Utilisant le labyrinthe en t modifiés afin d’évaluer les résultats fonctionnels de mémoire après un arrêt cardiaque
Summary
Ce protocole décrit l’utilisation d’un labyrinthe en t modifié afin d’évaluer l’apprentissage/mémoire fonctionnelle dans l’ischémie cérébrale induite par l’arrêt cardiaque asphyxie.
Abstract
Rappel des faits : Évaluation de légère à modérée troubles cognitifs dans un modèle d’ischémie cérébrale globale (c’est-à-dire un arrêt cardiaque) peut être difficile en raison de la mauvaise locomotion après la chirurgie. Par exemple, les rats qui subissent des interventions chirurgicales et le labyrinthe aquatique de Morris ne subissent peut-être pas capables de nager, annulant ainsi l’expérience.
Nouvelle méthode : Nous avons établi un test du labyrinthe en t mis à jour le comportement alternance spontanée. L’avantage majeur du protocole mis à jour le labyrinthe en t est sa conception relativement simple qui est assez puissante pour évaluer l’apprentissage/mémoire fonctionnelle après ischémie. En outre, l’analyse des données est simple et directe. Nous avons utilisé le labyrinthe en t pour déterminer les déficits d’apprentissage/mémoire rats tant en la présence ou l’absence de légère à modérée (6 min) asphyxie un arrêt cardiaque (ACA). Des rats ont une tendance naturelle à l’exploration et exploreront les bras remplaçant dans le labyrinthe en t, alors que les rats hippocampe-lésés ont tendance à adopter une préférence côté entraînant rapports une diminution spontanée alternance, révélant l’hippocampe-associés apprentissage/mémoire fonctionnelle en présence ou en absence d’ACA.
Résultats : Les groupes ACA ont des taux élevés de préférence de côté et alternances plus faibles par rapport au contrôle.
Comparaison avec les méthodes existantes : l’eau de la Morris et labyrinthe de Barnes sont plus proéminents d’évaluation des fonctions d’apprentissage/mémoire. Toutefois, le labyrinthe de l’eau de Morris est plus stressant qu’autres labyrinthes. Le labyrinthe de Barnes est largement utilisé pour mesurer la mémoire de référence (longue durée), tandis que les déficits neurocognitifs induite par l’ACA sont plus étroitement liés à l’utilisation mémoire (court terme).
Conclusions : Nous avons mis au point une stratégie simple mais efficace pour délimiter le travail de mémoire (court terme) via le labyrinthe en t dans notre modèle d’ischémie cérébrale globale (ACA).
Introduction
Selon l’American Heart Association (2017), un arrêt cardiaque (CA)-mortalité induite se produit toutes les quatre minutes et touche plus de 400 000 personnes par an dans les États-Unis1. Il est bien documenté que CA peut causer des blessures de neuronale cérébrale à la suite de sanguin insuffisant perfusion2,3,4. Lésion cérébrale induite par le CA se produit dans la région sensible à l’ischémie de CA1 de l’hippocampe5,6,7, touchant les neurones qui sont essentielles à l’apprentissage et la mémoire8,9, 10,11,12. En outre, la perte de densité de l’épine dendritique, dans des conditions ischémiques dans l’hippocampe (c.-à-d. les neurones CA1), joue un rôle essentiel dans la mémoire spatiale déficience13,14,15. En raison de ces changements pathologiques après CA, troubles comportementaux tels que : anxiété, dépression, stress post-traumatique et la perte de mémoire sont plus fréquents. Bien qu’il y a eu des progrès dans la technologie médicale (c’est-à-dire un service ambulatoire efficace) qui sont en corrélation avec les taux de survie améliorés CA, la plupart des traitements neuroprotecteurs (à l’exception d’hypothermie) ne parviennent pas à améliorer les résultats fonctionnels après CA16 ,,17. Généralement, les survivants de CA ont une mauvaise qualité de vie et sont accablés avec différentiel médical dépenses16.
Évaluations de la situation cognitive pour ischémie cérébrale par l’intermédiaire de tests comportementaux sont importantes pour déterminer les deux l’efficacité du médicament et en fin de compte développer un essai clinique concluant. Dans les années 1940, Edward Tolman a conçu le premier essai de comportement afin d’étudier la mémoire spatiale axée sur l’hippocampe,18. Par la suite, différents dédales (labyrinthe aquatique de Morris, labyrinthe radial, T – ou labyrinthe en Y et le labyrinthe Barnes) ont été élaborés pour évaluer l’hippocampe apprentissage spatial et la mémoire chez les rats19,20,21,22 ,,23. Un des essais comportementaux plus largement utilisé est le labyrinthe de l’eau de Morris, qui examine l’apprentissage spatial et mémoire chez le rat modèles24. Toutefois, le labyrinthe de l’eau de Morris exige le rat à nager et à exercer le contrôle et la pleine fonction. Pour des expériences telles que le modèle d’un arrêt cardiaque asphyxie (ACA, un modèle de rat de CA), ischémie canulation de l’artère fémorale/veine sont tenus d’obtenir artérielle essentielle, gaz du sang et l’introduction de divers médicaments. Puisque la canulation de l’artère fémorale/veine peut inhiber la mobilité de la jambe rendant de pouvoir le rat nager correctement, le labyrinthe de l’eau de Morris n’est peut-être pas le plus approprié tester des troubles cognitifs en vertu de l’ACA.
Le labyrinthe de Barnes est l’autre test comportemental largement utilisée pour examiner l’apprentissage spatial et la mémoire dans les modèles de rongeurs. Le labyrinthe de Barnes n’exige pas l’effort de motricité complète et le contrôle et donc moins stressant que le labyrinthe de l’eau de Morris. Dans le passé, nous avons effectué des expériences utilisant le labyrinthe Barnes pour déterminer si les différences fonctionnelles d’apprentissage/mémoire se produisent entre contrôle ou imposture que ACA-induite chez les rats. Les données obtenues pour le labyrinthe de Barnes n’avaient pas la résolution pour tester des déficiences cognitives suite légère à modérée ACA due au fait que le labyrinthe de Barnes est largement utilisé pour mesurer la mémoire de référence (long terme)25,26, tandis que Déficits neurocognitifs induite par l’ACA plus étroitement liés à l’utilisation (court terme) mémoire27,28,29,30 suggérant que le labyrinthe de Barnes est moins viable pour évaluer la fonction de mémoire dans notre ACA modèle.
Nous avons donc développé un labyrinthe en t modifié à l’aide spontanée alternance test pour évaluer le travail de mémoire (à court terme) après ACA. Avantage majeur du test modifié du spontanée alternance labyrinthe en t est sa simplicité et la contrainte minimale sur les rats par rapport à d’autres tests comportementaux dû au fait que le labyrinthe en t mis à jour le ne nécessite pas de formation préalable d’animaux, comme bien plus lourd computational analyse ou sous-programmes (c.-à-d. l’imagerie vidéo du rat) comme l’exige le labyrinthe aquatique de Morris et labyrinthe de Barnes. Nous démontrons que le critère d’alternance spontanée en labyrinthe en t modifié est un paradigme du procès comportemental simple et pourtant très efficace qui peut offrir une résolution suffisante pour détecter et évaluer la fonction hippocampe dans les maladies qui causent la perte de mémoire à court terme de manière précise (p. ex. ACA).
Protocol
Representative Results
Discussion
Des modifications ont été apportées dans la présente étude comparativement à diacre et ‘Rawlins protocole31. L’imprimante 3D a été utilisé pour construire le labyrinthe en t. L’impression 3D fournit des solutions de rechange abordables et rentables de commercialisé en labyrinthe en t. Pour réduire l’anxiété des rats pendant l’essai, le labyrinthe en t a été réalisée dans la chambre noire avec éclairage minimum. Une fois que le rat entré un des bras objectif, nous avons b…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu par le National instituts de santé/National Institute of Neurological Disorders et accident vasculaire cérébral accorde 1R01NS096225-01-a-1, l’American Heart Association accorde AHA-13SDG1395001413, AHA-17GRNT33660336, AHA-17POST33660174, le Louisiana State University subvention en aide research council, The Malcolm Feist Cardiovascular Research Fellowship et Evelyn F. McKnight Brain Institute.
Materials
| 3D Printer | MakerBot | Replicator | Fifth generation |
| 3D Printer Filament | Hatchbox | PLA, 1.75 mm filament diameter | |
| 200 Proof Pure Ethanol | Koptec | V1005SG | |
| Sani-Chips | PJ Murphy-Forest Products | Size: 8 to 20 mesh; 2.2 cubic foot/package; autoclavable bags | |
| Rat | Charles River Laboratories | Sprague-Dawley | |
| Vecuronium bromide | Sun Pharmaceutical | 47335-931-40 | 10 mg |
| Epinephrine | Par Pharmaceutical | 42023-103-01 | Adrenalin Chloride Solution 1 mg/mL, 1:1000 |
| Buprenorphine Hydrochloride Injection | Pfizer | 00409-2012-32 | 0.3mg/mL |
| SketchUp | Trimble Inc. | 3D modeling software | |
| VentElite Small Animal Ventilator | Harvard Apparatus | 55-7040 | Animals raging in size from mouse to guinea pig (10g to 1kg) |
| PowerLab 8/35 | Adinstruments | PL3508 | 8 analog input channels – 4 of which can be used in differential mode. |
| Bio Amps | Adinstruments | FE132 | The Bio Amp is a galvanically isolated, high-performance differential bio amplifier optimized for the measurement of a wide variety of biological signals such as ECG, EMG and EEG recordings. |
| Quad Bridge Amp | Adinstruments | FE224 | A four-channel, non-isolated bridge amplifier designed to allow the PowerLab to connect to most DC bridge transducers. |
| LabChart 8 | Adinstruments | ||
| ABL80 FLEX CO-OX blood gas analyzer | Radiometer | pH / p CO2 / p O2 | |
| SURFLO Teflon I.V. Catheter | Terumo | sc-361556 | Only use the flexible thin wall catheter (49-mm long) |
| Pipet/Infusion Needle | Hamilton | 7748-03 | 17-gauge; 93-mm long; 10-degree angle |
| Classic T3 Vaporizer | SurgiVet | VCT302 | Classic T3 Isoflurane Funnel Fill |
| ENVIRO-PURE Charcoal Canister | SurgiVet | 32373B10 | Designed to absorb waste anesthetic gas |
| O2 single flowmeter | SurgiVet | 32375B1 | 0-1000 mL |
| N2O Flowmeter | VetEquip | 401721 | 0-4LPM |
| Clay Adams Intramedic Luer-Stub Adapter (Sterile) | Becton Dickinson | 427565 | 23 gauge |
| Micro Forceps | Black and Black surgical | B3FRC-18 RM-8 | 7 1/4" (18 cm), 8mm RH, counterweight w/ guide pin 2mm, platform 6 x .3 mm, curved. |
| Halstead Mosquito Forceps | Roboz | RS-7111 | Curved; 5" Length, 1.3 mm tip diameter, 2.1 mm jaw width |
| Mixter Forceps | Roboz | RS-7291 | 5.25" Curved Extra Delicate, 1.1 mm tips |
| Castroviejo Micro Dissecting Spring Scissors | Roboz | RS-5650 | Straight, Sharp Points; 9 mm Cutting Edge; 0.15 mm Tip Width; 3 1/2" Overall Length |
| Mayo-Stille Scissors | Roboz | RS-6891 | 5.5" Round Curved |
| Dumont #5 Forceps | Roboz | RS-5058 | 45 Deg Dumoxel Tip Size .10 x .06 mm |
| Olsen-Hegar Combination Scissor And Needle Holder | Roboz | RS-7884 | Cross Serration Tip; 5.5" Length |
| Moloney Forceps | Roboz | RS-8254 | Serrated; Slight Curve; 4.5" Length |
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