نموذج مغلق الرأس يتم التحكم فيه كهرومغناطيسيا لإصابات الدماغ الرضحية الخفيفة في الفئران

تحدث إصابات الدماغ الرضحية (TBI) بسبب قوة خارجية على الدماغ ، وغالبا ما ترتبط بالسقوط أو الإصابات الرياضية أو العنف الجسدي أو حوادث الطرق. في عام 2014 ، قررت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها أن 2.53 مليون أمريكي زاروا قسم الطوارئ لطلب المساعدة الطبية للحوادث المرتبطة بإصابات الدماغ^{الرضية 1}. نظرا لأن إصابات الدماغ الرضية الخفيفة (mTBI) تمثل غالبية حالات إصابات الدماغ الرضية ، على مدى العقود العديدة الماضية ، تم اعتماد نماذج متعددة من إصابات الدماغ الرضية ، والتي تشمل انخفاض الوزن ، وإصابة الرأس المغلقة التي يحركها المكبس والتأثير القشري المتحكم فيه ، وإصابة الدوران ، وإصابة قرع السوائل الخفيفة ، ونماذج إصابة^{الانفجار 2,3}. يعد عدم تجانس نماذج mTBI مفيدا لمعالجة الميزات المختلفة المرتبطة ب mTBI التي تظهر في الأشخاص وللمساعدة في تقييم الآليات الخلوية والجزيئية المرتبطة بإصابة الدماغ.

من بين النماذج الشائعة الاستخدام لإصابة الرأس المغلقة ، فإن أحد النماذج الأولى والأكثر استخداما هو طريقة إنقاص الوزن ، حيث يتم إسقاط جسم من ارتفاع معين على رأس الحيوان (مخدر أو مستيقظ)^2,4. في طريقة إنقاص الوزن ، تعتمد شدة الإصابة على عدة معايير ، بما في ذلك حج القحف الذي يتم إجراؤه أم لا ، والرأس ثابت أو حر ، ومسافة ووزن الجسم الساقط ^2,4. أحد عيوب هذا النموذج هو التباين الكبير في شدة الإصابة وارتفاع معدل الوفيات المرتبط بالاكتئاب التنفسي ^5,6. البديل الشائع هو توصيل التأثير باستخدام جهاز هوائي أو كهرومغناطيسي ، والذي يمكن إجراؤه مباشرة على الجافية المكشوفة (التأثير القشري المتحكم فيه: CCI) أو الجمجمة المغلقة (إصابة الرأس المغلقة: CHI). واحدة من نقاط القوة في الإصابة التي يحركها المكبس هي قابلية التكاثر العالية وانخفاض معدل الوفيات. ومع ذلك ، يتطلب CCI حج القحف ^7,8 ، وحج القحف نفسه يحفز الالتهاب⁹. بدلا من ذلك ، في نموذج CHI ، ليست هناك حاجة لحج القحف. كما ذكرنا سابقا ، كل نموذج له قيود. أحد قيود نموذج CHI الموصوف في هذه الورقة هو أن الجراحة تتم باستخدام إطار تجسيمي ، ويتم تجميد رأس الحيوان. في حين أن التثبيت الكامل للرأس يضمن قابلية التكاثر ، إلا أنه لا يفسر الحركة بعد التأثير الذي يمكن أن يساهم في الإصابة المرتبطة ب mTBI.

يصف هذا البروتوكول طريقة أساسية لأداء تأثير CHI باستخدام جهاز تأثير كهرومغناطيسي متاح تجاريا¹⁰ في الماوس. يفصل هذا البروتوكول المعلمات الدقيقة المعنية لتحقيق إصابة قابلة للتكرار بدرجة كبيرة. على وجه الخصوص ، يتمتع المحقق بتحكم دقيق في المعلمات (عمق الإصابة ، ووقت السكون ، وسرعة التأثير) لتحديد شدة الإصابة بدقة. كما هو موضح ، ينتج نموذج CHI هذا إصابة تؤدي إلى أمراض ثنائية ، منتشرة ومجهرية (أي التنشيط المزمن للتلف الدبقي والمحوري والأوعية الدموية) ، والأنماط الظاهرية السلوكية¹¹،12،¹³،^14،15. بالإضافة إلى ذلك ، يعتبر النموذج الموصوف خفيفا لأنه لا يحفز آفات الدماغ الهيكلية على أساس التصوير بالرنين المغناطيسي أو الآفات الإجمالية على علم الأمراض حتى بعد عام واحد من الإصابة^16,17.