Summary

Evaluación de los efectos autónomos y conductuales del movimiento pasivo en ratas mediante el movimiento vertical del ascensor y la rotación de la noria

Published: February 07, 2020
doi:

Summary

Se presentan protocolos para evaluar los efectos autónomos y conductuales del movimiento pasivo en roedores utilizando el movimiento vertical del ascensor y la rotación de la noria.

Abstract

El objetivo general de este estudio es evaluar los efectos autónomos y conductuales del movimiento pasivo en roedores utilizando los dispositivos de movimiento vertical del elevador y de rotación de la rueda de la noria. Estos ensayos pueden ayudar a confirmar la integridad y el funcionamiento normal del sistema nervioso autónomo. Se acoplan a medidas cuantitativas basadas en el recuento de defecación, el examen de campo abierto y el cruce de haces de equilibrio. Las ventajas de estos ensayos son su simplicidad, reproducibilidad y medidas cuantitativas de comportamiento. Las limitaciones de estos ensayos son que las reacciones autonómicas podrían ser epifenómenos de trastornos no vestibulares y que se requiere un sistema vestibular en funcionamiento. El examen de trastornos como el mareo por movimiento se verá muy favorecido por los procedimientos detallados de estos ensayos.

Introduction

La enfermedad del movimiento (EM) debido a una estimulación visuovestibular anormal conduce a una reacción autonómica, provocando síntomas tales como malestar epigástrico, náuseas y/o vómitos1. Según las teorías actuales, el mareo por movimiento puede deberse a un conflicto sensorial o deunfenncia neuronal de recibir información de movimiento integrada que difiere del modelo interno previsto del entorno2,3 o inestabilidad postural como ocurriría en un buque de andala4,5. A pesar de los avances significativos en el campo del mareo por movimiento y el funcionamiento autonómico vestibular6,7,8,9,10,11,12, investigación futura puede ser ayudado por protocolos de evaluación estandarizados. La evaluación de los efectos autonómicos de los movimientos pasivos estándar beneficiará en gran medida las investigaciones sobre las causas y la prevención del mareo por movimiento. El objetivo general de este estudio es evaluar los efectos autónomos y conductuales del movimiento pasivo en roedores. Los modelos animales, como los roedores, permiten una fácil manipulación experimental (por ejemplo, movimiento pasivo y farmacéutico) y evaluación del comportamiento, que se puede utilizar para estudiar la etiología del mareo por movimiento. Aquí, presentamos una batería detallada para probar los efectos del movimiento pasivo y la integridad del funcionamiento vestibular.

El presente estudio detalla dos ensayos, el movimiento vertical del ascensor (EVM) y la rotación de la noria (FWR), que inducen reacciones autonómicas al movimiento pasivo. Los ensayos se acoplan a tres medidas cuantitativas de comportamiento, el haz de equilibrio (en ratones13 y ratas14,15,16,17),el examen de campo abierto y el recuento de defecación. El EVM (similar al paso y el balanceo de un barco que se encuentra con una onda) evalúa el funcionamiento vestibular estimulando los órganos sensoriales otolitos que codifican aceleraciones lineales (es decir, el saccule que responde a los movimientos en el plano vertical)18. El dispositivo FWR (rotación centrífuga o movimiento sinusoidal) estimula los órganos otolitos mediante la aceleración lineal y los canales semicirculares mediante aceleración angular19,20. El dispositivo de rotación de la noria/centrífuga es único en su evaluación autonómica. Hasta la fecha, el único dispositivo similar en la literatura es el plato giratorio de rotación del eje off-vertical (OVAR), que se utiliza para examinar el reflejo vestibulo-ocular (VOR)18,21,22, la evitación condicionada23,24, y los efectos de la hipergravedad25,26,27. El ensayo EVM y el ensayo del dispositivo FWR inducen estimulación vestibular que conduce a reacciones autonómicas. Acoplamos el EVM y el FWR a mediciones cuantitativas como haz de equilibrio, recuento de defecación y análisis de campo abierto28,29,30,para garantizar resultados robustos y reproducibles. Similar a los descritos anteriormente en ratones13 y ratas14,15,16,17, el ensayo de haz de equilibrio es una viga de 1,0 m de largo suspendida a 0,75 m del suelo entre dos taburetes de madera utilizando una simple modificación de caja negra en el extremo de la meta (acabado). El haz de equilibrio se ha utilizado para evaluar la ansiedad (caja negra oscura)14,17, lesión traumática15,16,17, y aquí, reacciones autonómicas que afectan el equilibrio. Hemos realizado previamente el recuento de defecación para evaluar la respuesta autonómica en el modelo de mareo por movimiento, y es una medición cuantitativa fiable que se realiza fácilmente y se evalúa inequívocamente6,8,9,11. El análisis de campo abierto emplea una simple evaluación del comportamiento de campo abierto de la caja negra utilizando Ethovision28,Bonsai30o un simple análisis de vídeo en Matlab29 para cuantificar el comportamiento como el movimiento. En el protocolo actual, utilizamos la distancia total recorrida, pero observamos que existen varios paradigmas diferentes (por ejemplo, elongación, zona de movimiento, velocidad, etc.) 28,29,30. En conjunto, estos procedimientos forman una breve batería de evaluaciones para el examen y evaluación de reacciones autonómicas al movimiento pasivo, por ejemplo en el mareo por movimiento6,7,8,9,10,11. Los ensayos actuales se pueden adaptar a una variedad de modelos animales.

Protocol

El presente estudio y procedimientos fueron aprobados por el Comité de ética para la experimentación animal de la Segunda Universidad Médica Militar (Shanghai, China) de conformidad con la Guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio (Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos, 1996). 1. Animales Utilice ratas Sprague-Dawley (SD) de dos meses (200–250 g). Para cada ensayo conductual, utilice un grupo separado de ratas. Utilice siempre grupos de control y…

Representative Results

La Figura 2 muestra los resultados representativos del haz de equilibrio del tiempo que se tarda en transversal. Las ratas fueron entrenadas durante 3 días consecutivos con el fin de lograr un rendimiento estable en el haz de equilibrio10. El día siguiente, las ratas fueron evaluadas para el rendimiento del haz de equilibrio. En el eje Y de la figura, tenemos el número de segundos que tardan los roedores en cruzar la viga de equilibrio para la noria, el movimiento …

Discussion

El presente estudio describe la evaluación de las respuestas autonómicas al movimiento pasivo en roedores mediante el movimiento vertical del ascensor y la rotación de la rueda de la noria. Estos equipos y procedimientos se pueden adoptar fácilmente a otros roedores y existen varias modificaciones de los ensayos para confirmar el funcionamiento vestibular en diferentes circunstancias, como durante el desafío farmacológico o las intervenciones quirúrgicas. La investigación en EM provocada por la estimulación vest…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue apoyado en parte por el Consejo de Subvenciones de Investigación de Hong Kong, Early Career Scheme, Project #21201217 a C. L. El dispositivo FWR tiene una patente en China: ZL201120231912.1.

Materials

Elevator vertical motion device Custom Custom-made Elevator vertical motion device to desired specifications
Ethovision Noldus Information Technology Video tracking software
Ferris-wheel rotation device Custom Custom-made Ferris-wheel rotation device to desired specifications
Latex, polyvinyl or nitrile gloves AMMEX Use unpowdered gloves 8-mil
Open field box Custom Darkened plexiglass box with IR camera
Rat or mouse JAX labs Any small rodent
Small rodent cage Tecniplast 1284L
Wooden beam and stools Custom Custom-made wooden beam and stools to specifications indicated

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Manno, F. A. M., Pan, L., Mao, Y., Su, Y., Manno, S. H. C., Cheng, S. H., Lau, C., Cai, Y. Assessing the Autonomic and Behavioral Effects of Passive Motion in Rats using Elevator Vertical Motion and Ferris-Wheel Rotation. J. Vis. Exp. (156), e59837, doi:10.3791/59837 (2020).

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