JoVE Journal > Neuroscience
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.
Neuroscience

Eenvoudige chirurgische inductie van Conductief gehoorverlies met verificatie met behulp van Otoscope visualisatie en Gedragsclap Startle respons bij ratten

Published: October 26, 2019
doi:
10.3791/57993
, , , , , ,
1Instituto de Neurobiología,Universidad Nacional Autónoma de México, México, 2State Key Laboratory of Marine Pollution (SKLMP),City University of Hong Kong, Hong Kong, 3Department of Biomedical Sciences, College of Veterinary Medicine and Life Sciences,City University of Hong Kong, Hong Kong, 4Department of Physics,City University of Hong Kong, Hong Kong, 5Department of Clinical Oncology,Queen Elizabeth Hospital, Hong Kong, 6Department of Materials Science and Engineering,City University of Hong Kong, Hong Kong

Summary

Hier presenteren we een protocol om een repliceerbaar geleidingsverlies inductie te creëren via chirurgische trommelvlies membraan punctie en verificatie door Otoscoop visualisatie en gedrags beoordeling door Clap Startle.

Abstract

Conductief gehoorverlies (CHL) is een overwegend gehoorstoornis bij de mens. Het doel van het protocol is om een eenvoudige chirurgische procedure te beschrijven voor het induceren van CHL bij knaagdieren. Het protocol demonstreert CHL door trommelvlies membraan punctie. Verificatie van de CHL-chirurgie was door Otoscoop-onderzoek en gedrags beoordeling door Clap schrikreactie-respons, zowel repliceerbaar als betrouwbaar, en zijn eenvoudige methoden om gehoorverlies aan te tonen. De eenvoudige CHL-procedure is voordelig vanwege de reproduceerbaarheid en flexibiliteit van verschillende activiteiten in onderzoek naar gehoorverlies. De beperkingen van inducerende CHL door een chirurgische benadering worden geassocieerd met de leercurve om de chirurgische ingreep en het vertrouwen in Audiologisch onderzoek uit te voeren. Door een gehoorstoornis door CHL te induceren, kan men gemakkelijk de neurale manifestaties en gedrags resultaten van gehoorverlies bestuderen.

Introduction

De prevalentie van het gehoorverlies bij kinderen en volwassenen is respectievelijk ongeveer 19,5%1 en 15,2%2 . Echter, ongeveer 39,3% van alle pasgeborenen met een abnormale Gehoorscreening krijgen geen corrigerende behandeling zoals gerapporteerd door de centra voor Ziektecontrole3. Gehoorverlies is een algemeen bestudeerde aandoening en het knaagdier is een robuust model voor het bestuderen van normale gehoor-en gehoor aandoeningen4,5,6,7,8,9 ,10,11,12,13,14,15. Gehoor aandoeningen zoals Conductief gehoorverlies (CHL) leiden tot een toename van de korte termijn synaptische depressie in de auditieve cortex4, wat resulteert in onlagere psychometrische hellingen geassocieerd met frequentiemodulatie detectiedrempels 5. geleidende gehoorverlies modellen door chirurgische verwijdering/verplaatsing van de malleus, trommelvlies membraan (TM) punctie of oordopje worden gemakkelijk gebruikt en maken de snelle inductie van het gehoorverlies model5,14 ,15,16,17,18. Het doel van dit protocol en de huidige methode is om een eenvoudig en reproduceerbaar CHL-model bij knaagdieren aan te tonen.

Het huidige protocol is goedkoop (≈ USD $300 met alle tools), en gemakkelijk te gebruiken voor verschillende onderzoeksactiviteiten. De rat heeft gedetailleerde beoordelingen van de anatomie van het middenoor19,20,21,22,23, chirurgische benaderingen24, modellen in otitis media25, 26,27 en TM punctie regeneratie16,17,18,28,29,30, waardoor het een ideaal model om te studeren Gehoorverlies. Hier wordt een eenvoudige CHL-inductie procedure beschreven met verificatie door Otoscoop en gedrags beoordeling met Clap schrikreactie respons bij ratten, die vervolgens kunnen worden gebruikt om extra gevolgen van gehoorverlies te onderzoeken. De CHL-procedure wordt geïnduceerd door een chirurgische punctie van de TM. Verificatie van de CHL-procedure wordt uitgevoerd door Otoscoop-visualisatie om de afwezigheid van de TM te bepalen. Gedrags beoordeling wordt uitgevoerd door een hoge decibel (dB) geluidsdrukniveau (SPL) hand-clap. Deze methode is eerder toegepast in een verscheidenheid van knaagdieren. Het is gemakkelijk te repliceren, produceert robuuste psychometrische verschillen en veranderingen in neurale fysiologische reacties4,5,16,17,18.

Protocol

De huidige studie en procedures werden goedgekeurd door de ethische comités voor onderzoek van dieren van de Universiteit van Hongkong, de University of Hong Kong en het Department of Health van de speciale administratieve regio Hongkong. 1. dieren Gebruik Sprague-Dawley (SD) ratten van twee maanden (N = 90, 200-250 g).Opmerking: knaagdieren werden verstrekt door de geaccrediteerde laboratorium Animal Unit van de Universiteit van Hong Kong. Houd de ratten onder een con…

Representative Results

De eenvoudige CHL-procedure werd uitgevoerd op 90 ratten en uit deze groep 2 had een significante bloeding en 2 had de volgende dag geen gehoorverlies als beoordeeld door Behavioral Clap Startle. Deze vier ratten werden weggegooid. Ratten moeten worden weggegooid zoals beschreven door de redenen in de discussie als gevolg van complicaties. Inducerende TM punctie en/of verplaatsing/verwijdering van malleus (Figuur 2b) ONTLOKT CHL, wat resulteert in gedrags man…

Discussion

We beschrijven een eenvoudige chirurgische inductie van CHL met verificatie met behulp van Otoscoop visualisatie en Behavioral Clap schrikreactie respons bij ratten. Hier demonstreren we de methode op rat en eerder is deze methode toegepast op gerbils en muizen. De methode kan gemakkelijk worden overgenomen door andere knaagdieren. Inductie van CHL maakt het mogelijk om een subtiele vorm van gehoorverlies te bestuderen die zich manifesteert in auditieve corticale veranderingen en psychopfysische gedrags bevindingen<sup c…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit werk werd deels gesteund door de Hong Kong Research Grants Council, het Early Career Scheme, project #21201217 to C. L., voor het project Brain Mapping geleide elektrofysiologie met toepassingen in gehoor-en lawaai vervuiling onderzoek. Wij danken de Posgrado en Ciencias Biomédicas, het Instituto de Neurobiología van de Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), de Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) México voor de Graduate Fellowship 578458 aan FAM Manno.

Materials

Latex, polyvinyl or nitrile gloves AMMEX Use unpowdered gloves 8-mil
Micro spring scissors (see Fig. 1b) RWD Life Science S11035-08 8.0 cm total length, with 3.5mm cutting edge, or similar micro forceps. Standard tweezers with spring action will suffice
Otoscope mini 3000 HEINE  D-008.70.120M Standard LED otoscope will suffice
Rat or mouse JAX labs Any small rodent 
Small rodent cage Tecniplast 1284L Need two cages to separate CHL rodent from hearing rodent. If rodent are in direct contact with one-another, they will startle each other. Cage dimensions 365 x 207 x 140 mm, floor area: 530 cm2/82.15 in2
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Shargorodsky, J., Curhan, S. G., Curhan, G. C., Eavey, R. Change in prevalence of hearing loss in US adolescents. The Journal of the American Medical Association. 304 (7), 772-778 (2010).
  2. Lucas, J. W., Schiller, J. S., Benson, V. Summary health statistics for U.S. adults: National health interview survey, 2001. National Center for Health Statistics. Vital and health statistics. 10 (218), 1-134 (2004).
  3. Gaffney, M., Green, D. R., Gaffney, C. Newborn hearing screening and follow-up: Aare children receiving recommended services?. Public Health Reports. 125 (2), 199-207 (2010).
  4. Xu, H., Kotak, V. C., Sanes, D. H. Conductive hearing loss disrupts synaptic and spike adaptation in developing auditory cortex. The Journal of Neuroscience. 27 (35), 9417-9426 (2007).
  5. Buran, B. N., et al. A sensitive period for the impact of hearing loss on auditory perception. The Journal of Neuroscience. 34 (6), 2276-2284 (2014).
  6. Finck, A., Sofouglu, M. Auditory sensitivity of the Mongolian gerbil. The Journal of Auditory Research. 6, 313-319 (1966).
  7. Finck, A. Auditory sensitivity of the Mongolian Gerbil (Merionesunguiculatus). The Journal of the Acoustical Society of America. 41 (60), 1579 (1967).
  8. Finck, A., Schneck, C. D., Hartman, A. F. Development of auditory function in the Mongolian gerbil. The Journal of the Acoustical Society of America. 46 (1A), 107 (1969).
  9. Ryan, A. Hearing sensitivity of the Mongolian gerbil, Meriones Unguiculatis. The Journal of the Acoustical Society of America. 59, 1222-1226 (1976).
  10. Dallos, P., Harris, D., Ozdamar, O., Ryan, A. Behavioral, compound action potential, and single unit thresholds: relationship in normal and abnormal ears. The Journal of the Acoustical Society of America. 64 (1), 151-157 (1978).
  11. Kelly, J. B., Potash, M. Directional responses to sounds in young gerbils (Meriones unguiculatus. Journal of Comparative Psychology. 100 (1), 37-45 (1986).
  12. Heffner, H. E., Koay, G., Heffner, R. S. Behavioral assessment of hearing in mice–conditioned suppression. Current Protocols in Neuroscience. , (2006).
  13. Heffner, R. S., Koay, G., Heffner, H. E. Audiograms of five species of rodents: implications for the evolution of hearing and the perception of pitch. Hearing Research. 157 (1-2), 138-152 (2001).
  14. Lupo, E. J., Koka, K., Thornton, J. L., Tollin, D. J. The effects of experimentally induced conductive hearing loss on spectral and temporal aspects of sound transmission through the ear. Hearing Research. 272 (1-2), 30-41 (2011).
  15. Liberman, M. C., Liberman, L. D., Maison, S. F. Chronic conductive hearing loss leads to cochlear degeneration. PLoS One. 10 (11), e0142341 (2015).
  16. Tucci, D. L., Cant, N. B., Durham, D. Conductive hearing loss results in a decrease in central auditory system activity in the young gerbil. Laryngoscope. 109, 1359-1371 (1999).
  17. Tucci, D. L., Cant, N. B., Durham, D. Effects of conductive hearing loss on gerbil central auditory system activity in silence. Hearing Research. 155, 124-132 (2001).
  18. Cook, R. D., Hung, T. Y., Miller, R. L., Smith, D. W., Tucci, D. L. Effects of conductive hearing loss on auditory nerve activity in gerbil. Hearing Research. 164, 127-137 (2002).
  19. Albuquerque, A. A., Rossato, M., Oliveira, J. A., Hyppolito, M. A. Understanding the anatomy of ears from guinea pigs and rats and its use in basic otologic research. Brazilian Journal of Otorhinolaryngology. 75, 43-49 (2009).
  20. Li, P., Gao, K., Ding, D., Salvi, R. Characteristic anatomical structures of rat temporal bone. Journal of Otology. 10, 118-124 (2015).
  21. Judkins, R. F., Li, H. Surgical anatomy of the rat middle ear. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 117, 438-447 (1997).
  22. Hellström, S., Salén, B., Stenfors, L. E. Anatomy of the rat middle ear. A study under the dissection microscope. Acta Anatomica (Basel). 112, 346-352 (1982).
  23. Albiin, N., Hellström, S., Salén, B., Stenfors, L. E., Wirell, S. The vascular supply of the rat tympanic membrane. The Anatomical Record. 212, 17-22 (1985).
  24. Li, P., Ding, D., Gao, K., Salvi, R. Standardized surgical approaches to ear surgery in rats. Journal of Otology. 10, 72-77 (2015).
  25. Johansson, U., Hellström, S., Anniko, M. Round window membrane in serous and purulent otitis media. Structural study in the rat. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 102, 227-235 (1993).
  26. Magnuson, K., Hellström, S. Early structural changes in the rat tympanic membrane during pneumococcal otitis media. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 251, 393-398 (1994).
  27. Hellström, S., Salén, B., Stenfors, L. E. The site of initial production and transport of effusion materials in otitis media serosa. A study on rat middle ear cavity. Acta Oto-Laryngologica. 93, 435-440 (1982).
  28. Shen, Y., et al. Scaffolds for tympanic membrane regeneration in rats. Tissue Engineering Part A. 19, 657-668 (2013).
  29. Wang, A. Y., et al. Rat model of chronic tympanic membrane perforation: Ventilation tube with mitomycin C and dexamethasone. International Journal of PediatricOtorhinolaryngology. 80, 61-68 (2016).
  30. Stenfeldt, K., Johansson, C., Hellström, S. The collagen structure of the tympanic membrane: collagen types I, II, and III in the healthy tympanic membrane, during healing of a perforation, and during infection. Archives of Otolaryngology–Head & Neck Surgery. 132, 293-298 (2006).
  31. Zhao, H., et al. Temporary conductive hearing loss in early life impairs spatial memory of rats in adulthood. Brain and Behavior. 8, e01004 (2018).

Tags

Surgical InductionConductive Hearing LossOtoscope VisualizationBehavioral Clap Startle ResponseRat ModelTympanic Membrane PunctureMalleus RemovalAnesthesiaSurgical ProcedureEthical Approval

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Manno, F. A. M., Manno, S. H. C., Ma, V., Barrios, F. A., Cho, W. C., Cheng, S. H., Lau, C. Simple Surgical Induction of Conductive Hearing Loss with Verification Using Otoscope Visualization and Behavioral Clap Startle Response in Rat. J. Vis. Exp. (152), e57993, doi:10.3791/57993 (2019).
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