Un nuovo approccio per valutare il risultato del motore di cerebrale profonda effetti di stimolazione nel ratto Hemiparkinsonian: Scala e cilindro di prova
Summary
Deep brain stimulation (DBS) is an effective treatment option for Parkinson’s disease. We established a study design to screen novel stimulation paradigms in rats. The protocol describes the use of the staircase test and cylinder test for motor outcome assessment in DBS treated hemiparkinsonian rats.
Abstract
La stimolazione cerebrale profonda del nucleo subtalamico è un'opzione di trattamento efficace per la malattia di Parkinson. Nel nostro laboratorio abbiamo stabilito un protocollo per lo screening diversi modelli di neurostimolazione in hemiparkinsonian (unilaterale) lesionati ratti. Essa consiste nel creare lesione unilaterale di Parkinson iniettando 6-idrossidopamina (6-OHDA) nella giusta fascio proencefalo mediale, impiantando elettrodi di stimolazione cronica nel nucleo subtalamico e la valutazione dei risultati del motore al termine di 24 periodi hr di neurostimolazione esterno cavo-bound . La stimolazione è stata condotta con la stimolazione corrente costante. L'ampiezza è stato fissato al 20% al di sotto della soglia individuale per gli effetti collaterali. La valutazione dei risultati del motore è stato fatto dalla valutazione di utilizzo zampa spontanea nel test del cilindro secondo le Shallert e dalla valutazione di esperti raggiungendo nel test della scala in base al Montoya. Questo protocollo descrive in dettaglio la formazione nella casella di scala, la cTest ylinder, nonché l'utilizzo sia nei ratti hemiparkinsonian. L'uso di entrambi i test è necessario, perché il test della scala sembra essere più sensibile per la messa deterioramento delle capacità motorie e presenta una maggiore sensibilità ai cambiamenti durante la neurostimolazione. La combinazione del modello unilaterale Parkinson e le due test comportamentali permette di valutare diversi parametri di stimolazione in modo standardizzato.
Introduction
La stimolazione cerebrale profonda del nucleo subtalamico (STN) è un'opzione di trattamento efficace per la malattia 1 e altri disturbi del movimento di Parkinson. I meccanismi alla base sono ancora poco conosciuti e multifattoriale, ma una caratteristica fondamentale è la modulazione di attività di rete neuronale per la depolarizzazione ripetitivo degli assoni nelle vicinanze del stimolante elettrodi 2-4. Ad alta frequenza (> 100 Hz) stimolazione è necessaria per un effetto benefico nella maggior parte dei target cerebrali e per la maggior parte delle indicazioni di DBS. Gli effetti collaterali di profonda stimolazione cerebrale risultato da coattivazione involontaria di altre fibre, che sono coperti dal volume stimolazione e che Subserve diverse funzioni, come ad esempio il tratto piramidale. Pertanto, sarebbe desiderabile sviluppare parametri di stimolazione, che preferenzialmente attivano elementi neurali benefici, evitando l'coattivazione di effetto elementi laterali 5,6. Anche se neurofisiologia può offrire tale Tuni beneOpzioni ng di DBS, il progresso scientifico è stato minimo nel corso degli ultimi due decenni, perché le strategie di programmazione sono stati in primo luogo valutati da "tentativi ed errori" nei pazienti e limitato dalle opzioni di programmazione limitato di dispositivi DBS disponibili in commercio, invece di usare la comprensione neurofisiologica e definito le impostazioni sperimentali per esplorare sistematicamente l'intero spazio dei parametri.
Per superare il posto di blocco traslazionale nel campo della ricerca DBS stiamo proponendo un protocollo per lo screening parametri di stimolazione alternative a modelli di roditori di Parkinson prima esplorazione clinica. Malattia di Parkinson unilaterale nei ratti vengono modellate tramite iniezioni 6-hydroxydopamine nel diritto mediale fascio proencefalo 7,8. La lesione risultante, ulteriormente descritto come hemiparkinsonian, viene valutata nel test apomorfina dalla valutazione del punteggio di rotazione dopo l'iniezione apomorfina basso dosaggio e confermato post mortem da tirosina idrossilasi immunohistochemistry. Il metodo è facile da applicare e altamente riproducibile, tenendo una bassa mortalità e morbilità. I deficit motori risultanti sono molto discreti 7,8; gli animali mostrano un lieve deterioramento della zampa controlaterale sinistra sia durante l'esplorazione spontanea e di cogliere comportamento complesso 9,10.
Per valutare l'efficacia dei protocolli di stimolazione cerebrale profonda sono necessari test che permettono di misurare un cambiamento rapido e affidabile in termini di prestazioni del motore e può essere ripetuto nel tempo con diverse impostazioni di neurostimolazione. Diversi gruppi hanno proposto diversi approcci di stimolazione e diversi test per valutare le funzioni motorie nei ratti 11 con esiti altamente variabili e incoerenti 11-14. Questo ci ha costretto a scegliere una serie di test ad elevata prevedere la validità e la complementarità. Inoltre, per la valutazione dei risultati del motore in condizioni di stimolazione cerebrale profonda, i test sono stati favoriti che potrebbe essere eseguita da aniMalles collegato via cavo al generatore stimolo. Per questi scopi abbiamo stabilito la nostra batteria di test che consiste di un test per l'uso della zampa asimmetria e un test per abili di raggiungere. Il disegno dello studio è illustrato in Figura 1.
Per uso paw spontaneo abbiamo effettuato il test del cilindro descritto da Shallert 15, che è un test ampiamente usato per uso zampa durante l'esplorazione verticale. Non è richiesta alcuna formazione dell'animale. Per la valutazione del comportamento attaccamento più complesso abbiamo stabilito il test della scala in base al Montoya 16. Il nostro protocollo è modificato secondo Kloth 17. I ratti sono addestrati per un periodo di dodici giorni nel raggiungere pellet dalla casella di prova. Dopo il periodo di formazione del test può essere applicato per misurare il comportamento di presa complessa contando il tasso di successo denominato numero di pellet consumati. L'articolo presenta la formazione dettagliata nella casella di scala, così come le prestazioni di entrambi behtest avioral sotto ingenuo, hemiparkinsonian e le condizioni di stimolazione cerebrale profonda.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo articolo descrive un protocollo di formazione dettagliato per il test del cilindro e scala. Quest'ultimo è stato progettato per valutare il comportamento di presa complessa e il movimento motorio a causa di esperti raggiungendo nei ratti 16,17. La misurazione esito è espresso come numero di pellet consumati durante la prova, che è una misura obiettiva. Il protocollo può essere utilizzato in modelli di ratto per il morbo di Parkinson e altri modelli di malattia motore. Il test del cilindro compo…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by Interdisziplinäres Zentrum für Klinische Forschung (IZKF), University Clinics Würzburg, Germany (project N-215).
Materials
| Staircase box witout lid | Glas Keil, Germany | custom made | |
| Cylinder box | Glas Keil, Germany | custom made | |
| Dustless precision pellets, 45 mg | Bio Serv | F0021 |
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