Valutazione degli effetti autonomi e comportamentali del movimento passivo nei ratti utilizzando il movimento verticale dell'ascensore e la rotazione della ruota panoramica
Summary
I protocolli sono presentati per valutare gli effetti autonomi e comportamentali del movimento passivo nei roditori utilizzando il movimento verticale dell’ascensore e la rotazione della ruota panoramica.
Abstract
L’obiettivo generale di questo studio è quello di valutare gli effetti autonomi e comportamentali del movimento passivo nei roditori utilizzando il movimento verticale dell’ascensore e i dispositivi di rotazione della ruota panoramica. Questi saggi possono aiutare a confermare l’integrità e il normale funzionamento del sistema nervoso autonomo. Sono accoppiati a misure quantitative basate sul conteggio della defecazione, sull’esame a campo aperto e sull’attraversamento del fascio di equilibrio. I vantaggi di questi saggi sono la loro semplicità, riproducibilità e misure comportamentali quantitative. I limiti di questi saggi sono che le reazioni autonomiche potrebbero essere epifenomeni di disturbi non vestibolici e che è necessario un sistema vestibolare funzionante. L’esame di disturbi come la cinetosi sarà notevolmente aiutato dalle procedure dettagliate di questi saggi.
Introduction
La malattia del movimento (MS) dovuta a una stimolazione anomala visuo-vestibolare porta a reazione autonomica, suscitando sintomi come disagio epigastrico, nausea e/o vomito1. Secondo le teorie attuali, la cinetosi può essere causata da un conflitto sensoriale o da un disallineamento neuronale derivante dalla ricezione di informazioni di movimento integrate che differiscono dal modello interno previsto dell’ambiente2,3 o instabilità posturale come si verificherebbe su una nave yawing4,5. Nonostante i progressi significativi nel campo della cinetosi e del funzionamento autonomo vestibolare6,7,8,9,10,11,12, la ricerca futura può essere aiutata da protocolli di valutazione standardizzati. La valutazione degli effetti autonomi delle mozioni passive standard andrà molto bene alle indagini sulle cause e sulla prevenzione della cinetosi. L’obiettivo generale di questo studio è quello di valutare gli effetti autonomi e comportamentali del movimento passivo nei roditori. I modelli animali, come i roditori, consentono una facile manipolazione sperimentale (ad esempio, movimento passivo e farmaceutico) e la valutazione comportamentale, che può essere utilizzata per studiare l’eziologia della cinetoria. Qui, presentiamo una batteria dettagliata per testare gli effetti del movimento passivo e l’integrità del funzionamento vestibolare.
Lo studio descrive due saggi, il movimento verticale dell’ascensore (EVM) e la rotazione della ruota panoramica (FWR), che inducono reazioni autonome al movimento passivo. I test sono accoppiati a tre misure comportamentali quantitative, il fascio di equilibrio (su topi13 e ratti14,15,16,17), esame a campo aperto, e il conteggio della defecazione. L’EVM (simile al passo e al rotolo di una nave che incontra un’onda) valuta il funzionamento vestibolare stimolando gli organi sensoriali otolici che codificano accelerazioni lineari (cioè il saccule che risponde ai movimenti nel piano verticale)18. Il dispositivo FWR (rotazione centrifugao o movimento sinusoidale) stimola gli organi otolitici con un’accelerazione lineare e i canali semicircolari con accelerazione angolare19,20. Il dispositivo di rotazione ruota panoramica/centrifuga è unico nella sua valutazione autonomica. Ad oggi, l’unico dispositivo simile nella letteratura è il giradischi di rotazione dell’asse fuori verticale (OVAR), che viene utilizzato per esaminare il vestibulo-ocular reflex (VOR)18,21,22, condizionato evitare23,24, e gli effetti dell’ipergravità25,26,27. L’assaggio EVM e il saggio del dispositivo FWR inducono la stimolazione vestibolare che porta a reazioni autonomiche. Accoppiamo l’EVM e l’FWR a misurazioni quantitative come la trave di bilanciamento, il conteggio della defecazione e l’analisi a campo aperto28,29,30, per garantire risultati robusti e riproducibili. Simile a quelli precedentemente descritti nei topi13 e nei ratti14,15,16,17, l’analisi della trave di equilibrio è un fascio lungo 1,0 m sospeso a 0,75 m da terra tra due sgabelli di legno utilizzando una semplice modifica scatola nera alla fine della porta (finitura). Il fascio di equilibrio è stato utilizzato per valutare l’ansia (scatola nera oscura)14,17, lesione traumatica15,16,17, e qui, reazioni autonomiche che influenzano l’equilibrio. Abbiamo eseguito il conteggio della defecazione per valutare la risposta autonoma nel modello di cinetosi in precedenza, ed è una misurazione quantitativa affidabile che viene facilmente eseguita e inequivocabilmente valutata6,8,9,11. L’analisi a campo aperto utilizza una semplice valutazione del comportamento a campo aperto con Ethovision28, Bonsai30o una semplice analisi video in Matlab29 per quantificare comportamenti come il movimento. Nel protocollo attuale, usiamo la distanza totale percorsa, ma notiamo che esistono diversi paradigmi (ad esempio, allungamento, zona di movimento, velocità, ecc.) 28,29,30. Collettivamente, queste procedure costituiscono una breve serie di valutazioni per l’esame e la valutazione delle reazioni autonome al movimento passivo, ad esempio nella cinetosi6,7,8,9,10,11. I saggi attuali possono essere adattati a una varietà di modelli animali.
Protocol
Representative Results
Discussion
Lo studio descrive la valutazione delle risposte autonome al movimento passivo nei roditori utilizzando il movimento verticale dell’ascensore e la rotazione della ruota panoramica. Queste attrezzature e procedure possono essere facilmente adottate ad altri roditori e esistono diverse modifiche dei saggi per confermare il funzionamento vestibolare in circostanze diverse, ad esempio durante la sfida farmacologica o gli interventi chirurgici. La ricerca sulla SM suscitata dalla stimolazione vestibolare ha portato alla teori…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto in parte dall’Hong Kong Research Grants Council, Early Career Scheme, Project #21201217 to C. L. Il dispositivo FWR ha un brevetto in Cina: L201120231912.1.
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 |
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