Vurdere de autonome og atferdsmessige effektene av passiv bevegelse hos rotter ved hjelp av heis vertikal bevegelse og pariser-hjulet rotasjon

Summary

Protokoller presenteres for å vurdere de autonome og atferdsmessige effektene av passiv bevegelse hos gnagere ved hjelp av heis vertikal bevegelse og pariserhjulrotasjon.

Abstract

Det overordnede målet med denne studien er å vurdere de autonome og atferdsmessige effektene av passiv bevegelse hos gnagere ved hjelp av heisen vertikal bevegelse og pariserhjulrotasjonsenheter. Disse analyser kan bidra til å bekrefte integriteten og normal funksjon av det autonome nervesystemet. De er koblet til kvantitative tiltak basert på avføringstelling, åpen feltundersøkelse og balansestrålekryssing. Fordelene med disse analysene er deres enkelhet, reproduserbarhet og kvantitative atferdstiltak. Begrensningene i disse uttalelsene er at de autonome reaksjonene kan være epifenomener av ikke-vestibulære lidelser og at et fungerende vestibulær system er nødvendig. Undersøkelse av lidelser som reisesyke vil bli sterkt hjulpet av de detaljerte prosedyrene i disse assene.

Introduction

Reisesyke (MS) på grunn av unormal visuo-vestibulær stimulering fører til autonom reaksjon, noe som fremkaller symptomer som epigastrisk ubehag, kvalme og/eller oppkast¹. Ifølge dagens teorier kan reisesyke skyldes en sensorisk konflikt eller nevronal mismatch fra å motta integrert bevegelsesinformasjon som avviker fra den forventede interne modellen av miljøet^2,3 eller postural ustabilitet som ville oppstå på et yawing skip^4,5. Til tross for betydelige fremskritt innen reisesyke og vestibulær autonom funksjon^6,7,8,9,10^,11,12, kan fremtidig forskning hjelpes av standardiserte evalueringsprotokoller. Å vurdere de autonome effektene av standard passive bevegelser vil i stor grad være til nytte for undersøkelser av årsakene og forebyggingen av reisesyke. Det overordnede målet med denne studien er å vurdere de autonome og atferdsmessige effektene av passiv bevegelse hos gnagere. Dyremodeller, som gnagere, tillater enkel eksperimentell manipulasjon (f.eks. passiv bevegelse og farmasøytisk) og atferdsevaluering, som kan brukes til å studere evighetssykdommen. Her presenterer vi et detaljert batteri for å teste effekten av passiv bevegelse og integriteten til vestibulær funksjon.

Den nåværende studien beskriver to analyser, heis vertikal bevegelse (EVM) og pariser-hjulet rotasjon (FWR), som induserer autonome reaksjoner på passiv bevegelse. Analysene er kombinert til tre kvantitative atferdstiltak, balansestrålen (på mus¹³ og rotter^14,15,16,17), åpen feltundersøkelse og avføringstelling. EVM (ligner på tonehøyde og rull av et skip som møter en bølge) vurderer vestibulær funksjon ved å stimulere otolitten sensoriske organer som koder lineære akselerasjoner (dvs. saccule som reagerer på bevegelser i det vertikale planet)¹⁸. FWR (sentrifugal rotasjon eller bisinusoidal bevegelse) enheten stimulerer otolittorganene ved lineær akselerasjon og halvsirkelformet kanaler ved kantete akselerasjon^19,20. Ferris-hjulet/sentrifugalrotasjonsenheten er unik i sin autonome vurdering. Til dags dato er den eneste lignende enheten i litteraturen den off-vertikale akserotasjonen (OVAR) platespiller, som brukes til å undersøke vestibulo-okulær refleks (VOR)^18,21,22, betinget unngåelse^23,24, og effekten av hypergravity^25,26,27. EVM-analysen og FWR-enhetens analyse induserer vestibulær stimulering som fører til autonome reaksjoner. Vi kobler EVM og FWR til kvantitative målinger som balansestråle, avføringstelling og åpen feltanalyse^28,29,30, for å sikre robuste og reproduserbare resultater. I likhet med de som tidligere er beskrevet hos mus¹³ og rotter^14,15^,16,17, balansestrålen er en 1,0 m lang stråle suspendert 0,75 m fra bakken mellom to trekrakker ved hjelp av en enkel black-box modifikasjon på målenden (finish). Balansestrålen har blitt brukt til å vurdere angst (obskur svart boks)^14,17, traumatisk skade^15,16,17, og her, autonome reaksjoner påvirker balanse. Vi har utført avføringstelling for å vurdere den autonome responsen i reisesykemodellen tidligere, og det er en pålitelig kvantitativ måling som lett utføres og utvetydig vurdert^6,8,9,11. Åpen feltanalyse bruker en enkel svart boks åpen felt atferdsvurdering ved hjelp av Ethovision^28,Bonsai^30,eller en enkel videoanalyse i Matlab²⁹ for å kvantifisere atferd som bevegelse. I den nåværende protokollen bruker vi den totale avstanden som er reist, men vi merker oss at det finnes flere forskjellige paradigmer (f.eks. forlengelse, bevegelsessone, hastighet osv.) ^28,29,30. Samlet danner disse prosedyrene et kort batteri av vurderinger for undersøkelse og evaluering av autonome reaksjoner på passiv bevegelse, for eksempel i reisesyke^{6,7,8,9,10,11}. De nåværende analysene kan tilpasses en rekke dyremodeller.

Protocol

Den nåværende studien og prosedyrene ble godkjent av Etikkkomiteen for dyreeksperimentering av det andre militære medisinske universitetet (Shanghai, Kina) i samsvar med veiledningen for omsorg og bruk av laboratoriedyr (US National Research Council, 1996). 1. Dyr Bruk Sprague-Dawley (SD) rotter på to måneder (200–250 g). For hver atferdsanalyse bruker du en egen gruppe rotter. Bruk alltid separate kontroll- og eksperimentelle grupper.MERK: Det var to autonome tester: EVM …

Representative Results

Figur 2 viser representative balansestråleresultater av tid tatt til tverrgående. Rotter ble trent i 3 påfølgende dager for å oppnå stabil ytelse på balansestrålen10. Den påfølgende dagen ble rotter evaluert for balansestråleytelse. I figurens y-akse har vi antall sekunder tatt for gnagere å krysse balansestrålen for pariserhjul, heis vertikal bevegelse og kontrollgrupper for demonstrative formål. Figur 3<…

Discussion

Den nåværende studien beskriver å vurdere autonome svar på passiv bevegelse hos gnagere ved hjelp av heis vertikal bevegelse og pariserhjulrotasjon. Disse utstyret og prosedyrene kan enkelt vedtas til andre gnagere, og det finnes flere modifikasjoner av analysene for å bekrefte vestibulær funksjon under ulike omstendigheter, for eksempel under farmakologisk utfordring eller kirurgiske inngrep. Forskning i MS fremkalt av vestibulær stimulering har ført til teorien om at sensorisk konflikt eller nevronal mismatch f…

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