मधुमेह चूहों में वाई-भूलभुलैया के माध्यम से ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया और संज्ञानात्मक कार्य के माध्यम से दृश्य समारोह का व्यवहारिक मूल्यांकन
Summary
मधुमेह के परिणामस्वरूप आंखों और मस्तिष्क दोनों में तंत्रिका अध: पतन को कृन्तकों पर किए गए व्यवहार परीक्षणों के माध्यम से देखा जा सकता है। वाई-भूलभुलैया, स्थानिक अनुभूति का एक उपाय, और ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया, दृश्य समारोह का एक उपाय, दोनों संभावित निदान और उपचार में अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।
Abstract
ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया और वाई-भूलभुलैया क्रमशः दृश्य और संज्ञानात्मक कार्य का आकलन करने के लिए उपयोगी व्यवहार परीक्षण हैं। ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया मधुमेह रेटिनोपैथी सहित कई रेटिना रोग मॉडलों में समय के साथ स्थानिक आवृत्ति (एसएफ) और कंट्रास्ट संवेदनशीलता (सीएस) थ्रेसहोल्ड में परिवर्तन को ट्रैक करने के लिए एक मूल्यवान उपकरण है। इसी तरह, वाई-भूलभुलैया का उपयोग केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करने वाले कई रोग मॉडलों में स्थानिक अनुभूति (जैसा कि सहज परिवर्तन द्वारा मापा जाता है) और अन्वेषणात्मक व्यवहार (जैसा कि कई प्रविष्टियों द्वारा मापा जाता है) की निगरानी के लिए किया जा सकता है। ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया और वाई-भूलभुलैया के फायदों में संवेदनशीलता, परीक्षण की गति, जन्मजात प्रतिक्रियाओं का उपयोग (प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं है), और जागने (गैर-एनेस्थेटिक) जानवरों पर प्रदर्शन करने की क्षमता शामिल है। यहां, प्रोटोकॉल को ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया और वाई-भूलभुलैया दोनों के लिए वर्णित किया गया है और टाइप I और टाइप II मधुमेह के मॉडल में दिखाए गए उनके उपयोग के उदाहरण हैं। विधियों में कृन्तकों और उपकरणों की तैयारी, ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया और वाई-भूलभुलैया का प्रदर्शन, और परीक्षण के बाद डेटा विश्लेषण शामिल हैं।
Introduction
463 मिलियन से अधिक लोग मधुमेह के साथ रहते हैं, जिससे यह सबसे बड़ी वैश्विक बीमारी महामारियों में से एक बन जाता है। मधुमेह से उत्पन्न होने वाली गंभीर जटिलताओं में से एक मधुमेह रेटिनोपैथी (डीआर) है, जो कामकाजी उम्र के अमेरिकी वयस्कों के लिए अंधापन का एक प्रमुख कारण है2। अगले 30 वर्षों में, डीआर के लिए जोखिम वाली आबादी का प्रतिशत दोगुना होने का अनुमान है, इसलिए डीआर विकास को रोकने और कम करने के लिए अपने पहले चरणों में डीआर का निदान करने के नए तरीकों को ढूंढना महत्वपूर्ण है। डीआर को पारंपरिक रूप से एक संवहनी रोग माना जाता है4,5,6। हालांकि, अब रेटिना में न्यूरोनल डिसफंक्शन और एपोप्टोसिस के सबूत के साथ जो संवहनी विकृति से पहले होता है, डीआर को न्यूरोनल और संवहनी घटकों 4,5,6,7,8,9 के लिए परिभाषित किया गया है। डीआर का निदान करने का एक तरीका रेटिना में तंत्रिका असामान्यताओं की जांच करना होगा, एक ऊतक जो अन्य तंत्रिका ऊतकों की तुलना में मधुमेह से ऑक्सीडेटिव तनाव और चयापचय तनाव के लिए अधिक कमजोर हो सकता है।
संज्ञानात्मक और मोटर फ़ंक्शन में गिरावट भी मधुमेह के साथ होती है और अक्सर रेटिना परिवर्तनों के साथ सहसंबद्ध होती है। टाइप II मधुमेह वाले पुराने व्यक्ति बदतर बेसलाइन संज्ञानात्मक प्रदर्शन को चित्रित करते हैं और नियंत्रण प्रतिभागियों की तुलना में अधिक संज्ञानात्मक गिरावट दिखाते हैं11। इसके अतिरिक्त, रेटिना को केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विस्तार के रूप में स्थापित किया गया है और विकृति रेटिना 12 में प्रकट हो सकती है। नैदानिक रूप से, रेटिना और मस्तिष्क के बीच संबंध का अध्ययन अल्जाइमर और अन्य बीमारियों के संदर्भ में किया गया है, लेकिन आमतौर पर मधुमेह 12,13,14,15,16 के साथ पता नहीं लगाया जाता है। मधुमेह की प्रगति के दौरान मस्तिष्क और रेटिना में परिवर्तन का पता लगाया जा सकता है पशु मॉडल, एसटीजेड चूहा (टाइप I मधुमेह का एक मॉडल जिसमें विषाक्त पदार्थ, स्ट्रेप्टोज़ोटोसिन या एसटीजेड, अग्नाशयी बीटा कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाने के लिए उपयोग किया जाता है) और गोटो-काकीजाकी चूहा (टाइप II मधुमेह का एक पॉलीजेनिक मॉडल जिसमें जानवर लगभग 3 सप्ताह की उम्र में अनायास हाइपरग्लाइसेमिया विकसित करते हैं) शामिल हैं। इस प्रोटोकॉल में, मधुमेह कृन्तकों में संज्ञानात्मक और दृश्य परिवर्तनों का आकलन करने के लिए वाई-भूलभुलैया और ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया के लिए एक विवरण प्रदान किया गया है, क्रमशः प्रदान किया गया है। ऑप्टोमोटर प्रतिक्रिया (ओएमआर) प्रत्येक आंख 17 के लिए दृश्य थ्रेसहोल्ड को गेज करने के लिए विशेषता रिफ्लेक्सिव हेड ट्रैकिंग आंदोलनों की निगरानी करके स्थानिक आवृत्ति (दृश्य तीक्ष्णता के समान) और इसके विपरीत संवेदनशीलता का आकलन करती है। स्थानिक आवृत्ति सलाखों की मोटाई या सूक्ष्मता को संदर्भित करती है, और इसके विपरीत संवेदनशीलता इस बात को संदर्भित करती है कि सलाखों और पृष्ठभूमि के बीच कितना विपरीत है (चित्रा 1 ई)। इस बीच, वाई-भूलभुलैया अल्पकालिक स्थानिक स्मृति और अन्वेषणात्मक कार्य का परीक्षण करता है, जो भूलभुलैया की बाहों के माध्यम से सहज परिवर्तन और प्रविष्टियों के माध्यम से मनाया जाता है।
दोनों परीक्षणों को जागृत, गैर-एनेस्थेटिक जानवरों में किया जा सकता है और जानवरों की जन्मजात प्रतिक्रियाओं को भुनाने का लाभ होता है, जिसका अर्थ है कि उन्हें प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं होती है। दोनों अपेक्षाकृत संवेदनशील हैं, जिसमें उनका उपयोग कृन्तकों में मधुमेह की प्रगति में जल्दी घाटे का पता लगाने के लिए किया जा सकता है, और विश्वसनीय है, जिसमें वे ऐसे परिणाम उत्पन्न करते हैं जो अन्य दृश्य, रेटिना या व्यवहार परीक्षणों के साथ सहसंबंधित हैं। इसके अतिरिक्त, इलेक्ट्रोरेटिनोग्राम और ऑप्टिकल सुसंगतता टोमोग्राफी स्कैन जैसे परीक्षणों के साथ संयोजन के रूप में ओएमआर और वाई-भूलभुलैया का उपयोग करना इस बात की जानकारी प्रदान कर सकता है कि बीमारी के मॉडल में रेटिना, संरचनात्मक और संज्ञानात्मक परिवर्तन एक-दूसरे के सापेक्ष कब विकसित होते हैं। ये जांच मधुमेह के कारण होने वाले तंत्रिका अध: पतन की पहचान करने में उपयोगी हो सकती हैं। आखिरकार, यह नए नैदानिक तरीकों को जन्म दे सकता है जो प्रगति के शुरुआती चरणों में प्रभावी ढंग से डीआर की पहचान करते हैं।
इस प्रोटोकॉल को विकसित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ओएमआर और वाई-भूलभुलैया प्रणालियों को सामग्री की तालिका में वर्णित किया गया है। ओएमआर पर पिछले शोध, प्रुस्की एट अल.18 द्वारा, और वाई-भूलभुलैया, मौरिस एट अल.19 द्वारा, इस प्रोटोकॉल को विकसित करने के लिए शुरुआती बिंदु के रूप में उपयोग किया गया था।
Protocol
Representative Results
Discussion
ओएमआर और वाई-भूलभुलैया समय के साथ कृन्तकों में दृश्य समारोह और संज्ञानात्मक कार्य घाटे के गैर-इनवेसिव मूल्यांकन के लिए अनुमति देते हैं। इस प्रोटोकॉल में, ओएमआर और वाई-भूलभुलैया को मधुमेह के कृंतक मॉड?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को दिग्गजों के मामलों के पुनर्वास आर एंड डी सेवा कैरियर विकास पुरस्कार (सीडीए -1, आरएक्स002111) विभाग द्वारा समर्थित किया गया था; सीडीए -2; आरएक्स002928) आरएसए और (सीडीए -2, आरएक्स002342) एजेएफ और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ (एनआईएच-एनआईसीएचडी एफ 31 एचडी097918 से डीएसीटी और एनआईएच-एनआईईएचएस टी 32 ईएस012870 से डीएसीटी) और एनईआई कोर ग्रांट पी 30EY006360 के लिए।
Materials
| OptoMotry HD | CerebralMechanics Inc. | OMR apparatus & software | |
| Timer | Thomas Scientific | 810029AR | |
| Y-Maze apparatus | San Diego Instruments | 7001-043 | Available specifically for rats |
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