हम सियाटिक तंत्रिका क्रश चोट के बाद चूहों में एक व्यवहार परीक्षण बैटरी के माध्यम से मोटर व्यवहार के आकलन के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं।
परिधीय तंत्रिका चोट का प्रेरण अन्य लोगों के बीच मरम्मत और दर्द तंत्र के आकलन के लिए तंत्रिका विज्ञान में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। इसके अलावा, आंदोलन विकारों के अनुसंधान क्षेत्र में, डिस्टिक क्रश चोट को डिस्टोनिया के आनुवंशिक रूप से संवेदनशील DYT-TOR1A कृंतक मॉडल में एक डिस्टोनिया जैसे फेनोटाइप को ट्रिगर करने के लिए नियोजित किया गया है। एक सियाटिक तंत्रिका क्रश चोट के बाद सुसंगत, प्रजनन योग्य और तुलनीय परिणाम प्राप्त करने के लिए, एक मानकीकृत फेनोटाइपिकल लक्षण वर्णन के अलावा तंत्रिका क्रश को प्रेरित करने के लिए एक मानकीकृत विधि आवश्यक है। ध्यान न केवल व्यवहार परीक्षणों के विशिष्ट वर्गीकरण के लिए भुगतान किया जाना चाहिए, लेकिन यह भी तकनीकी आवश्यकताओं, सही निष्पादन और लगातार डेटा विश्लेषण के लिए । इस प्रोटोकॉल में विस्तार से वर्णन करता है कि कैसे एक sciatic तंत्रिका क्रश चोट प्रदर्शन करने के लिए और चूहों में मोटर घाटे के आकलन के लिए एक व्यवहार परीक्षण बैटरी प्रदान करता है जिसमें ओपन फील्ड टेस्ट, कैटवॉक एक्सटी चाल विश्लेषण, बीम वॉकिंग टास्क और सीढ़ी चलने का कार्य शामिल है।
कृंतक कई जैविक स्तरों पर परिकल्पनाओं का परीक्षण करके मानव रोगों की समझ को गहरा करने के लिए उत्कृष्ट मॉडल जीव हैं1,2। कृंतक मॉडल के लक्षण वर्णन के लिए एक मौलिक जैविक स्तर फेनोटाइप स्तर है, जिसे व्यवहार आकलन द्वारा मापा जाता है। पशु मॉडल और वैज्ञानिक अनुसंधान प्रश्न के आधार पर, पार्किंसंस रोग के पशु मॉडल और डिस्टोनिया3,4,5,6जैसे व्यवहार पहलुओं की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करने के लिए एक शक्तिशाली और विश्वसनीय व्यवहार परीक्षण बैटरी का चयन आवश्यक है।
सियाटिक तंत्रिका मोटर के साथ-साथ संवेदी फाइबर के साथ मानव शरीर में सबसे बड़ी तंत्रिका है। सियाटिक तंत्रिका की चोटों के परिणामस्वरूप यातायात दुर्घटनाओं और सर्जरी जैसी कई घटनाओं से आसानी से परिणाम मिल सकता है7,8. इसलिए, सियाटिक तंत्रिका चोटों के साथ कृंतक मॉडल का उपयोग करके अनुसंधान गतिविधियां, अनुवादात्मक रूप से प्रासंगिक मूल्य की हैं। यद्यपि चूहे से मानव तक तंत्रिका उत्थान के अनुवादीय पहलू को गंभीर रूप से9माना जाना चाहिए, लेकिन कृंतक मॉडलों में सियाटिक तंत्रिका क्रश इंजरी (एक्सोनोटेमेसिस) आमतौर पर उपयोग की जाने वाली विधि है जो परिधीय नसों की पतन और पुनर्जनन प्रक्रियाओं का विश्लेषण करने के लिए10,11है। क्रश इंजरी के मामले में तंत्रिका पूरी तरह से ट्रांसेक्टेड नहीं होती है। यह अक्षतंपन को नुकसान पहुंचाता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रश इंजरी के बाद सीधे चालन ब्लॉक हो जाता है जिसके बाद पुनर्योजी प्रक्रियाएं 4,12,13होती हैं ।
इसके अलावा, डिस्टोनिया अनुसंधान में, एकतरफा सियाटिक तंत्रिका क्रश चोट आनुवंशिक रूप से संवेदनशील डिस्टोनिया कृंतक मॉडल में डिस्टोनिया जैसे आंदोलनों (डीएलएम) को ट्रिगर करने के लिए एक स्थापित विधि है, जो डीएलएम प्रति एसई4, 14नहीं दिखाती है। यह माना जाता है कि परिधीय तंत्रिका आघात15मोटर और संवेदी कार्यों के लिए जिम्मेदार हैं, जो सियाटिक तंत्रिका फाइबर को प्रभावित करके संवेदी तंत्रिका एकीकरण को परेशान करता है।
हम यहां सियाटिक तंत्रिका की एक मानकीकृत क्रश चोट और मोटर व्यवहार आकलन की एक बैटरी के लिए एक विस्तृत विवरण प्रदान करते हैं जो ओपन फील्ड टेस्ट (ओएफटी), कैटवॉक एक्सटी चाल विश्लेषण, बीम वॉकिंग टास्क और सीढ़ी सीढ़ी चलने का काम भोले जंगली प्रकार (डब्ल्यूटी) चूहों (एन = 8-9) और डब्ल्यूटी चूहों के पांच सप्ताह बाद एकतरफा सियाटिक तंत्रिका क्रश चोट (एन = 10) से बना है। ओएफटी सामान्य लोकोमोटर गतिविधि के बारे में जानकारी प्रदान करता है, जबकि स्वचालित चाल विश्लेषण प्रणाली कैटवॉक एक्सटी द्वारा एक विस्तृत चाल विश्लेषण प्राप्त किया जाता है। बीम वॉकिंग टास्क का उपयोग बीम को पार करने के लिए समय और पैर प्लेसमेंट त्रुटियों की संख्या का मूल्यांकन करके मोटर समन्वय का आकलन करने के लिए किया जाता है। चाल प्रदर्शन विश्लेषण के लिए सीढ़ी सीढ़ी चलने का कार्य एक निरंतर लेकिन अनियमित सीढ़ी पैटर्न के साथ एक क्षैतिज सीढ़ी सीढ़ी उपकरण पर पैर या पंजा प्लेसमेंट और त्रुटियों के बारे में जानकारी देता है।
यह व्यवहार मूल्यांकन प्रोटोकॉल सिस्टिक तंत्रिका क्रश चोट के बाद एक कृंतक मॉडल में चयनित व्यवहार परीक्षण बैटरी के फायदे और नुकसान के साथ-साथ संभावित रीडआउट का अवलोकन प्रदान करता है।
सियाटिक तंत्रिका क्रश चोट का तुलनात्मक परिणाम प्राप्त करने के लिए, एक सुसंगत क्रश तकनीक अनिवार्य है। संदंश के बजाय एक गैर-दांतेदार क्लैंप (अल्ट्रा फाइन हेमोस्टेट) का उपयोग क्रश की स्थिरता में सुधार कर सकता है। समान तंत्रिका संपीड़न की गारंटी देने के लिए एक ही क्लैंप के साथ-साथ समान क्रश स्थिति का उपयोग करें। क्रश चोट और देखभाल के साथ क्लैंप की हैंडलिंग के लिए क्लैंप का विशेष उपयोग स्थिरता में सुधार करता है। इसके अलावा, देखभाल के साथ क्रश चोट की प्रक्रिया करें। सर्जरी के दौरान तंत्रिका को अतिरिक्त क्षति जैसे तंत्रिका के अवांछित कर्षण से ऑटोम्यूटिलेशन जैसे अवांछित दुष्प्रभाव हो सकते हैं। इसलिए, एक सावधान तंत्रिका तैयारी के साथ-साथ कम से कम दो दिनों के लिए दर्द रिलीवर के प्रशासन की सिफारिश की जाती है।
मोटर व्यवहार का बहुकार्यात्मक मूल्यांकन विभिन्न स्तरों पर चूहों में तंत्रिका क्रश चोट के बाद फेनोटाइप की विशेषता हो सकती है। हमने ओएफटी, कैटवॉक एक्सटी चाल विश्लेषण, बीम वॉकिंग टास्क और सीढ़ी चलने का काम किया। इन प्रयोगों के लिए प्रयोगात्मक समूहों के लिए एक अंधा प्रयोगात्मक प्रक्रिया और डेटा विश्लेषण आवश्यक है । व्यवहार मूल्यांकन से पहले, जानवरों को परीक्षण कक्ष में कम से 30 मिनट के लिए परीक्षण की स्थिति के तहत आदत थी । यहां लागू सभी व्यवहार परीक्षणों से यह लाभ होता है कि भोजन या पानी के अभाव की आवश्यकता नहीं है। जानवरों के एक ही समूह सेट सभी वर्णित व्यवहार परीक्षणों में इस्तेमाल किया गया । प्रत्येक जानवर के लिए प्रति दिन अधिकतम दो अलग-अलग व्यवहार परीक्षण किए गए। यदि नियमित अंतराल में व्यवहार परीक्षण किए जाते हैं, तो एक तुलनीय प्रक्रिया पर ध्यान दें, जैसे कि एक ही पशु क्रम में परीक्षण करना और दिन के एक ही समय में। व्यवहार विश्लेषण के लिए एक और महत्वपूर्ण पहलू चूहों का दिन-रात चक्र है। दिन चक्र (अंधेरे चक्र) पर गतिविधि के अधिक प्राकृतिक और उच्च स्तर प्राप्त करने के लिए एक उलट दिन-रात चक्र पर विचार करें। यह विशेष रूप से सहज व्यवहार के माप के लिए विचार किया जाना चाहिए, OFT की तरह । इस प्रयोग में, एक उलट दिन-रात चक्र लागू नहीं किया जा सका, लेकिन परीक्षण शर्तों के लिए एक पर्याप्त अनुकूलन सुनिश्चित किया गया था । बीम चलने के कार्य और सीढ़ी चलने के कार्य के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन वीडियो के लिए एक आदर्श रोशनी आवश्यक है। अंधेरे में प्रयोग करते समय इस उच्च वीडियो गुणवत्ता तक नहीं पहुंचा जा सकता है।
चाल के आकलन के लिए निरंतर कार्य निष्पादन की आवश्यकता होती है। एक सतत कार्य प्रदर्शन का पहला महत्वपूर्ण पहलू जानवरों को सेटअप पार करने के लिए मनाना है। प्रेरणा बढ़ाने के लिए, सेटअप के अंत में छोटे खाद्य छर्रों (45 मिलीग्राम) रखें। जानवरों को भोजन छर्रों से परिचित होने के लिए, परीक्षण से पहले छर्रों को उन्हें खिलाया जाना चाहिए। इसके अलावा, सेटअप के अंत में एक गोल बॉक्स मददगार हो सकता है। कैटवॉक के सेटअप में पहले से ही गोल बॉक्स शामिल है, लेकिन चूहे कभी-कभी गोल बॉक्स में प्रवेश करने में संकोच करते हैं। वैकल्पिक रूप से, आप गोल बॉक्स में एक छोटा पिंजरा जोड़ सकते हैं, लेकिन चूहों से घर पिंजरे गोल बॉक्स में फिट नहीं होता है। अधिग्रहण से पहले कुछ मिनट के लिए चूहे को पिंजरे में आदत दें। इसके अतिरिक्त, एक ही घर पिंजरे से एक और चूहा गोल बॉक्स में या लक्ष्य बॉक्स के अंदर पिंजरे में रखा जा सकता है । सुनिश्चित करें कि दूसरा चूहा बॉक्स में रहता है और गोल बॉक्स के प्रवेश द्वार को अवरुद्ध नहीं करता है। इसके अलावा, कैटवॉक सिस्टम से गोल बॉक्स को हटाना और वॉकवे के अंत में चूहे के घर पिंजरे को रखना भी संभव है, जो चूहे को प्रत्येक रन के बाद अपने “गृह क्षेत्र” में प्रवेश करने की अनुमति देता है। बीम वॉकिंग टास्क और सीढ़ी चलने के कार्य के सेटअप के लिए, हम सेटअप के अंत में एक गोल बॉक्स या घर पिंजरे को जोड़ने की सलाह देते हैं। निरंतरता सुनिश्चित करने के लिए, कैटवॉक, बीम वॉकिंग टास्क, और सीढ़ी चलने का कार्य सप्ताह में कम से कम एक बार छह से दस रन के साथ किया जाना चाहिए।
हालांकि हर विश्लेषण इस अध्ययन में महत्वपूर्ण अंतर मिले, विचार है कि आनुवंशिक रूप से संशोधित जानवरों या उपचार समूहों के एक शामिल किए जाने मूल्यवान डेटा है कि एक ही व्यवहार परीक्षणों से समूहों के बीच अंतर कर सकते है उत्पादन कर सकता है ।
नर्व क्रश इंजरी का चूहे की लोकोमोटर एक्टिविटी पर कोई असर नहीं पड़ा, जिसे पांच मिनट में मापा गया। कैटवॉक एक्सटी चाल विश्लेषण चाल, पंजा और पंजा प्लेसमेंट का विश्लेषण करने के लिए एक अधिक उद्देश्य और संवेदनशील उपकरण है। एक गहन प्रशिक्षण के बाद, चूहे कैटवॉक एक्सटी उपकरण के डिफ़ॉल्ट सेटिंग्स के लिए वॉकवे पार करना सीखते हैं। तंत्रिका चोट चूहों की रास्ता पार करने की क्षमता को कम नहीं करती है। विभिन्न मापदंडों की स्वचालित गणना डेटा को निष्पक्ष रूप से प्रस्तुत करती है। अतिरिक्त जानकारी “इंटरएक्टिव पदचिह्न माप” मॉड्यूल का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है और वास्तव में, इन विश्लेषणों से पैर के अंगूठे के प्रसार, प्रिंट लंबाई और पंजा कोण के विभिन्न मापदंडों में महत्वपूर्ण अंतर मिले हैं, जो तंत्रिका चोट के साथ और बिना चूहों की तुलना करते हैं।
बीम वॉकिंग टास्क के लिए चूहों को आसानी से प्रशिक्षित किया जा सकता है। बीम को पार करने के लिए विलंबता समय में अंतर और तंत्रिका-घायल हिंडलिम्ब के प्रति कदम पैर स्लिप की संख्या में क्रश-घायल चूहों के साथ भोली की तुलना करके पता लगाया गया था। बीम चलने के कार्य के साथ तंत्रिका-घायल चूहों का विश्लेषण करने का नुकसान बीम का आकार है। सियाटिक तंत्रिका क्रश चोट के बाद पहले दो हफ्तों के भीतर, चूहों को बीम को पार करने के लिए सहायता की आवश्यकता होती है क्योंकि उनका संतुलन बिगड़ा हुआ है। हालांकि कुछ चूहे बीम को पार करने में सक्षम हो सकते हैं, लेकिन गिरावट के कारण चोटों का खतरा अधिक होता है। इसलिए तंत्रिका-कुचल जानवरों को यदि आवश्यक हो तो सियाटिक तंत्रिका क्रश चोट या उससे अधिक समय के बाद पहले दो हफ्तों के लिए बीम को पार करने में सहायता की जानी चाहिए। हालांकि, सहायता के साथ और बिना रन की तुलना करना मुश्किल है । इसके अलावा, मोटर बैलेंस बीम वॉकिंग टास्क द्वारा मूल्यांकन किया गया एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। हमने इस पैरामीटर को हमारे तंत्रिका क्रश चूहा मॉडल के लिए प्रासंगिक नहीं माना। इसलिए, ओहवाताशी एट अल और जोहानसन और ओएचएलएसन द्वारा वर्णित स्कोर का उपयोग नहीं किया जा सका और डेटा विश्लेषण18,19के लिए एक अधूरी बीम ट्रैवर्स के साथ रन को बाहर रखा गया ।
मेट्ज़ एट अल से 7 श्रेणी का पैमाना सामने और हिंडलिंब दोनों का विश्लेषण कर सकता है और सीढ़ी चलने वाले कार्य16,17के दौरान सभी अंगों की त्रुटियों के विभिन्न गंभीरता स्तरों के बीच अंतर कर सकता है। सबसे प्रमुख त्रुटियों का विश्लेषण करके, जिसमें 0 से 2 श्रेणियां शामिल हैं, भोली wt चूहों के साथ तंत्रिका-घायल डब्ल्यूटी चूहों की तुलना करते समय हिंडलिब में प्रति चरण त्रुटियों का कोई अंतर नहीं पाया जा सकता है। इसके अलावा, सीढ़ी सीढ़ी तंत्र को पार करने का विलंबता समय तंत्रिका-घायल डब्ल्यूटी चूहों और wt भोले चूहों के बीच अलग नहीं था। डीप लर्निंग मॉडल एक स्वचालित दृष्टिकोण के माध्यम से सीढ़ी चलने के कार्य के डेटा विश्लेषण में सुधार और गति कर सकते हैं।
यह उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि तंत्रिका क्रश चोट के साथ-साथ सभी वर्णित व्यवहार परीक्षण आसानी से चूहों में अनुवाद कर सकते हैं, सेटिंग्स और सेटअप के आकार को अनुकूलित करके। एक मॉडल जीव के रूप में चूहों के उपयोग से लाभकारी प्रभाव पड़ता है कि कई मानव रोगों के लिए ट्रांसजेनिक मॉडल मौजूद हैं।
The authors have nothing to disclose.
इस काम को जर्मन संघीय शिक्षा और अनुसंधान मंत्रालय (बीएमबीएफ डिस्ट्रेक्ट से सीडब्ल्यूआई) और इंटरडिसिप्लिनरी सेंटर फॉर क्लीनिकल रिसर्च (IZKF) द्वारा Würzburg विश्वविद्यालय (एन-362 से C.W.I.; Z2-CSP3 से एलआर) । इसके अलावा, इस परियोजना को ईजेपी आरडी कोफंड-ईजेपी एन ° 825575 (यूआरडीस्कवर से जेवी) के तहत यूरोपीय संघ के क्षितिज 2020 अनुसंधान और नवाचार कार्यक्रम से और वीआरयूएम फाउंडेशन से धन प्राप्त हुआ है। इसके अलावा C.W.I. ड्यूश Forschungsgemeinschaft (DFG, जर्मन Reseach फाउंडेशन) परियोजना आईडी ४२४७७८३८१-TRR २९५, ड्यूश Stiftung न्यूरोलॉजी और पार्किंसंसFonds द्वारा वित्त पोषित है । एलआर अतिरिक्त रूप से डिस्टोनिया मेडिकल रेसेच फाउंडेशन द्वारा समर्थित है।
लेखक अपनी तकनीकी सहायता के साथ-साथ पशु देखभाल के लिए हेल्गा ब्रूनर के लिए केली रोह्म, वेरोनिका सेंगर, हेके मेंज़ेल और लुइसा फ्रीस का धन्यवाद करते हैं।
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