JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Nederlands

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Behavior

Het beoordelen voorpoot Functie na Eenzijdige Baarmoederhalskanker SCI behulp Novel Taken: Limb Step-afwisseling, houdingsinstabiliteit en Pasta Handling

Published: September 16, 2013
doi:
10.3791/50955
, , ,
1Department of Biomedical Engineering,The University of Texas at Austin, 2Department of Psychology,The University of Texas at Austin, 3The J. Crayton Pruitt Family Department of Biomedical Engineering,University of Florida

Summary

Drie nieuwe gedragstesten (voorpoot stap-afwisseling, houdingsinstabiliteit test, pasta handling test) voor de evaluatie van voorpoot functie na cervicale dwarslaesie bij knaagdieren zijn beschreven.

Abstract

Cervicale dwarslaesie (CSCI) kan verwoestende neurologische tekorten, inclusief bijzondere waardevermindering of verlies van de bovenste ledematen en handfunctie veroorzaken. Een meerderheid van de ruggemergverwondingen in mensen optreden op de cervicale niveaus. Daarom ontwikkelen cervicale letsels modellen en ontwikkeling van relevante en gevoelige gedragstesten van groot belang. Hier beschrijven we het gebruik van een nieuw ontwikkelde voorpoot stap afwisseling test na cervicale ruggenmerg letsel bij ratten. Daarnaast beschrijven we twee gedrags-tests die nog niet zijn gebruikt na dwarslaesie: een instabiele houding-test (PIT), en een pasta-handling test. Alle drie gedragstesten zijn zeer gevoelig voor schade en zijn gemakkelijk te gebruiken. Daarom menen wij dat deze gedragstesten instrumenteel bij het onderzoeken van therapeutische strategieën na CSCI kan zijn.

Introduction

Cervicale dwarslaesie (CSCI) is de meest voorkomende vorm van SCI bij patiënten, wat neerkomt op ongeveer 62% van alle GCB ( http://www.spinalcord.uab.edu ). Verwondingen aan de cervicale ruggenmerg kan leiden tot stoornissen in de bovenste extremiteiten als ademhalen. Een recente studie bij patiënten met CSCI suggereert dat gedeeltelijke of volledige functie van de arm en / of met de hand wordt beschouwd als een belangrijke prioriteit 1 zijn. Daarom ontwikkelen CSCI modellen en bijbehorende gedrags testen die eenvoudig, gevoelig en betrouwbaar te gebruiken zijn is een belangrijk doel. Er zijn verschillende nuttige gedragstesten om voorpoot functie getest na CsCl bij knaagdieren 1-17, echter veel van deze tests zijn moeilijk te gebruiken en vereisen gespecialiseerde apparatuur. Pasta behandeling test ontwikkeld door andere groepen 18,19, maar deze tests vereisen dat de dieren worden gefilmd specifieke pasta eten kooien, dat een lange vergtstage lopen, terwijl de methode die we voorstellen de dieren kooi kan worden uitgevoerd. Eerder beschreven pasta proeven vereisen aanzienlijke analyse tijd en vaak dure software, in tegenstelling tot de hier beschreven test. Het doel van onze methode is het ontwikkelen en gebruiken gedragstesten die gemakkelijk te gebruiken, betrouwbaar zijn, en geen dure apparatuur nodig. Met name de voorpoot stap-afwisseling-test hier beschreven staat onderzoekers toe om laesievolume vroeg na blessure schatten, een middel om een ​​gelijkwaardige behandeling groepen te maken voordat een chronische behandeling wordt toegediend. In deze studie hebben we in detail beschrijven drie nieuwe gedragstesten: (1) voorpoot stap-afwisseling, (2) instabiele houding, en (3) pasta handling.

Het bepalen van de juiste gedragstesten gebruik kan moeilijk zijn. Sterker nog, wij vinden dat niemand gedragstest de werking van de voorpoten adequaat kan beoordelen. Daarom raden wij het gebruik van een combinatie van enkele gedragstesten om kontess voorpoot functie na SCI. Categorisch spreken, moet men een open veld soort motorische taak (bijvoorbeeld voorpoot motorische schaal, cilinder) waar dieren worden beoordeeld op het gebruik van hun voorpoot tijdens normale motoriek, en een taak specifieke test, waar de dieren worden gevraagd om een specifieke taak uit te voeren gebruiken die het gebruik van hun voorpoot (bijv. pasta eten, instabiele houding, grip sterkte, enz.). De gedragstesten hier in detail beschreven zijn nuttig voor het bepalen van laesie ernst van ~ een week na de laesie (voorpoot stap-afwisseling, instabiele houding, pasta handling), de effecten van een unilaterale laesie op de contralesional voorpoot (voorpoot stap-afwisseling, houdingsinstabiliteit ) en fijne motoriek van de voorpoten (pasta handling). Het kennen van de ernst en de gevolgen van de laesie gebruikt kan dicteren de geschikte gedragstesten. Als fijne motorische bewegingen van de pols zijn niet mogelijk na laesie, met behulp van een test die maatregelen en quantifs het gebruik van voorpoot poten is ongepast. Bijvoorbeeld, veel van de eerder beschreven pasta behandeling test kijken meer in diepte individuele bewegingen cijfers, maar wij vonden met de ernst en de plaats van onze letsel, was irrelevant, maar waargenomen verschillen in de totale plaatsing van de ledemaat.

Onderzoekers in de verleiding om veel gedrags tests en gebruik een referentiemonster hen demonstratie basis van de resultaten, maar het wordt aanbevolen dat elke experimentele model gebruikt een pilotstudie uitgevoerd om passende gedragstesten de laesie te bepalen. Daarom is het van belang dat de gebruiker ten minste enkele voorkennis van het type tekort en omvang van een bepaald type laesie moet hebben alvorens te beslissen over gedragstesten kunnen werken. Het beoordelen van laesie ernst gebaseerd op gedrags prestaties maakt het ook behandelingsgroepen worden gecreëerd met een gelijke verdeling van de laesie ernst voordat traktatiement wordt toegediend.

Protocol

Alle dierlijke procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de goedgekeurde protocollen met de interne IACUC aan de Universiteit van Texas in Austin en onder National Institutes of Health (NIH) richtlijnen. Dieren die in deze studie had een C3/C4 laterale kneuzingsletsel gebruikt een Infinite Horizon Impactor, of C3/C4 laterale hemisectie model en deze methoden kunnen breder worden toegepast op andere modellen 18. Wij adviseren de onderzoekers testen dieren voor 2 weken voorafgaand aan letsel, 3 dagen na verwonding en regelmatig (bijv. wekelijks) voor de duur van de studie. Bij het uitvoeren gedragstesten op postoperatieve dieren, vooral op drie dagen na de operatie, moet erop worden gelet dat de dieren voldoende hersteld van de operatie en het gedrag testprocedures veroorzaken geen extra pijn of stress bij de dieren. In het algemeen kunnen 2-3 weken behandeling en pre-tests nodig zijn voor de operatie. Het gaat om het dier comfortabel aan de testomgeving van afhandeling daarvan een soortgelijke manier hoe zij bij controle evenals waardoor het dier zich vrij op het testoppervlak verplaats worden behandeld. Is het ook belangrijk om het dier gebruikt worden gepreciseerd, kan door het verplaatsen van de dieren op en nabij het testen oppervlak niet rechtstreeks voorstellen tot het dier wennen aan hanteren. Het is ook belangrijk om de dieren ontspannen in het begin en tussen testsessies. Om te ontspannen de dieren, houdt het dier op een tafel in een voorpoot alleen-dragende houding, in een "kruiwagen"-stand en stuiteren het dier voorzichtig op het tafelblad waardoor de voorpoten naar de oppervlakte te raken. Dit leert de dieren te voelen onder hen voor een stabiele ondergrond en is een belangrijke en noodzakelijke stap in de procedure, omdat het ervoor zorgt dat de dieren worden versoepeld voor het testen begint. 1. Voorpoot Stap-afwisseling Test Samenvatting Test: Plaats de dieren beide voorpoten aanraakt het tafelblad te bepalen of zij afwisselend gebruik van de voorpoten. Beweeg de rat naar voren, verschuiven hun zwaartepunt, waardoor ze om te proberen naar stap. Deze test wordt vier keer herhaald met elk dier en als een dier shows vermogen om te wisselen bij of hoger dan 75%, wordt het beschouwd als een dynamo zijn. Dit is een geforceerde beweging taak, zodat dieren die worden beschouwd als niet-dynamo herhaaldelijk stapt met dezelfde voorpoot. Bezit zijn van een dier op een tafel in een alleen-voorpoot dragende houding, in een "kruiwagen" positie met hun lichaam op bijna 90 ° van de tafel. Zodra het dier wordt ontspannen, drukt het dier voorwaarts langs het oppervlak van de tafel te bewegen. Bepaal en noteer of de plaatsvervangers rat gebruik van de voorpoten tijdens het bewegen over het oppervlak. Let op en noteer de voorpoot die de beweging geïnitieerd en of het dier kan afwisselen of niet on de voorpoot Step-Afwisseling Test Score Sheet (meegeleverd). Herhaal deze test ten minste tweemaal terwijl het dier met een hand (rechter-of linkerhand). Herhaal dit minstens twee keer opnieuw terwijl het dier in de andere hand. Als ratten toonde dit vermogen kan stap-afwisseling opnieuw getest door invoering van een 5 seconden wachten na de eerste stap om te bepalen of het patroon van afwisseling blijft achteraf. Let op de resultaten en de record in het scoreformulier. Deze test kan dagelijks gebruikt worden, en het wordt aanbevolen dat de dieren ten minste wekelijks worden getest voor een herhaalde metingen experiment. Opmerking: Het is belangrijk handpositie de experimentator wisselen omdat de afwisseling gedrag van de proefdieren kunnen beïnvloeden. De Step-afwisseling scoreformulier opgegeven worden gebruikt om poot positie noteren en gebruiken tijdens het stappen. Hoewel we momenteel niet verwerkt deze gegevens in ons scoresysteem (we hebben alleengebruikte afwisseling status van de groep van de laesie dieren in de huidige studie), kunnen gebruikers gemakkelijk bevatten poot positiegegevens als onderdeel van de analyse, afhankelijk van het specifieke project. 2. Houdingsinstabiliteit Test Samenvatting Test: Voor deze gedragstest, houdt ratten in dezelfde positie als de voorpoot afwisseling proef gesteld, moet elke voorpoot afzonderlijk worden beproefd. Het tafelblad moet worden bedekt met schuurpapier (nr. 220) om uitglijden te voorkomen, schoren, of het slepen van de voorpoten tijdens de test. In deze test wordt de afstand die nodig is voor het dier een stap met de voorpoot onderzocht naar zijn evenwicht weer opgenomen. Dieren in een studiegroep moet ongeveer hetzelfde gewicht, grootte en leeftijd grote verschillen in lichaamsgewicht kan leiden tot variatie in de basislijn afstand nodig voor handhaving zwaartepunt voor een bepaald dier 19. Een schijnvertoning groep moetopgenomen tijdens het gebruik PIT controleren of gedragsveranderingen zijn door regeneratie of herstel plaats leeftijd en gewichtstoename. Bezit zijn van een dier op een tafel in een comfortabele houding en laat beide voorpoten naar de oppervlakte te bereiken, moet het dier comfortabel in een "kruiwagen" positie met hun lichaam op bijna 90 ° van de tafel. Merk op dat het belangrijk is om het dier te houden in een verticale positie. Hierdoor kan een meer consistente afstand nodig om een ​​stap te activeren te herwinnen zwaartepunt. Licht beperken ene voorpoot tegen de romp van het dier en lijn de neus van de rat met de nullijn van boven gezien. Verplaats de rat naar voren. Dit zal het zwaartepunt naar voren stimuleren het dier op stap om haar evenwicht te hervinden van het dier te verschuiven. Noteer de nieuwe positie van de neus na de stappen rat tweemaal en gebruik het gemiddelde van deze twee stappen de afstand nodig is om een ​​stap te activeren. Test elke forelimb onafhankelijk 5x, waardoor het dier terug naar de 0 positie en na te gaan of het dier blijft worden versoepeld in handen van de experimentator voordat u verder gaat om consistente resultaten te waarborgen. Record op de houdingsinstabiliteit Test (PIT) Score Sheet, verstrekt. Deze test kan dagelijks worden uitgevoerd, en het wordt aanbevolen dat de dieren ten minste wekelijks worden getest op de duur van het experiment. 3. Pasta Handling Test Samenvatting Test: Gebruik deze test om de tijd die het kost om een stuk van pasta en de poot voorkeur eten tijdens een-pasta eten sessie bepalen. In deze test, gebruikt 4.0 cm strengen van droge deegwaren (dunne spaghetti; diameter ~ 1,6 mm). De test dient te worden toegediend op ongeveer hetzelfde tijdstip iedere dag testen. Knaagdieren eten over het algemeen droge pasta gemakkelijk, maar 4-6 uur van voedsel terugtrekking wordt aanbevolen voor het testen als dit niet gebeurt. Nulmetingen moet 1-2 weken voor worden verworvenom letsel. Vóór basislijnregistratie moet ratten krijgen hetzelfde soort pasta in de kooi te bereiden voor het testen. Vervolgens laat de ratten te eten pasta in een testkamer en noteer de tijd om pasta te eten. Pasta stukken moeten aan de voorkant van de testkamer waar het gebruik van voorpoten gemakkelijk kan worden waargenomen worden geplaatst. Elke pasta eten sessie moet ook het eten van minstens drie stukken van pasta. Ratten worden bedreven in het eten van pasta beschouwd als hun pasta eten is consistent zijn voor ten minste 3 dagen. Na het trainen van de ratten te eten pasta consequent in de testkamer, plaatst ratten in de opname kamers. Plaats pasta stukken op de grond bij de voorkant van de testkamer en een record tijd om een ​​stuk van pasta, voorpoten gebruikt, en de posities van de voorpoten te eten, zoals te zien op de Pasta Handling blad van de score. Deze test kan dagelijks worden uitgevoerd, maar het wordt aanbevolen om het wekelijkse voeren met inachtneming van het gewicht van de dieren als to niet over-voeren van de dieren. Opmerking: De Pasta Handling Score blad biedt ruimte om tijd om pasta en poot gebruik, vergelijkbaar met de gegevens opgenomen in deze studie te eten te nemen. We hebben ook gebieden om extra details van de poot gebruik opnemen tijdens een pasta eten sessie, zoals poot positie.

Representative Results

Wij adviseren dat de dieren regelmatig worden getest gedurende het experiment in een herhaalde metingen van het type experiment voor een betere analyse en verbetering te analyseren in de tijd. Voorpoot Stap-afwisseling Test Deze test is bedoeld om het vermogen van een dier om het gebruik van de voorpoten wisselen bepalen. De voorpoot stap afwisseling test, slechts 50% van de dieren waren in staat om het gebruik van hun voorpoten wisselen na CsCl 19 12-16 weken na verwonding (figuur 1A). Vervolgens hebben we een vertraging (5 seconden) die door die het dier stationaire na de eerste stap voordat de dieren voorwaarts voor de tweede stap. Slechts 50% van de dieren die afwisselend het gebruik van hun ledematen (25% van de totale laesie groep) konden afwisselen na 5 seconden vertraging (Figuur 1B). We gecorreleerd deze bevindingen met anatomische studies en de analyse bleek dat dynamo's hebben significantly groter gebied van gespaarde corticospinale tractus [F (1,1) = 5,56, p <0,05] en dorsale kolom [F (1,1) = 19,2, p <0,003] in het contralesional zijde 19. Deze gegevens geven aan dat de voorpoot stap afwisseling proef de ernst van de laesie en eenzijdigheid van de laesies kunnen voorspellen. Deze test kan leiden nominale categorische gegevens die moeten worden geanalyseerd met herhaalde metingen analyse. In dit voorbeeld was het geen herhaalde handeling, gebruikten we een tijdpunt het verschil tussen groepen illustreren. Elk dier wordt gecategoriseerd als "dynamo" of "niet-alternator", het scheiden van de dieren in beide groepen letsels (gematigd versus ernstig, respectievelijk). Houdingsinstabiliteit Test Unilaterale laesies van het ruggenmerg kan wijzigingen veroorzaken niet alleen de verminderde en / of getroffen ledemaat, maar ook de niet-verminderde ledemaat. De houdingsinstabiliteit-test (PIT) was eerder described en bij dieren met een knaagdier model van de ziekte van Parkinson 18 en een knaagdier model van CsCl 19. We gebruikten PIT na CSCI en vond dat er een significant effect van letsel-status [F (1,1) = 8.17, p <0.01]. Bovendien voorpoot verplaatsing (afstand weer zwaartepunt) was significant groter in de ipsilesional zijde (rechter voorpoot) gewonde dieren in vergelijking met dieren veinzerijchirurgie (6.00 ± 0.24 cm versus 8,00 ± 0,10 cm, p <0,0001; Figuur 2 ). De verplaatsingsafstand op contralesional voorpoot significant kleiner in gelaedeerde dieren in vergelijking met schijn-geopereerde dieren (6,00 ± 0,25 cm voor placebo versus 4,00 ± 0,10 cm voor CsCl, p <0,0001, figuur 2). Dit resultaat geeft aan dat contralesional voorpoot ook tot veranderingen door letsel aan de tegenoverliggende kant (dus veranderingen in posturale aanpassing door de contralesional forelimb te herwinnen zwaartepunt). De gegevens uit deze test kwantitatief en moeten worden geanalyseerd met herhaalde metingen ANOVA op veranderingen in groepen tijdens een experiment te onderzoeken. Pasta Handling Test Pasta behandeling is ontworpen om de geschoolde gebruik van de voorpoten te testen tijdens het eten van een stuk van droge deegwaren. Een soortgelijke test is al eerder gebruikt om tekorten detecteren geschoolde gebruik van voorpoten in diermodellen eenzijdige beroerte en de ziekte van Parkinson 20,21 en na CsCl 19. Bij chronische tijdstippen na letsel (12 weken na het letsel), alle sham dieren aten pasta met beide poten tijdens de testperiode. In de laesie groep en vonden dat de totale tijd om een stuk pasta eten is vergelijkbaar met de controlegroep (figuur 3). Echter, meer dynamo's (mildere letsel; 10 van de 15) konden hun ipsilesional voorpoot te gebruiken in vergelijking met niet-dynamo (zwaargewonde groep, 1 op de 7; <strong> Figuur 3). De pasta handling test geeft gegevens die zowel continue als kwantitatieve (tijd om pasta te eten), en categorische (poot gebruik) en moeten naar behoren worden geanalyseerd. Figuur 1. Chronische beoordeling van de voorpoot functie met de voorpoot stap-afwisseling test bleek twee verschillende groepen van dieren met verschillende laesie ernst. Dieren toonde een verschil in gedrag tijdens voren stappen met beide poten. Slechts 50% van de laesie dieren afgewisseld poten en de verhoging (dynamo, 5 van de 10 lesioned ratten), terwijl de anderen toonden een gebrek aan stap-voor afwisseling door het nemen van twee contralesional stappen op een rij (niet-dynamo, 5 van de 10 lesioned ratten). Meer dieren getoond die neiging om meerdere contralesional stappen te ondernemen als een 5-sec vertraging werd geïntroduceerd tussen steps (8 van de 10 lesioned ratten). .. Figuur 2 Chronische voorpoot gedragsbeoordeling met de houdingsinstabiliteit-test (PIT) Zoals verwacht, de ipsilesional voorpoot bij dieren met een cervicale dwarslaesie (CSCI) hadden een significant grotere cilinderinhoud afstand dan dieren met veinzerijchirurgie (6 cm versus 8 cm; * p <0,0001). Bovendien, de verplaatsingsafstand op contralesional voorpoot significant kleiner in gelaedeerde dieren in vergelijking met schijn-geopereerde dieren (6 cm versus 4 cm; * p <0,0001). Dit kan verbeterde functie van de contralesional ledemaat kunnen voorstellen tijdens PIT in gelaedeerde dieren. <strong> Figuur 3. voorpoot evaluatie met behulp van de pasta handling en het eten van test toonde significante beperkingen in het gekwetste niet-dynamo. De dieren kregen een standaard stukje pasta. Poot gebruik en tijd om pasta te eten werden geregistreerd. De resultaten gaven aan dat een laag aantal dynamo's (33%) die uitsluitend hun contralesional voorpoot (met vermelding van meer ernstige functiestoornis) in vergelijking met niet-dynamo's (86%). Bij dieren in alle drie de groepen (sham, lesioned dynamo's, en gekwetste niet-dynamo's) nam een even lang aan de pasta (p <0,05) te eten. Klik hier om een grotere afbeelding te bekijken .

Discussion

Cervicale dwarslaesie (CSCI) kan resulteren in verwoestende en levensveranderende verwondingen bij patiënten. Er zijn een aantal cervicale ruggenmerg letsel modellen ontwikkeld knaagdieren die worden gebruikt om de plasticiteit van neurale substraten en therapeutische middelen te bestuderen. Het ontwikkelen van gevoelige, effectief, reproduceerbaar en gemakkelijk te gedragstesten gebruiken om functionele gebreken en herstel te beoordelen na CSCI is een belangrijk doel. Hier beschrijven we in detail het gebruik van drie van dergelijke gedragstesten: ledematen afwisseling, houdingsinstabiliteit en pasta handling.

Ruggenmergtrauma bij knaagdieren, zoals in de menselijke populatie, is een heterogeen letsel. Een zeer gelijkaardig letsel kan een verscheidenheid aan gedrags-tekorten veroorzaken. Daarom is het belangrijk om de ernst van de laesies in gewonde dieren te bepalen. We vonden dat het onderdeel afwisseling taak is een zeer effectieve manier om te bepalen of de contralesional zijde beschadigd unilaterale schade (hemisectie of contusion soort verwonding) aan de cervicale ruggenmerg 19. Gegevens uit onze groep toonde dat het gebruik van dit onderdeel afwisseling taak de ernst van de schade binnen de eerste week na verwonding kan bepalen. Bovendien, hoe ernstig gewonde dieren (niet-generatoren) een significant verschillend herstel profiel vertonen als dynamo (de voorpoot motorische schaal). Daarom is de ledematen afwisseling taak zeer nuttig groeperen de verwonde ratten in dynamo en niet-dynamo, vooral als de studie omvat chronische behandeling om te zorgen voor een gelijke verdeling van de ernst van de lesies in elke behandelingsgroep.

Aanbevolen wordt de voorpoot-afwisseling test worden gebruikt in combinatie met andere taken die het gebruik van voorpoten dieren (zoals de voorpoot bewegingsapparaat omvang of de cilinder poot voorkeur test) kan onderzoeken. Hoewel het beheer van deze test is het noodzakelijk dat de experimentator en de test hetzelfde aantal kerenmet elke hand (bijvoorbeeld tweemaal met de linker en tweemaal met rechts) het effect van experimentator handpositie gedrag van de ratten minimaliseren. Deze test is alleen effectief als het dier ontspannen is in handen van de experimentator, de 2-3 weken van de behandeling van gesuggereerde ontspanning veroorloven. Verder, nadat het dier is ontspannen, de experimentator het dier houden bijna 90 ° in een kruiwagen positie binnen spreiding over dieren voorkomen.

De voorpoot-afwisseling test kan ook inzicht cross-spinale neurale verbindingen bij dieren niet individueel stap met een poot, maar kunnen een afwisseling taak. Voor normale viervoudige voortbeweging in dieren, zoals ratten, veel hersengebieden en lokale centrale patroon generatoren (CPGs) langs de lengte van het ruggenmerg zijn betrokken. Specifiek voor voorpoot ritmische beweging, de cervicale segmenten, C3-C6 worden verondersteld belangrijk te zijn 22. Eerder hebben we described anatomische verschillen tussen de dynamo en niet-dynamo in lesioned dieren (een laterale hemisectie bij C3/C4 werd uitgevoerd) en vond meer schade aan de contralesional dorsale kolom en corticospinale darmkanaal in niet-wisselende dieren 18. Men denkt dat voor voorpoot beweging ritmisch patroongenerator is aanwezig op elk niveau van de cervicale hemi-segment dat de dwars-draad inhibitor verbindingen zijn verantwoordelijk voor afwisseling 23. Onze vorige anatomische bevindingen impliceert ook dat de schade aan de contralesional kant van het ruggenmerg verstoring kan veroorzaken aan de ritmische motor uitgang (zoals afwisseling), terwijl als de contralesional van het ruggenmerg is nog intact, de ritmische motor uitgangen hebben meer kans om normaal functioneren. We hadden geen significante schade aan een contralesional mediale ventrale delen van de koorden te observeren en dus die analyse werd niet uitgevoerd.

De houdingsinstabiliteit-test hier beschreven is een ver y nuttige test, omdat het kan detecteren veranderingen in zowel de voorpoot (ipsi-en contralesional) veroorzaakt door een unilaterale laesie. Het is belangrijk op te merken dat deze test mag alleen worden toegediend als het dier ontspannen is in handen van de experimentator. In onze ervaring, kunnen deze dagelijkse behandeling van de dieren gedurende 2-3 weken. Zodra de experimentator en het dier comfortabel, deze test is zeer gevoelig en kan worden gebruikt om zeer consistente verschuiving voor elke voorpoot verkrijgen. Als het dier is gespannen, kan de onderzoeker voorzichtig houden het dier en beweeg ze omhoog off van en naar beneden op de tafel totdat het dier is comfortabel en begrijpt dat de tafel is een veilige locatie. Zodra het dier is ontspannen, is het belangrijk om de dieren te houden in een kruiwagen positie bijna 90 ° voor consistente resultaten. Deze test is eenvoudig te beheren en geeft inzicht dan andere gedragstesten door het verstrekken van informatie over vergoedingen en het tekort met een eenvoudige taak.

t "> Ratten gemakkelijk eten droge pasta na de training in de voorkant van de camera. Daarom pasta handling is een relatief eenvoudige test te beheren. In deze studie hebben we de opname en het gebruik van gegevens voor ledemaat gebruik (links, rechts of beide) en tijd alleen pasta eten. Een gedetailleerde analyse zoals poot aanpassingen tijdens pasta eten is eerder beschreven bij dieren met verwondingen als eenzijdige ischemische letsels en unilaterale striatale dopamine 20,21,24. Derhalve kan gebruiken en ontwikkelen een . gevoelige analyse van de pasta eten test na CSCI We opgenomen poot positie op het scoreblad, omdat dit handigheid of het vermogen met elke hand kan uitwijzen Verder zijn we wijzend op de greep van elke poot;. sommige dieren rusten hun poot op een zijde van de pasta, gebruik het misschien als een ondersteuning, in plaats van de greep van de pasta tijdens het eten. Als dieren zijn huiverig om pasta te eten, een voedselontbering stap kan worden ingevoerd om het protocol voor de test.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We willen graag financiering erkennen van de missie Connect, een project van TIRR Foundation (CES en ZZK), de Craig Neilsen Foundation (CES) en NSF Graduate Research Fellowship (Grant #: 2011112479 tot SAG).

Materials

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Anderson, K. D., Abdul, M., Steward, O. Quantitative assessment of deficits and recovery of forelimb motor function after cervical spinal cord injury in mice. Exp Neurol. 190, 184-191 (2004).
  2. Anderson, K. D., Gunawan, A., Steward, O. Quantitative assessment of forelimb motor function after cervical spinal cord injury in rats: relationship to the corticospinal tract. Exp Neurol. 194, 161-174 (2005).
  3. Anderson, K. D., Gunawan, A., Steward, O. Spinal pathways involved in the control of forelimb motor function in rats. Exp Neurol. 206, 318-331 (2007).
  4. Anderson, K. D., et al. Forelimb locomotor assessment scale (FLAS): novel assessment of forelimb dysfunction after cervical spinal cord injury. Exp Neurol. 220, 23-33 (2009).
  5. Ballermann, M., Metz, G. A., McKenna, J. E., Klassen, F., Whishaw, I. Q. The pasta matrix reaching task: a simple test for measuring skilled reaching distance, direction, and dexterity in rats. J Neurosci Methods. 106, 39-45 (2001).
  6. Cao, Y., et al. Nogo-66 receptor antagonist peptide (NEP1-40) administration promotes functional recovery and axonal growth after lateral funiculus injury in the adult rat. Neurorehabil Neural Repair. 22, 262-278 (2008).
  7. Dai, H., et al. Delayed rehabilitation with task-specific therapies improves forelimb function after a cervical spinal cord injury. Restorative Neurology and Neurosciencel. 29, 91-103 (2011).
  8. Dai, H., et al. Activity-based therapies to promote forelimb use after a cervical spinal cord injury. J Neurotrauma. 26, 1719-1732 (2009).
  9. Gensel, J. C., et al. Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats. J Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).
  10. Gharbawie, O. A., Whishaw, P. A., Whishaw, I. Q. The topography of three-dimensional exploration: a new quantification of vertical and horizontal exploration, postural support, and exploratory bouts in the cylinder test. Behav Brain Res. 151, 125-135 (2004).
  11. Kim, D., et al. Transplantation of genetically modified fibroblasts expressing BDNF in adult rats with a subtotal hemisection improves specific motor and sensory functions. Neurorehabil Neural Repair. 15, 141-150 (2001).
  12. Liu, Y., et al. Transplants of fibroblasts genetically modified to express BDNF promote regeneration of adult rat rubrospinal axons and recovery of forelimb function. J Neurosci. 19, 4370-4387 (1999).
  13. Metz, G. A., Whishaw, I. Q. Cortical and subcortical lesions impair skilled walking in the ladder rung walking test: a new task to evaluate fore- and hindlimb stepping, placing, and co-ordination. J Neurosci Methods. 115, 169-179 (2002).
  14. Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. The “staircase test”: a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats. J Neurosci Methods. 36, 219-228 (1991).
  15. Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
  16. Schallert, T., et al. Tactile extinction: distinguishing between sensorimotor and motor asymmetries in rats with unilateral nigrostriatal damage. Pharmacol Biochem Behav. 16, 455-462 (1982).
  17. Schrimsher, G. W., Reier, P. J. Forelimb motor performance following cervical spinal cord contusion injury in the rat. Exp Neurol. 117, 287-298 (1992).
  18. Woodlee, M. T., Kane, J. R., Chang, J., Cormack, L. K., Schallert, T. Enhanced function in the good forelimb of hemi-parkinson rats: compensatory adaptation for contralateral postural instability?. Exp Neurol. 211, 511-517 (2008).
  19. Khaing, Z. Z., et al. Assessing forelimb function after unilateral cervical spinal cord injury: novel forelimb tasks predict lesion severity and recovery. J Neurotrauma. 29, 488-498 (2012).
  20. Allred, R. P., et al. The vermicelli handling test: a simple quantitative measure of dexterous forepaw function in rats. J Neurosci Methods. 170, 229-244 (2008).
  21. Tennant, K. A., et al. The vermicelli and capellini handling tests: simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice. J Vis Exp. , e2076 (2010).
  22. Ballion, B., Morin, D., Viala, D. Forelimb locomotor generators and quadrupedal locomotion in the neonatal rat. The European journal of neuroscience. 14, 1727-1738 (2001).
  23. Ho, S. M. Rhythmic motor activity and interlimb co-ordination in the developing pouch young of a wallaby (Macropus eugenii. The Journal of physiology. 501 (Pt 3), 623-636 (1997).
  24. Whishaw, I. Q., Coles, B. L. Varieties of paw and digit movement during spontaneous food handling in rats: postures, bimanual coordination, preferences, and the effect of forelimb cortex lesions. Behav Brain Res. 77, 135-148 (1996).

Tags

Cervical Spinal Cord InjuryForelimb FunctionStep-alternation TestPostural Instability TestPasta Handling TestBehavioral AssessmentUpper Limb ImpairmentNeurological Deficits

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Khaing, Z. Z., Geissler, S. A., Schallert, T., Schmidt, C. E. Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling. J. Vis. Exp. (79), e50955, doi:10.3791/50955 (2013).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image