Induction chirurgicale simple de perte auditive conductrice avec vérification utilisant la visualisation d'otoscope et la réponse comportementale de sursaut de clap dans le rat
Summary
Ici, nous présentons un protocole pour établir une induction conductrice reproductible de perte auditive par la perforation et la vérification chirurgicales de membrane tympanique par la visualisation d’otoscope et l’évaluation comportementale par le sursaut de clap.
Abstract
La perte auditive conductrice (LCH) est une déficience auditive répandue chez l’homme. Le but du protocole est de décrire une procédure chirurgicale simple pour induire l’ACh chez les rongeurs. Le protocole démontre CHL par perforation de membrane tympanique. La vérification de la chirurgie de LCH était par l’examen d’otoscope et l’évaluation comportementale par la réponse de sursaut de clap, reproductible et fiable, et sont des méthodes simples pour démontrer la perte d’audition s’est produite. La procédure simple de l’EsCH est avantageuse en raison de sa reproductibilité et de sa souplesse à différentes activités de recherche sur les pertes auditives. Les limites d’induire CHL par une approche chirurgicale sont associées à la courbe d’apprentissage pour effectuer l’intervention chirurgicale et la confiance dans l’examen audiologique. Induire une déficience auditive par l’UneCH permet d’étudier facilement les manifestations neuronales et les résultats comportementaux de la perte auditive.
Introduction
La prévalence de la perte auditive chez les enfants et les adultes est d’environ 19,5 %1 et 15,2 %2 respectivement. Cependant, environ 39,3 % de tous les nouveau-nés ayant subi un dépistage auditif anormal ne reçoivent pas de traitement correctif tel que rapporté par les Centers for Disease Control3. La perte auditive est une condition largement étudiée, et le rongeur est un modèle robuste pour étudier les troubles normaux liés à l’audition et l’ouïe4,5,6,7,8,9 ,10,11,12,13,14,15. Les troubles auditifs tels que la perte auditive conductrice (LCH) entraînent une augmentation de la dépression synaptique à court terme dans le cortex auditif4, ce qui entraîne des pentes psychométriques moins profondes associées aux seuils de détection de la modulation de fréquence. 5. Les modèles de perte auditive conductrice par l’ablation/déplacement chirurgical du malleus, de la ponction de membrane tympanique (TM) ou du bouchon d’oreille sont facilement employés et permettent l’induction rapide du modèle de perte auditive5,14 ,15,16,17,18. L’objectif du protocole et de la méthode actuels est de démontrer un modèle simple et reproductible de CHL chez les rongeurs.
Le protocole actuel est peu coûteux (300 $US avec tous les outils) et facilement modifiable à différentes activités de recherche. Le rat a eu des évaluations détaillées de l’anatomie de l’oreille moyenne19,20,21,22,23, approches chirurgicales24, modèles dans les médias d’otite25, 26,27 et TM rinçant la régénération16,17,18,28,29,30, ce qui en fait un modèle idéal pour étudier perte. Ici, une procédure simple d’induction de CHL est décrite avec la vérification par l’otoscope et l’évaluation comportementale avec la réponse de sursaut de clap dans le rat, qui peut alors être employée pour explorer des séquelles additionnelles de perte d’audition. La procédure de LCH est induite par la perforation chirurgicale du TM. La vérification de la procédure de l’OLC est effectuée par visualisation d’otoscope pour déterminer l’absence du TM. L’évaluation comportementale est effectuée par un niveau de pression sonore élevé de décibels (dB) (SPL) à la main. Cette méthode a été appliquée précédemment dans une variété de rongeurs. Il est facile à reproduire, produit des différences psychométriques robustes et des changements dans les réponses physiologiques neuronales4,5,16,17,18.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous décrivons une induction chirurgicale simple de CHL avec la vérification utilisant la visualisation d’otoscope et la réponse comportementale de sursaut de clap dans le rat. Ici nous démontrons la méthode sur le rat et précédemment cette méthode a été appliquée aux gerbilles et aux souris. La méthode peut facilement être adoptée à d’autres rongeurs. L’induction de la LCH permet l’étude d’une forme subtile de perte auditive qui se manifeste par des altérations corticales auditives et des résultats com…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été soutenu en partie par le Hong Kong Research Grants Council, Early Career Scheme, Project #21201217 to C. L., pour le projet Brain mapping guided electrophysiology with applications in hearing and noise pollution research. Nous remercions le Posgrado en Ciencias Biomédicas, l’Instituto de Neurobiologa de l’Universidad Nacional Autànoma de México (UNAM), le Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa (CONACyT) México pour la Bourse supérieure 578458 à 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 |
References
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Finck, A., Sofouglu, M. Auditory sensitivity of the Mongolian gerbil. The Journal of Auditory Research. 6, 313-319 (1966).
- Finck, A. Auditory sensitivity of the Mongolian Gerbil (Merionesunguiculatus). The Journal of the Acoustical Society of America. 41 (60), 1579 (1967).
- 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).
- Ryan, A. Hearing sensitivity of the Mongolian gerbil, Meriones Unguiculatis. The Journal of the Acoustical Society of America. 59, 1222-1226 (1976).
- 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).
- Kelly, J. B., Potash, M. Directional responses to sounds in young gerbils (Meriones unguiculatus. Journal of Comparative Psychology. 100 (1), 37-45 (1986).
- Heffner, H. E., Koay, G., Heffner, R. S. Behavioral assessment of hearing in mice–conditioned suppression. Current Protocols in Neuroscience. , (2006).
- 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).
- 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).
- Liberman, M. C., Liberman, L. D., Maison, S. F. Chronic conductive hearing loss leads to cochlear degeneration. PLoS One. 10 (11), e0142341 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Li, P., Gao, K., Ding, D., Salvi, R. Characteristic anatomical structures of rat temporal bone. Journal of Otology. 10, 118-124 (2015).
- Judkins, R. F., Li, H. Surgical anatomy of the rat middle ear. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 117, 438-447 (1997).
- 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).
- 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).
- Li, P., Ding, D., Gao, K., Salvi, R. Standardized surgical approaches to ear surgery in rats. Journal of Otology. 10, 72-77 (2015).
- 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).
- 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).
- 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).
- Shen, Y., et al. Scaffolds for tympanic membrane regeneration in rats. Tissue Engineering Part A. 19, 657-668 (2013).
- 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).
- 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).
- Zhao, H., et al. Temporary conductive hearing loss in early life impairs spatial memory of rats in adulthood. Brain and Behavior. 8, e01004 (2018).
