三个新的行为测试(前肢步交替,姿势不稳测试,面食处理试验)颈脊髓损伤的啮齿类动物后评估前肢的功能进行了描述。
颈脊髓损伤(CSCI)可能会导致灾难性的神经功能障碍,包括减值或上肢和手功能丧失。大多数在人类脊髓损伤的发生在颈椎水平。因此,开发宫颈损伤模型和制定相关和敏感行为测试是非常重要的。在这里,我们描述了使用颈脊髓损伤后新开发的前肢步交替测试。此外,我们描述了两种行为的测试,但没有脊髓损伤后使用:一个姿势不稳测试(PIT),和意大利面处理试验。所有三种行为测试是对损伤高度敏感的并且易于使用。因此,我们觉得这些行为测试可有助于CSCI调查后治疗策略。
颈脊髓损伤(CSCI)是脊髓损伤患者最普遍的形式,约占62%的所有的的SCI( http://www.spinalcord.uab.edu )。受伤的脊髓型颈椎病可导致上肢和呼吸障碍。最近的一项研究中患者CSCI表明,手臂和/或手的部分或全部功能,被认为是一个主要优先事项1。因此,开发CSCI模型和相关的行为分析,很容易,灵敏,可靠的使用是一个重要的目标。还有一些有用的行为测试,以在啮齿动物1-17 CSCI后评估前肢功能,然而,许多这些测试都难于使用,并且需要专门的设备。面食处理试验已经开发了其他组18,19,但这些测试要求的动物在特定的面食饮食笼,被拍摄下来,这需要很长的培养期间,虽然我们提出的方法可以在动物的饲养笼中进行。前面描述的面食测试需要显著的分析时间,往往昂贵的软件,不像这里描述的测试。我们的方法的目标是开发和使用行为测试,易于使用,可靠,并且不需要昂贵的设备。具体来说,这里所描述的前肢步交替试验使研究人员能够伤后早期估计病灶体积,提供创建等同治疗组慢性治疗的给药前的一种手段。在这项研究中,我们详细描述了三个新的行为测试:(1)前肢步交替,(2)姿势不稳,以及(3)意大利面处理。
确定正确的行为测试使用可能会很困难。事实上,我们觉得没有人的行为的测试可以评估前肢的功能充分。因此,我们建议您使用的几个行为测试,以屁股的组合脊髓损伤后ESS前肢的功能。断然地说,应该使用一个开放的场的运动型任务( 如前肢的运动规模,缸),其中动物的正常运动中使用其前肢的评估,以及任务特定的测试,其中动物被要求执行特定的任务涉及使用他们的前肢(例如,面食的饮食,姿势不稳,握力等 )。这里详细介绍了行为测试是确定病变的严重程度〜后一周病变(前肢步交替,姿势不稳,意大利面处理),在对侧前肢(前肢步交替,姿势不稳单侧病变的影响很有用)和前肢的精细动作的运动(意大利面处理)。知道的严重程度和所使用的病灶效果还可以决定适当的行为测试。如果手腕精细动作的运动是不可能的损伤后,使用一个测试,测量和的量化IES利用前肢的爪子是不恰当的。例如,在深度许多先前所描述的面食处理测试看起来更在数字的各个动作,然而,我们发现与我们的损伤的严重程度和位置,这是不相关的,而不是观察到肢体的整体布局的差异。
研究人员可能会试图进行许多行为测试,并使用其中一个样本的基础上,论证的结果,然而,建议对正在使用的每个实验模型的试验研究,以确定适当的行为测试的病变。因此,要注意的是,用户在决定对行为测试要采用之前有赤字特定病变类型和程度的类型中的至少一些现有知识是重要的。评估基于行为表现病变程度也允许与病变严重程度治疗前平均分配产生治疗组换货给药。
颈脊髓损伤(CSCI)可导致患者破坏性和生活改变的伤害。有许多用来学习神经基质和治疗剂的可塑性在啮齿类动物中开发的颈脊髓损伤模型。发展灵敏,有效,可重复的和易于使用的行为测试,以评估功能缺损及恢复后CSCI是一个重要的目标。在这里,我们详细描述了使用三个这样的行为测试:四肢交替,姿势不稳和面食处理。
脊髓损伤的啮齿类动物,如人口,是一种异质性的伤害。一个非常类似的损伤可诱导多种行为缺陷的。因此,为了确定病变的受伤动物的严重程度是很重要的。我们发现,四肢交替的任务是确定一个非常有效的方法,如果对侧侧单侧损伤(半切或续后损坏延髓型损伤)的脊髓型颈椎病19。我们小组的数据表明,使用这种肢体交替任务可以伤后的第一个星期内确定损伤的严重程度。另外,更严重受伤的动物(非交流发电机)有显著不同采收分布相比,交流发电机(使用前肢的运动尺度)。因此,肢交替任务是在受伤大鼠分组到交流发电机和非发电机极其有用,尤其是当这项研究包括慢性治疗,以确保有病变的严重性的每个治疗组中平均分配。
建议在具有可研究利用动物前肢(如前肢的运动尺度或气缸爪子偏爱试验)其它任务的组合的前肢,交替试验中使用。而施用该测试是非常重要的实验者进行的测试次数相同每手( 如两次用左手,并两次与右),以减低对大鼠行为实验者手的位置的影响。这个测试是唯一有效的,如果动物被放宽实验者的手,在2-3周的处理建议应给予放宽。进一步,一旦动物是放松的,实验者应保持动物接近90°的独轮车位置,以防止内动物的变化。
前肢-交替测试也可以提供洞察力,交叉脊神经连接,当动物无法用爪子独立的一步,但能否执行轮换任务。对于动物,如大鼠,许多脑区,以及本地中枢模式发生器(日用消费品)沿着脊髓的长度正常的四足行走的参与。专为前肢有节奏的运动,颈椎脊髓节段,C3-C6被认为是重要的22。以前,我们所记述在受损的动物交流发电机和非之间的交流发电机床解剖学上的不同(在C3/C4侧面半切进行),并发现到对侧背柱和皮质脊髓束在非交变动物18更大的伤害。它被认为是对前肢运动,有节奏的模式发生器是在目前的颈部半段的每个级别,并且交叉线连接抑制剂负责交替23。我们以前的解剖结果也暗示了损伤脊髓的对侧端可能会引起中断,有节奏的马达输出(如交替),而如果脊髓的对侧是更完整的,有节奏的电动机输出更容易正常工作。我们没有观察到线的任何对侧腹内侧部分显著损坏,因此没有进行这种分析。
这里所描述的姿势不稳测试是一个版本 Ÿ有用的测试,因为它可以检测两个前肢(同侧和对侧)引起的单侧病变的变化。要注意,该测试应当施用仅当动物被放宽实验者的手是很重要的。根据我们的经验,这可能需要每天处理的动物为2-3周。一旦实验者和动物很舒服,这个测试是非常敏感的,并且可以被用于获得高度一致的位移数据对每个前肢。如果动物是紧张,实验者可以轻轻握住动物,将它们关起来的,下到表,直到动物的舒适和理解,表是一个安全的位置。一旦动物是放松的,它持有的动物在独轮车位置在近90°,一致的结果是很重要的。这个测试是易于管理,通过提供有关补偿和赤字的信息用一个简单的任务提供了超越其他行为测试的洞察力。
T“>训练大鼠在前面的摄像头后容易吃干面食。因此,面食的处理是一个相对简单的测试来管理。在这项研究中,我们进行了记录,并运用肢体使用的数据(左,右或两者)和时间只能吃面食。更详细的分析,包括在面食吃爪子的调整已在动物的伤害,如单侧缺血性病变及单侧纹状体多巴胺耗竭20,21,24先前描述的,因此,可以开发和使用更从面食吃的测试敏感性分析CSCI后,我们包括在评分表爪子的位置,因为这可能揭示利手或双手各能力此外,我们注意到每一个爪子的抓地力;。有些动物休息的爪子上的一面面食,可能使用它作为支撑,而不是吃时的抓地力的面食。如果动物都不愿吃面食,食品匮乏的步骤可以被引入到测试前的协议。The authors have nothing to disclose.
我们想从使命联系,TIRR基金会(CES和ZZK),克雷格尼尔森基金会(CES)和美国国家科学基金会研究生研究奖学金的项目确认的资金(批准#:2011112479下垂)。
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Sand paper | 3M | 5097 | 3M Gold Fre-Cut Sandpaper was used. Any 220-grit sandpaper would work well |
Dry Pasta | Skinner | Skinner Thin Spaghetti was used. It is available at Walmart |