar que o utilizador deve ter pelo menos algum conhecimento anterior do tipo e extensão do défice de um tipo de lesão em particular antes de decidir em testes comportamentais para ser empregadas. Avaliando a gravidade da lesão com base no desempenho comportamental também permite que os grupos de tratamento a ser criado com uma distribuição igual de gravidade da lesão antes de tratarmento é administrado.
Cervical lesão medular (CSCI) pode resultar em lesões que alteram devastadores e de vida em pacientes. Há um certo número de modelos de lesão da medula espinal cervical desenvolvidas em roedores, que são usados para estudar a plasticidade dos substratos neurais e agentes terapêuticos. Desenvolver sensível, eficaz, reprodutível e fácil de usar testes comportamentais para avaliar os déficits funcionais e recuperação após CSCI é uma meta importante. Aqui, descrevemos em detalhes o uso de três desses testes comportamentais: alternância membro, instabilidade postural e manipulação de massas.
Lesão da medula espinal em roedores, como na população humana, é uma lesão heterogénea. Uma lesão muito semelhante pode induzir uma variedade de défices comportamentais. Portanto, é importante para determinar a gravidade das lesões em animais lesionados. Descobrimos que a tarefa alternância membro é uma maneira muito eficaz de determinar se o lado contralesional está danificado depois de uma lesão unilateral (hemissecção ou contTipo usion ferimento) para a medula espinhal cervical 19. Dados do nosso grupo mostraram que a utilização de esta tarefa de alternação membro pode determinar a gravidade da lesão na primeira semana após a lesão. Além disso, os animais mais gravemente feridos (não-alternadores) tinha um perfil de recuperação significativamente diferente quando comparada com os alternadores (utilizando a escala motora dos membros anteriores). Portanto, a tarefa de alternação membro é extremamente útil agrupando os ratos lesionados em alternadores e não-alternadores, particularmente se o estudo inclui o tratamento crónico para garantir que há uma distribuição igual da gravidade da lesão de cada grupo de tratamento.
Recomenda-se que o teste de membro anterior-alternância ser utilizado em combinação com outras tarefas que podem examinar o uso de membros posteriores dos animais (tais como a escala de membro anterior locomotora ou o teste de preferência pata cilindro). Ao administrar este teste, é imperativo que o experimentador realizar o ensaio, o mesmo número de vezescom cada mão (por exemplo, duas vezes com a mão esquerda e duas vezes com a direita) para minimizar o efeito da posição da mão experimentador sobre o comportamento dos ratos. Este teste só é eficaz se o animal está relaxado nas mãos do experimentador, as 2-3 semanas de manipulação sugeridas devem pagar relaxamento. Além disso, uma vez que o animal está relaxado, o experimentador deve segurar o animal em cerca de 90 ° em uma posição de carrinho de mão para evitar a variação dentro do animal.
O teste-membro anterior alternância também pode oferecer subsídios para conexões neurais cross-espinhal quando os animais são incapazes de entrar individualmente com uma pata, mas são capazes de executar uma tarefa de alternância. Para locomoção quadrúpedes normal em animais tais como ratos, várias regiões do cérebro, bem como geradores de padrão centrais locais (CPGs) ao longo do comprimento da espinal-medula estão envolvidos. Especificamente para a pata dianteira movimento rítmico, os segmentos da coluna vertebral cervical, C3-C6 são considerados importantes 22. Anteriormente, descridiferenças anatômicas entre alternadores cama e não alternadores em animais lesados (um hemissecção lateral na C3/C4 foi realizada) e encontraram mais danos à coluna dorsal contralesional e trato corticoespinhal em animais não alternando 18. Pensa-se que para o movimento dos membros anteriores, gerador de padrão rítmico está presente em cada nível do segmento hemi cervical e que as conexões inibidoras cross-medula são responsáveis pela alternância 23. Nossos achados anatômicos anteriores também implica que os danos para o lado contralesional da medula espinhal podem causar perturbações à saída do motor rítmico (como alternância), enquanto que se o contralesional da medula espinhal é mais intacto, as saídas motoras rítmicas são mais propensos a funcionar normalmente. Não observamos danos significativos para qualquer porção ventral medial contralesional dos cabos e, portanto, que a análise não foi realizada.
O teste de instabilidade postural descrito aqui é uma versão teste útil y porque ele pode detectar alterações em ambos os membros anteriores (ipsi-e contralesional) causada por uma lesão unilateral. É importante notar que este teste deve ser administrada apenas quando o animal está relaxado nas mãos do experimentador. Em nossa experiência, isso pode levar manejo diário dos animais para 2-3 semanas. Uma vez que o experimentador e o animal é confortável, este teste é muito sensível e pode ser utilizado para obter os dados de deslocamento altamente consistentes para cada membro anterior. Se o animal é tensa, o experimentador pode segurar cuidadosamente o animal e movê-los para cima e para baixo, de fora para cima da mesa até que o animal é confortável e entende que a mesa é um local seguro. Uma vez que o animal é relaxada, é importante para manter os animais em condições carrinho de mão em cerca de 90 ° para obter resultados consistentes. Este teste é fácil de administrar e fornece uma visão para além de outros testes comportamentais, fornecendo informações sobre a compensação e déficit com uma tarefa simples.
t "> Ratos prontamente comer massas secas após o treino na frente da câmera. Portanto, a manipulação de massas é um teste relativamente fácil de administrar. Neste estudo, nós estávamos gravando e usando dados de uso do membro (esquerda, direita ou ambos) e tempo para comer massas só. Uma análise mais detalhada, incluindo ajustes pata durante comer massas tem sido descrita anteriormente em animais com lesões, como lesões isquêmicas unilaterais e unilateral do estriado 20,21,24 depleção de dopamina. Portanto, é possível desenvolver e usar um mais . análise de sensibilidade do teste comer macarrão após CSCI Foram incluídos posição pata na folha de pontuação, pois isso pode revelar lateralidade ou habilidade com cada mão Além disso, estamos observando a aderência de cada pata;. alguns animais descansar sua pata em um dos lados a massa, usando, possivelmente, como um suporte, em vez de agarrar a massa durante a alimentação. Se os animais são hesitantes em comer massa, uma etapa de privação de alimento pode ser introduzido para o protocolo, antes do teste.The authors have nothing to disclose.
Nós gostaríamos de agradecer o financiamento da Missão Connect, um projeto de Fundação TIRR (CES e ZZK), a Fundação Neilsen Craig (CES) e NSF graduação Bolsa de Investigação (Grant #: 2011112479 para 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 |