إصابة الدماغ الناجمة عن الليزر في القشرة الحركية للفئران

على الصعيد العالمي، السكتة الدماغية هي السبب الرئيسي الثاني للوفاة والسبب الرئيسي الثالث للإعاقة¹. كما تؤدي السكتة الدماغية إلى إعاقة شديدة، وغالباً ما تتطلب رعاية إضافية من الطاقم الطبي والأقارب. لذلك، هناك حاجة لفهم المضاعفات المرتبطة بالاضطراب وتحسين إمكانية تحقيق نتائج أكثر إيجابية.

استخدام النماذج الحيوانية هو الخطوة الأولى لفهم الأمراض. ولضمان أفضل نتائج البحوث، فإن النموذج النموذجي سوف يشمل تقنية بسيطة، والقدرة على تحمل التكاليف، وإمكانية التكاثر العالية، والحد الأدنى من التغير. وتشمل المحددات في نماذج السكتة الدماغية الإقفارية حجم وذمة الدماغ، وحجم الحفارة، ومدى انهيار حاجز الدم في الدماغ (BBB)، وضعف وظيفية تقييمها عموما عن طريق درجة شدة العصبية².

تقنية تحريض السكتة الدماغية الأكثر استخداما في نماذج القوارض يُحل الشريان الدماغي الأوسط (MCA) بشكل عابر أو دائم³. تنتج هذه التقنية نموذج السكتة الدماغية مماثلة لتلك الموجودة في البشر: فقد penumbra المحيطة منطقة السكتة الدماغية، هو استنساخ عالية، وينظم مدة الإقفاريات وإعادة ضخ⁴. ومع ذلك، فإن طريقة MCAO لديها بعض التعقيدات. هذه التقنية عرضة للنزف داخل الجمجمة وإصابة شبكية العين ipsilateral مع خلل في القشرة البصرية وفرط الحرارة المشتركة التي غالبا ما تؤدي إلى نتائج إضافية^5,6,7. وتشمل القيود الأخرى الاختلافات العالية في السكتة المستحثة (الناشئة عن التمديد المحتمل لاقفارية الإقفاريات إلى مناطق غير مقصودة، مثل منطقة الشريان السباتي الخارجية)، وعدم كفاية انسداد MCA، وإعادة التسريب السابق لأوانه. أيضا، الفئران من سلالات مختلفة وأحجام عرض مختلف وحدات التخزين في المزارع⁸. بالإضافة إلى جميع العيوب المذكورة، لا يمكن لنموذج MCAO أن يحفز السكتات الدماغية المعزولة الصغيرة في مناطق الدماغ العميقة، لأنها محدودة من الناحية الفنية من حيث متطلباتها من الحد الأدنى لحجم السفينة للقسطرة. وهذا يجعل الحاجة إلى نموذج بديل أكثر أهمية. طريقة أخرى، فوتوثرمومبوسيس، ويوفر بديلا محتملا لإجراءات MCAO ولكن لا يحسن على كفاءة⁹. هذه التقنية تستهدف السكتة الدماغية مع الضوء ويقدم بعض التحسينات على النماذج السابقة. ومع ذلك، يتطلب استئصال القحف الغازية التي ترتبط مع الكومبيات الثانوية⁹.

في ضوء أوجه القصور المبينة، يوفر البروتوكول المعروض هنا تقنية ليزر بديلة قادرة لحث إصابات الدماغ في القوارض. وتستند آلية عمل تقنية الليزر على آثار الليزر الحرارية الضوئية المنقولة على الأنسجة الحية ، مما يؤدي إلى امتصاص أشعة الضوء بواسطة أنسجة الجسم وتحويلها إلى حرارة. مزايا استخدام تقنية الليزر هي سلامته وسهولة التلاعب. قدرة الليزر على إنتاج الحرارة لوقف النزيف يجعلها مهمة جدا في الطب، في حين أن قدرته على تضخيم أشعة مختلفة في نقطة لقاء معين يضمن أن أشعة الليزر تجنب تدمير الأنسجة السليمة التي تقف في طريق الهدف^{نقطة 10}. شعاع الليزر المستخدمة في هذا البروتوكول يمكن أن تمر من خلال وسيلة منخفضة السائل، مثل العظام، دون انبعاث الطاقة و / أو التسبب في أي تدمير. بمجرد أن تصل إلى وسيلة سائلة عالية ، مثل أنسجة الدماغ ، فإنها تستخدم طاقتها لتدمير الأنسجة المستهدفة. ولذلك، فإن هذه التقنية يمكن أن تحفز إصابات الدماغ فقط في المنطقة المناسبة من الدماغ.

وأظهرت التقنية المعروضة هنا قدرا هائلا من القدرة على تنظيم مستوياتها من الإشعاع، مما أدى إلى الاختلافات المختارة من إصابات الدماغ المقصود من البداية. على عكس MCAO الأصلي الذي يؤثر على كل من القشرة والمخطط ، كانت تقنية الليزر قادرة على تنظيم تأثير إصابة الدماغ ، مما أدى إلى الإصابة فقط على قشرة المحرك المقصودة. هنا، يتم توفير بروتوكول إصابات الدماغ الناجم عن الليزر وملخص للنتائج التمثيلية للإجراءات التي يتم إجراؤها على قشرة الدماغ للفئران.