This study was supported by the Swiss National Foundation (n&#176; 3100AO-120327 and 31003A_140754/1)

<ol>
	<li>Avossa, D., Rosato&#8211;Siri, M., Mazzarol, F., Ballerini, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+circuits+formation:+a+study+of+developmentally+regulated+markers+in+organotypic+cultures+of+embryonic+mouse+spinal+cord.">Spinal circuits formation: a study of developmentally regulated markers in organotypic cultures of embryonic mouse spinal cord.</a> Neuroscience. 122 (2), 391-405 (2003).</li><li>Cifra, A., Mazzone, G. L., Nani, F., Nistri, A., Mladinic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postnatal+developmental+profile+of+neurons+and+glia+in+motor+nuclei+of+the+brainstem+and+spinal+cord,+and+its+comparison+with+organotypic+slice+cultures.">Postnatal developmental profile of neurons and glia in motor nuclei of the brainstem and spinal cord, and its comparison with organotypic slice cultures.</a> Dev Neurobiol. 72 (8), 1140-1160 (2012).</li><li>Tscherter, A., Heuschkel, M. O., Renaud, P., Streit, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+characterization+of+rhythmic+activity+in+rat+spinal+cord+slice+cultures.">Spatiotemporal characterization of rhythmic activity in rat spinal cord slice cultures.</a> Eur. J. Neurosci. 14 (2), 179-190 (2001).</li><li>Czarnecki, A., Magloire, V., Streit, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+oscillations+of+spiking+activity+in+organotypic+spinal+cord+slice+cultures.">Local oscillations of spiking activity in organotypic spinal cord slice cultures.</a> Eur. J. Neurosci. 27 (8), 2076-2088 (2008).</li><li>Kirkby, L. A., Sack, G. S., Firl, A., Feller, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+role+for+correlated+spontaneous+activity+in+the+assembly+of+neural+circuits.">A role for correlated spontaneous activity in the assembly of neural circuits.</a> Neuron. 80 (5), 1129-1144 (2013).</li><li>Ballerini, L., Galante, M., Grandolfo, M., Nistri, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+rhythmic+patterns+of+activity+by+ventral+interneurones+in+rat+organotypic+spinal+slice+culture.">Generation of rhythmic patterns of activity by ventral interneurones in rat organotypic spinal slice culture.</a> J. Physiol. (Lond.). 517 ((Pt 2)), 459-475 (1999).</li><li>Hanson, M. G., Landmesser, L. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+patterns+of+spontaneous+activity+are+required+for+correct+motor+axon+guidance+and+the+expression+of+specific+guidance+molecules).">Normal patterns of spontaneous activity are required for correct motor axon guidance and the expression of specific guidance molecules).</a> Neuron. 43 (5), 687-701 (2004).</li><li>Courtine, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recovery+of+supraspinal+control+of+stepping+via+indirect+propriospinal+relay+connections+after+spinal+cord+injury.">Recovery of supraspinal control of stepping via indirect propriospinal relay connections after spinal cord injury.</a> Nat. Med. 14 (1), 69-74 (2008).</li><li>Bonnici, B., Kapfhammer, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+regeneration+of+intrinsic+spinal+cord+axons+in+a+novel+spinal+cord+slice+culture+model.">Spontaneous regeneration of intrinsic spinal cord axons in a novel spinal cord slice culture model.</a> Eur. J. Neurosci. 27 (10), 2483-2492 (2008).</li><li>Heidemann, M., Streit, J., Tscherter, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+regeneration+of+intraspinal+connections+in+a+new+in+vitro+model.">Functional regeneration of intraspinal connections in a new in vitro model.</a> Neuroscience. 262, 40-52 (2014).</li><li>Nishimaru, H., Restrepo, C. E., Ryge, J., Yanagawa, Y., Kiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mammalian+motor+neurons+corelease+glutamate+and+acetylcholine+at+central+synapses.">Mammalian motor neurons corelease glutamate and acetylcholine at central synapses.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102 (14), 5245-5249 (2005).</li><li>Tsuji, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteasome+inhibition+induces+selective+motor+neuron+death+in+organotypic+slice+cultures.">Proteasome inhibition induces selective motor neuron death in organotypic slice cultures.</a> J. Neurosci. Res. 82 (4), 443-451 (2005).</li><li>Magloire, V., Streit, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+activity+and+positive+feedback+in+motor+circuits+in+organotypic+spinal+cord+slice+cultures.">Intrinsic activity and positive feedback in motor circuits in organotypic spinal cord slice cultures.</a> Eur. J. Neurosci. 30 (8), 1487-1497 (2009).</li><li>Bahrami, F., Janahmadi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antibiotic+supplements+affect+electrophysiological+properties+and+excitability+of+rat+hippocampal+pyramidal+neurons+in+primary+culture.">Antibiotic supplements affect electrophysiological properties and excitability of rat hippocampal pyramidal neurons in primary culture.</a> Iran. Biomed J. 17 (2), 101-106 (2013).</li><li>Mentis, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noncholinergic+excitatory+actions+of+motoneurons+in+the+neonatal+mammalian+spinal+cord.">Noncholinergic excitatory actions of motoneurons in the neonatal mammalian spinal cord.</a> Proc. Natl. Acad. Sci U.S.A.. 20 (102), 7344-7349 (2005).</li><li>Tsang, Y. M., Chiong, F., Kuznetsov, D., Kasarskis, E., Geula, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+neurons+are+rich+in+non&#8211;phosphorylated+neurofilaments:+Cross&#8211;+species+comparison+and+alterations+in+ALS.">Motor neurons are rich in non&#8211;phosphorylated neurofilaments: Cross&#8211; species comparison and alterations in ALS.</a> Brain Res. 861 (45&#8211;58), (2000).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

عدة عناصر في الإجراء قدم أساسية لإنجاز تجارب دقيقة وقابلة للتكرار. يتم تنفيذ جميع الخطوات أثناء إعداد الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف والحلول وإنتاج الثقافات شريحة تحت ظروف معقمة في غطاء تدفق الصفحي. لا يتم تطبيق المضادات الحيوية للوسط الغذائي لأنها يمكن أن تؤثر على النشاط العفوي 14. خلال طلاء MEA، والجزء الأهم هو التأكد من أن الخلية حل هلام مصفوفة يبقى باردا في جميع الأوقات. ذوبان الجليد في الثلاجة ويبقيه على الجليد لمدة الإجراء بأكمله لضمان درجة الحرارة القصوى قريبة من 0 درجة مئوية. أثناء إعداد شرائح العزل سريعة وباجتزاء، وكذلك الالتفات إلى درجة حرارة منخفضة باستخدام الثلج مخازن تشريح الباردة يزيد من نسبة ثقافات صحية. وعلاوة على ذلك، البلازما / ثرومبين التخثر هي واحدة من أهم الخطوات. أولا، تأكد من أن البلازما هي الورقة و صحيحد مع ثرومبين. الثانية، وإيلاء اهتمام خاص لإزالة أكبر قدر ممكن من بقايا ممكن لضمان التعلق الصحيح للشرائح على الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف. هذه الخطوة هي غاية الحساسة للوقت. إذا كانت الفترة الزمنية قصيرة جدا، وإزالة الكثير من الخليط البلازما / ثرومبين. إذا كان إطار زمني طويل جدا، تخثر حدث بالفعل، مما يزيد من مخاطر إزالة شرائح جنبا إلى جنب مع المتبقية البلازما / ثرومبين. إذا تم التخطيط الآفات الميكانيكية، فمن المهم استخدام الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف مع تصميم دقيق. المنطقة حيث يهدف الآفة يجب أن تكون خالية من الأقطاب الكهربائية وأسلاك والعزل. خلاف ذلك، والكهربائية من شركة طيران الشرق الأوسط تسير للتلف وبالتالي، لا يمكن أن يؤديها التسجيلات بعد الآن. خطوة حاسمة أخرى تتعلق حجم الآفة. وقد تبين أنه سبق أن إعادة توصيل شريحتين الشباب بعد الآفة يستغرق حوالي يومين 10. لجميع التجارب، تم استخدام بحكم التجربة أن betwe الفضاءأون شرائح بعد الآفة لا ينبغي أن يكون أكبر من عرض الأخدود MEA (300 ميكرون). A حجم أكبر آفة قد يؤدي إلى فترة زمنية أطول لإعادة الاتصال أو، إذا كان آفة كبيرة جدا، لا إعادة الاتصال على الإطلاق. لتعليم، وكشفت التجارب السابقة أن وضع الأولي للشرائح اثنين أبعد من 1 مم النتائج في سرعة الاتصال منخفض جدا. قبل بداية التسجيلات، وقت التعديل لا يقل عن 10 دقيقة لRT، بدلا من 37 درجة مئوية في الحاضنة، وإلى حل خارج الخلية، بدلا من وسيلة التغذية الموصى بها. مراقبة وثيقة من نمط النشاط خلال هذه الدقائق الأولية يضمن أن البيانات المقاسة تمثل نمط انفجار الثقافة بشكل مناسب بعد أن بدأ تسجيل. للكشف عن النشاط، الحصول على البيانات ومزيد من المعالجة، والأجهزة المنزلية (غرفة تسجيل، وصلات إلى مكبرات الصوت ومكبرات الصوت)، وبرامج في مختبرVIEW، تستخدم C ++ وIgorPro. هي مناسبة الاجهزة MEA التجارية وحزم البرامج الأخرى فضلا عن هذه العمليات. هنا، وتتضخم الإشارات التي اطلعت عليها الأقطاب 1001 مرات، ثم رقمنة بمعدل 6 كيلو هرتز. يمكن للنموذج المقدم أن تكون أداة مفيدة لدراسة الاتصالات نخاعي مخصوص لفي الجسم الحي، فهي من الصعب دراسة دون تدخل تصاعدي وتنازلي مساحات الألياف. للزراعة المشترك للشريحتين الحبل الشوكي يمكن أن تلتف بأناقة هذه المسألة. ثقافات توفر المكروية التي يمكن السيطرة عليها بإحكام والتلاعب بها بسهولة. من ناحية أخرى، ومدخلات فوق الشوك والحسي هو بطبيعة الحال في عداد المفقودين. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية إعداد الثقافة تمثل حالة تلف الجهاز العصبي المركزي. ومن المعروف أن الخلايا الدبقية النجمية مثل والخلايا الدبقية الصغيرة للرد على الآفات مع زيادة انتشار وبالتالي، والنسيج هو إلى حد ما أعيد تنظيمها. تتصل وضع قدملم يكن لوحظ لتر تشكيل ندبة الدبقية بعد أداء الآفات الميكانيكية. يمكن أن يكون تفسير واحد أن آليات التكيف من الخلايا النجمية وقد أثار بالفعل أثناء عملية إعداد والآفات من الثقافات لم يسفر عن رد آخر. أيضا، لا يوجد أي دليل على تورط المايلين مثبطات المرتبطة بها، على سبيل المثال، Nogo-A، في إمكانية تجديد منخفضة من الثقافات lesioned في سن الشيخوخة. ومع ذلك، فقد تبين أن المعاملة مع مثبطات الفوسفو 4 Rolipram، بدءا مباشرة بعد أداء الآفات في 23 DIV التجديد زيادات الوظيفي بين شرائح 10. وتبين هذه النتائج أن الانتعاش وظيفية قابلة للزيادة في الثقافات القديمة. بشكل ملحوظ، عندما عد عدد من المحاور عبور موقع الآفة، تم اكتشاف أي اختلاف بين الثقافات lesioned في سن مبكرة والثقافات lesioned في سن الشيخوخة. وتشير هذه النتائج إلى أن عدم وجود تجدد المحاور ليست هي السبب و الكبرىأو فقدان الانتعاش بعد الآفات المتأخرة في الثقافة وبالتالي التأكيد على الحاجة إلى نموذج الذي يسمح التحليل الوظيفي للتجديد. تشكيل متشابك واللدونة متشابك يمكن أن تلعب دورا رئيسيا في عملية الانتعاش 10. اكتسبت هذه الآليات على الكثير من الاهتمام خلال السنوات الأخيرة، وهذه الأيام مقبولة على نطاق واسع أن لديهم تأثير كبير على نتائج بعد إصابة الحبل الشوكي. لذلك، يمكن للنموذج الذي يوفر ظروف مستقرة للتحقيق في هذه العمليات في عزلة وبقدر كبير من التفصيل يساعد بالتأكيد للحصول على فكرة عن تجديد وظيفية في الحبل الشوكي.

وقد استخدمت الثقافات شريحة عضوي النمط من الجهاز العصبي المركزي (CNS) على نطاق واسع لدراسة مختلف الظواهر الفسيولوجية والمرضية تمتد من تطوير الخلايا العصبية في التنكس العصبي. مقارنة مع ثقافات الخلية فصلها، وشرائح عضوي النمط توفر ميزة المزيد من التعقيد مع التهندس الخلوي سليمة والدوائر متشابك المحلية. وفي الوقت نفسه، يمكن تحليل الأنسجة بطريقة معزولة دون الحاجة إلى توريط تعقيد كله في سياق الجسم الحي. وعلاوة على ذلك، هناك ما يبرر الوصول السهل والمتكررة لخلايا الاختيار، يمكن التحكم في البيئة خارج الخلية بدقة وعادة، في المختبر النماذج أقل تكلفة من نظرائهم في الجسم الحي. في السنوات الأخيرة، والدراسات المختلفة المعروضة أوجه الشبه بين ملامح التنموية الثقافات طويلة الأجل مقابل الحيوانات المقابلة يعيشون 1،2. وقد تبين أن الدوائر العصبية من مختلف CNS رجونانوثانية تعبر عن نشاط الشبكة عفوية خلال التنمية، وأن شرائح عضوي النمط حفاظ جزئيا هذه الظاهرة 3 -7. وقد استخدمت معزولة الاستعدادات الحبل الشوكي وخاصة للتحقيق في الجيل إيقاع 6 وتشكيل الدوائر العصبية 1. وهناك طريقة لتسجيل النشاط العفوي من شرائح عضوي النمط هو ثقافة لهم على رأس صفائف متعدد القطب الأطراف. هذه الأجهزة تحتوي على أقطاب متعددة والتي يمكن رصد إمكانات خارج الخلية الناتجة عن إمكانات العمل من العديد من الخلايا في وقت واحد (تسجيل متعددة الوحدات). القرار زمنية عالية من التسجيلات MEA يمكن استخدامها لإعادة بناء ديناميكية النشاط دقيقة داخل الدوائر العصبية معين. بالإضافة إلى ذلك، وعلى النقيض من التصحيح، تحامل على تقنية هو غير الغازية، والذي يسمح القياسات طويلة الأجل والنتائج في حقيقة أن الخلايا العصبية لا تتأثر في سلوكهم. Fأو الغرض من هذه الدراسة، تم استخدام مزيج من عضوي النمط الحبل الشوكي المشترك الثقافات والتسجيلات متعددة المواقع للتحقيق تجديد وظيفية داخل الحبل الشوكي. منذ الكبار الفقاريات العليا والقدرة على التعافي من الضرر من الحبل الشوكي محدودة، وقد درس استراتيجيات مختلفة لتشجيع تجديد بعد إصابة الحبل الشوكي. حتى الآن، وقد الجهاز القشري عادة في النظام النموذجي لاختيار لمثل هذه التحقيقات. هذه التجارب عادة ما تكون مضيعة للوقت ومكلفة وتتطلب الأفواج الحيوانات الكبيرة بسبب التباين الشديد ضمن مجموعات واحدة. وعلاوة على ذلك، تشير الدلائل إلى أن الاتصالات نخاعي مخصوص (الخلايا العصبية التي تقتصر تماما داخل الحبل الشوكي) يمكن أن تلعب دورا محوريا في عملية الانتعاش في أعقاب آفات الحبل الشوكي 8. هذه الألياف هي صعبة للدراسة في الجسم الحي دون تدخل تصاعدي وتنازلي مساحات الألياف. بونيسي وKapfhammer 9 يستخدم الحبل الشوكي الطوليالثقافات شريحة من الفئران بعد الولادة كنهج بديل. بعد أداء الآفات الميكانيكية حللوا شبه كمي لتجديد الصرفي من المحاور بين شرائح النخاع الشوكي. لاحظوا أقل ولكن ليس المحاور أيا عبور موقع الآفة في الثقافات قطع في سن ناضجة. في المقابل، الثقافات التي تم lesioned في مرحلة الشابة عرضها على كمية عالية من تجدد المحاور 5 - 7 أيام بعد الضرر. ومع ذلك، لم يعرض دليل للاتصالات وظيفية. ولذلك، فإن وضع ممثل في نموذج المختبر من الألياف نخاعي مخصوص التي تسمح التحقيق في تجديد وظيفية يمكن أن يكون أداة قيمة لتوسيع معرفتنا حول عمليات التجدد في النخاع الشوكي.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Planar multielectrode array</td>
			<td>Qwane Biosciences</td>
			<td></td>
			<td>custom-made according to the design of our lab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nutrient medium</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For 100 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbeccos modified Eagle&#39;s medium</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>31966-021</td>
			<td>80 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Horse serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>26050-070</td>
			<td>10 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>distilled, sterile water</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>10 ml&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nerve growth factor-7S [5ng/mL]</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N0513</td>
			<td>200 &#181;l</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>reconstituted in wash solution with 1% BSA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coating solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extracellular matrix gel</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>356230</td>
			<td>Must stay cold at all times; dilute 1:50 with medium optimized for prenatal and embryonic neurons</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>medium optimized for prenatal and embryonic neurons</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21103-049</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wash solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>[mg/L]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2-6H2O</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td align="right">100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgSO4-7H2O</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td align="right">100</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td align="right">400</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td align="right">60</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td align="right">8000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na2HPO4 anhydrous</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td align="right">48</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-Glucose (Dextrose)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td align="right">1000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>According to the protocol on http://www.lifetechnologies.com/ch/en/home/technical-resources/media-formulation.152.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extracellular solution (pH 7.4)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>[mM]</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>145</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na-pyruvate</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blocking Solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Detergent: Triton X-100</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>0.3%, harmful if swallowed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9418</td>
			<td>1%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat serum</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>16210-064</td>
			<td align="right">5%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chicken Plasma</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P2366</td>
			<td>Lyophilized, reconstitute with wash solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gabazine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>SR-95531</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mecamylamine hydrochloride</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>2843</td>
			<td>toxic if swallowed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette</td>
			<td>World Precision Instruments, Inc.</td>
			<td>MF28G-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>harmful, 4%</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SMI-31</td>
			<td>Covance</td>
			<td>SMI-31P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SMI-32</td>
			<td>Covance</td>
			<td>SMI-32R-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Strychnine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S0532</td>
			<td>toxic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thrombin</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>1123740001</td>
			<td>irritant, sensitizing, reconstitute with wash solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue culture flat tube 10 (= roller tube)</td>
			<td>Techno Plastic Products AG</td>
			<td>91243</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

investigating functional regeneration in organotypic spinal cord co-cultures grown on multi-electrode arrays

Adult higher vertebrates have a limited potential to recover from spinal cord injury. Recently, evidence emerged that propriospinal connections are a promising target for intervention to improve functional regeneration. So far, no in vitro model exists that grants the possibility to examine functional recovery of propriospinal fibers. Therefore, a representative model that is based on two organotypic spinal cord sections of embryonic rat, cultured next to each other on multi-electrode arrays (MEAs) was developed. These slices grow and, within a few days in vitro, fuse along the sides facing each other. The design of the used MEAs permits the performance of lesions with a scalpel blade through this fusion site without inflicting damage on the MEAs. The slices show spontaneous activity, usually organized in network activity bursts, and spatial and temporal activity parameters such as the location of burst origins, speed and direction of their propagation and latencies between bursts can be characterized. Using these features, it is also possible to assess functional connection of the slices by calculating the amount of synchronized bursts between the two sides. Furthermore, the slices can be morphologically analyzed by performing immunohistochemical stainings after the recordings. 
Several advantages of the used techniques are combined in this model: the slices largely preserve the original tissue architecture with intact local synaptic circuitry, the tissue is easily and repeatedly accessible and neuronal activity can be detected simultaneously and non-invasively in a large number of spots at high temporal resolution. These features allow the investigation of functional regeneration of intraspinal connections in isolation in vitro in a sophisticated and efficient way.

للتحقيق في احتمالات الانتعاش وظيفية للثقافات المشتركة المستمدة من الحبل الشوكي للأجنة الفئران E14، أجريت الآفات في إطار الوقت من 8-28 DIV. في وقت لاحق 2-3 أسابيع، تم تسجيل نشاط الخلايا العصبية عفوية مع الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف (الشكل 1 C &amp; D). وقد تم التعرف على امكانات العمل المسجلة خارج الخلية حاليا لكل القطب الفردية (الشكل 1E). من هذه البيانات تم إنشاء المؤامرات النقطية (الشكل 1F)، تليها المؤامرات نشاط الشبكة لتصور النشاط الكلي بشكل منفصل لكل جانب (الشكل 1G). في كل شريحة عادة ما يتم تنظيم النشاط العفوي في رشقات نارية. إذا كنت متصلا شرائح وظيفيا، يمكن لهذه رشقات نارية نشر من شريحة واحدة إلى أخرى. لذلك، تم احتساب مبلغ رشقات نارية متزامنة بين شرائح اثنين لقياس كميا تجديد وظيفية. للحصول على وصف مفصل لكيفية الباحث التحولس المؤامرات مختلفة يتم تنفيذها وكيف تم اشتقاق صيغة لحساب النسبة المئوية للنشاط متزامنة، يرجى الاطلاع هايدمان وآخرون. 10. في كل التجارب، وكانت قد سجلت أول نشاط تحت الظروف القياسية. في الخطوة الثانية، تم حجب تثبيط متشابك بإضافة الإستركنين (1 ميكرومتر) وgabazine (10 ميكرومتر) إلى حل حمام خارج الخلية. هذا السلوك الفاضح يؤدي عادة إلى نمط النشاط أكثر انتظاما مع رشقات نارية طويلة وفترات تنفجر، مما يسهل تعريف رشقات نارية وبالتالي تحديد تزامن انفجار بين شرائح. ثقافات lesioned في سن مبكرة (7-9 DIV) المعروضة على كمية عالية من النشاط متزامنة بعد 2-3 أسابيع الآفة في حين أن الثقافات lesioned في مراحل لاحقة (&gt; 19 DIV) أظهرت انخفاض ملحوظ في القدرة على التجدد (الشكل 2 A - F). وتشير هذه النتائج إلى أن القدرة تجديدوصلات وظيفية في العمود الفقري الثقافات شريحة الحبل يقلل من مستوى عال، وتمثيل الدولة الجنينية في الجسم الحي، إلى مستوى منخفض، وتمثيل الدولة بمزيد من التطوير في الجسم الحي، في غضون ثلاثة أسابيع في الثقافة. ما هي أنواع الاتصالات تشارك فعليا في تزامن انفجار بين شرائح اثنين؟ إلى جانب وصلات نخاعي مخصوص، يمكن أن تنشأ ألياف أيضا من العصبونات الحركية أو الظهرية الخلايا العصبية العقدة الجذرية. وقد تبين أنه سبق أن الظهرية الخلايا العصبية العقدة الجذرية ليست ذات الصلة من أجل الربط الوظيفي بين الحبل الشوكي شرائح 10. ومع ذلك، ظلت مشاركة العصبونات الحركية الاحتمال. منذ معروفة العصبونات الحركية لتشكيل اتصالات كوليني إلى الخلايا العصبية في النخاع الشوكي من خلال مستقبلات النيكوتين 13، تم تسجيل نشاط النخاع الشوكي المشترك الثقافات في 8 DIV، وقت عرض الثقافات النشاط 10 متزامنة للغاية، وخصم النيكوتينيك Mecamوأضاف ylamine (MEC، و 100 ميكرومتر) إلى حل حمام خارج الخلية. ومن شأن مشاركة العصبونات الحركية في العلاقة بين شرائح اثنين يؤدي إلى انخفاض نسبة النشاط متزامنة. ومع ذلك، كان هذا ليس هو الحال (MEC: 91.0 ± 4.5٪، ن = 7؛ التحكم: 93.6 ± 4.6٪، ن = 7، ص&gt; 0.05، يلكوكسن مطابقة أزواج الاختبار). وتشير هذه النتائج إلى أن نقاط الاشتباك العصبي كوليني لا تساهم في الاتصال الوظيفي بين شرائح. ومع ذلك، منذ أن تبين أيضا العصبونات الحركية للافراج عن الغلوتامات في نقاط الاشتباك العصبي داخل الجهاز العصبي المركزي 11، 15، وهذه التجارب لا تستبعد تماما مشاركتها. لتحديد العصبونات الحركية stainings المناعى ضد غير فسفرته خيط عصبي H مع أجريت SMI-32. وكشفت عدة هيئات وصفت كبيرة خلية نموذجية لالعصبونات الحركية، موزعة على شرائح (الشكل 3A). وقد تم الإبلاغ عن SMI-32 الأجسام المضادة لتسمية الهيئات خلية من motoneuroنانوثانية 12 وهذا الاستنتاج ينطبق أيضا على الثقافات تستخدم 13. أيضا، stainings من أجسام الخلايا العصبية بشكل عام، على سبيل المثال، ضد ب-III-تويولين أو NeuN وكذلك أجسام الخلايا الدبقية، على سبيل المثال، الخلايا النجمية مع GFAP الضد تتماشى مع تقارير أخرى وتطابق الأوصاف المورفولوجية من هذين النوعين من الخلايا ( الرقم 3 B - D). ومع ذلك، فإن وضع العلامات من المحاور مع الأجسام المضادة SMI-32 والمتعلقة (الشكل 3E). مقابل التوقعات، تظهر شبكة ضخمة من الألياف عند استخدام هذه الأجسام المضادة، ويبدو مماثل لتلطيخ SMI-31 التي تصف مفسفر خيط عصبي H (الشكل 3F). تفسير واحد لهذه النتيجة يمكن أن تكون أن تنظيم التنموي للخيط عصبي الفسفرة / نزع الفسفات ليس كما مشددة في الثقافات المستخدمة مقارنة بالوضع في الجسم الحي. A حدوث مختلطة من neurofilaments مفسفر وغير فسفرته في نفس المحور العصبي يمكن أن EXPLعين هذه النتيجة. والاحتمال الآخر هو أن SMI-32 محاور المسمى تنشأ من الخلايا العصبية الإسقاط. وقد أظهرت تسانغ وزملاؤه 16 أن مثل ملطخة عمود وعمود الخلية المتوسط ​​الوحشي الخلايا العصبية كلارك التي كتبها SMI-32 إلى جانب العصبونات الحركية. يمكن ضوحا انتشار محوار من هذه الخلايا العصبية أيضا يفسر وفرة SMI-32 الألياف إيجابية. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/53121/53121fig1.jpg" /> الشكل 1. عرض وتحليل النشاط العفوي. (A) رسم تخطيطي لMEA. وصفت الأقطاب البلاتين مغطاة باللون الأسود، الأسلاك شفافة باللون الأحمر والأخدود في منتصف MEA باللون الأصفر. (B) عن قرب من مجموعة الكهربائي الموجود في وسط MEA. يتم تقديم المخططات تفضلت الدكتور M. Heuschkel. (C) صورة مشرق الميدان لالثقافيه القديمة 8 DIVه. نمت شرائح وتنصهر على طول الجانبين في مواجهة بعضهما البعض. ويمثل الشريط الأصفر الأخدود electrode- وخالية من العزل من MEA. على نطاق وبار = 400 ميكرون (D) الجدول الزمني للتجارب. يتم وضع شريحتين في النخاع الشوكي للأجنة الفئران E14 بجانب بعضها البعض على الاتفاقات البيئية المتعددة الأطراف. في غضون أيام قليلة، وشرائح تنمو والصمامات على طول الجانبين في مواجهة بعضهما البعض. في إطار زمني من 8-28 DIV، يتم تنفيذ الآفات كاملة من خلال الموقع الانصهار. في وقت لاحق أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع من النشاط العفوي يتم تسجيلها ويتم إصلاح الثقافات لstainings المناعى. (E) آثار النشاط العفوي من كل قطب كهربائي الفردي للثقافة القديمة 23 DIV. لأوضح التصور، ويتضح فقط كل أثر الثاني. آثار البرتقال تصور النشاط الذي تم تسجيله من شريحة على الجانب الأيمن، وآثار الزرقاء من الجانب الأيسر. تتم مزامنة معظم رشقات نارية بين البلدين. يشير السهم إلى انفجار تحدث في شريحة اليسار أن ص فقطنشر artially إلى شريحة الصحيحة. النشاط في شريحة الصحيحة ولكن لم تصل إلى عتبة المختار لا يقل عن 25٪ من متوسط ​​النشاط ذروته القصوى من الجانب وفقا لذلك، لم يتم الكشف بمثابة انفجار. تكبير على اليمين تصور الماضي الزوج انفجار متزامن. (F) النقطية مؤامرة من النشاط هو مبين في (E). (G) قطعة نشاط الشبكة مع رشقات نارية محددة (القضبان دون خط الأساس) من النشاط هو مبين في (E). مقتبس من هايدمان وآخرون. 10. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53121/53121fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 2" src="/files/ftp_upload/53121/53121fig2.jpg" /> الشكل 2. متزامنة مقابل آخر غير متزامنة. (A، B) المؤامرات النقطية الثقافات lesioneد في سن مبكرة (في 7-9 DIV)، والتي تبين النشاط متزامنة في ظل ظروف قياسية (A) وتحت السلوك الفاضح (B). (C، D) قطع النقطية الثقافات lesioned في سن القديم (في&gt; 19 DIV)، والتي تبين نشاط غير متزامنة تحت الظروف القياسية (C) وتحت السلوك الفاضح (D). (E، F) متوسط ​​نسبة النشاط تزامن خططت لكل يوم الآفة الفردية المسجلة تحت الظروف القياسية (E) وتحت السلوك الفاضح (F). اتخذت التسجيلات 2 - 3 أسابيع بعد يوم الآفة. مقتبس من هايدمان وآخرون. 10. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53121/53121fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الشكل (3)" src="/files/ftp_upload/53121/53121fig3.jpg" /> Figure 3. المناعى توصيف. (A) تلون أجسام الخلايا motoneuronal مع SMI-32. (B) β-III العلامات تويولين من أجسام الخلايا العصبية الناضجة وعملياتها. (C) تحديد الخلايا النجمية مع GFAP. (D) وسمها ناضجة خلايا الجسم العصبية مع NeuN. (E) SMI-32 تلطيخ من غير فسفرته خيط عصبي H. (F) خيط عصبي مفسفر H حددها SMI-31. مقتبس من هايدمان وآخرون. 10. لاحظ أنه مع كل من، SMI-31 و SMI-32، وهي شبكة كبيرة من الألياف غير مرئية في الثقافات. الحانات AD = 20 ميكرون، H &amp; F = 100 ميكرون. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53121/53121fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Investigating Functional Regeneration in Organotypic Spinal Cord Co-cultures Grown on Multi-electrode Arrays at JoVE.com

Investigating Functional Regeneration in Organotypic Spinal Cord Co-cultures Grown on Multi-electrode Arrays

هنا نقدم البروتوكول الذي يقوم على شرائح النخاع الشوكي مثقف على صفائف متعدد القطب لدراسة تجديد الوظيفي للاتصالات نخاعي مخصوص في المختبر.

التحقيق التجديد الوظيفي في الحبل الشوكي عضوي النمط المشارك الثقافات نمت على صفائف متعدد القطب

Adult higher vertebrates have a limited potential to recover from spinal cord injury. Recently, evidence emerged that propriospinal connections are a ...

investigating-functional-regeneration-organotypic-spinal-cord-co

Research

JoVE Journal

Neuroscience

9.0K Views.  University of Bern.  هنا نقدم البروتوكول الذي يقوم على شرائح النخاع الشوكي مثقف على صفائف متعدد القطب لدراسة تجديد الوظيفي للاتصالات نخاعي مخصوص في المختبر. 

Video: Investigating Functional Regeneration in Organotypic Spinal Cord Co-cultures Grown on Multi-electrode Arrays

Dissection and Culture of Commissural Neurons from Embryonic Spinal Cord

Commissural neurons have been widely used to investigate the mechanisms underlying axon guidance during embryonic spinal cord development. The cell bodies of these neurons are located in the dorsal spinal cord and their axons follow stereotyped trajectories during embryonic development. Commissural axons initially project ventrally towards the floorplate. After crossing the midline, these axons turn anteriorly and project towards the brain. Each of these steps is regulated by the action of several guidance cues. Cultures highly enriched in commissural neurons are ideally suited for many experiments addressing the mechanisms of axon pathfinding, including turning assays, immunochemistry and biochemistry. Here, we describe a method to dissect and culture commissural neurons from E13 rat dorsal spinal cord. First, the spinal cord is isolated and dorsal strips are dissected out. The dorsal tissue is then dissociated into a cell suspension by trypsinization and mechanical disruption. Neurons are plated onto poly-L-lysine-coated glass coverslips or tissue-culture dishes. After 30 hours in vitro, most neurons have extended an axon. The purity of the culture (Yam et al. 2009), typically over 90%, can be assessed by immunolabeling with the commissural neuron markers DCC, LH2 and TAG1 (Helms and Johnson, 1998). This neuronal preparation is a useful tool for in vitro studies of the cellular and molecular mechanisms of commissural axon growth and guidance during spinal cord development.

This video demonstrates a method to dissect and culture commissural neurons from E13 rat dorsal spinal cord. Dissociated commissural neurons are useful to study the cellular and molecular mechanisms of axon growth and guidance.

تشريح والثقافة من الخلايا العصبية من النخاع الشوكي صواري الجنينية

Commissural neurons have been widely used to investigate the mechanisms underlying axon guidance during embryonic spinal cord development. The cell bodies ...

Multi-electrode Array Recordings of Neuronal Avalanches in Organotypic Cultures

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output. During development, this activity is important for the migration and differentiation of cortex cell types and the formation of neuronal connections1. In the mature animal, ongoing activity reflects the past and the present state of an animal into which sensory stimuli are seamlessly integrated to compute future actions. Thus, a clear understanding of the organization of ongoing i.e. spontaneous activity is a prerequisite to understand cortex function. 
Numerous recording techniques revealed that ongoing activity in cortex is comprised of many neurons whose individual activities transiently sum to larger events that can be detected in the local field potential (LFP) with extracellular microelectrodes, or in the electroencephalogram (EEG), the magnetoencephalogram (MEG), and the BOLD signal from functional magnetic resonance imaging (fMRI). The LFP is currently the method of choice when studying neuronal population activity with high temporal and spatial resolution at the mesoscopic scale (several thousands of neurons). At the extracellular microelectrode, locally synchronized activities of spatially neighbored neurons result in rapid deflections in the LFP up to several hundreds of microvolts. When using an array of microelectrodes, the organizations of such deflections can be conveniently monitored in space and time. 
Neuronal avalanches describe the scale-invariant spatiotemporal organization of ongoing neuronal activity in the brain2,3. They are specific to the superficial layers of cortex as established in vitro4,5, in vivo in the anesthetized rat 6, and in the awake monkey7. Importantly, both theoretical and empirical studies2,8-10 suggest that neuronal avalanches indicate an exquisitely balanced critical state dynamics of cortex that optimizes information transfer and information processing.
In order to study the mechanisms of neuronal avalanche development, maintenance, and regulation, in vitro preparations are highly beneficial, as they allow for stable recordings of avalanche activity under precisely controlled conditions. The current protocol describes how to study neuronal avalanches in vitro by taking advantage of superficial layer development in organotypic cortex cultures, i.e. slice cultures, grown on planar, integrated microelectrode arrays (MEA; see also 11-14).

A robust way to study neuronal avalanches, i.e. scale-invariant spatio-temporal activity bursts, indicative of critical state dynamics in cortex. Avalanches emerge spontaneously in developing superficial layers of cultured cortex which allows for long-term measurements of the activity with planar integrated multi-electrode arrays (MEA) under precisely controlled conditions.

تسجيلات صفيف متعدد القطب من الانهيارات الجليدية الخلايا العصبية في الثقافات عضوي النمط

The cortex is spontaneously active, even in the absence of any particular input or motor output.  During development, this activity is important for the ...

Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability to reinitiate spinal neurogenesis. However, some anamniotes including the zebrafish Danio rerio exhibit both sensory and functional recovery even after complete transection of the spinal cord. The adult zebrafish is an established model organism for studying regeneration following spinal cord injury, with sensory and motor recovery by 6&#160;weeks post-injury. To take advantage of in vivo analysis of the regenerative process available in the transparent larval zebrafish as well as genetic tools not accessible in the adult, we use the larval zebrafish to study regeneration after spinal cord transection. Here we demonstrate a method for reproducibly and verifiably transecting the larval spinal cord. After transection, our data shows sensory recovery beginning at 2&#160;days post-injury (dpi), with the C-bend movement detectable by 3 dpi and resumption of free swimming by 5 dpi. Thus we propose the larval zebrafish as a companion tool to the adult zebrafish for the study of recovery after spinal cord injury.

After spinal transection, adult zebrafish have functional recovery by six weeks post-injury. To take advantage of larval transparency and faster recovery, we present a method for transecting the larval spinal cord. After transection, we observe sensory recovery beginning at 2&#160;days post-injury, and C-bend movement by 3 days post-injury.

Transection الحبل الشوكي في اليرقات الزرد

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability ...

Spiral Ganglion Neuron Explant Culture and Electrophysiology on Multi Electrode Arrays

Spiral ganglion neurons (SGNs) participate in the physiological process of hearing by relaying signals from sensory hair cells to the cochlear nucleus in the brain stem. Loss of hair cells is a major cause of sensory hearing loss. Prosthetic devices such as cochlear implants function by bypassing lost hair cells and directly stimulating SGNs electrically, allowing for restoration of hearing in deaf patients. The performance of these devices depends on the functionality of SGNs, the implantation procedure and on the distance between the electrodes and the auditory neurons. 
We hypothesized, that reducing the distance between the SGNs and the electrode array of the implant would allow for improved stimulation and frequency resolution, with the best results in a gapless position. Currently we lack in vitro culture systems to study, modify and optimize the interaction between auditory neurons and electrode arrays and characterize their electrophysiological response. To address these issues, we developed an in vitro bioassay using SGN cultures on a planar multi electrode array (MEA). With this method we were able to perform extracellular recording of the basal and electrically induced activity of a population of spiral ganglion neurons. We were also able to optimize stimulation protocols and analyze the response to electrical stimuli as a function of the electrode distance. This platform could also be used to optimize electrode features such as surface coatings.

We present a protocol to culture primary murine spiral ganglion neuron explants on multi electrode arrays to study neuronal response profiles and optimize stimulation parameters. Such studies aim to improve the neuron-electrode interface of cochlear implants to benefit hearing in patients as well as the energy consumption of the device.

دوامة العقدة العصبية يزدرع الثقافة والكهربية على موضوع الكهربائي صفائف

Spiral ganglion neurons (SGNs) participate in the physiological process of hearing by relaying signals from sensory hair cells to the cochlear nucleus in ...

Activity-based Training on a Treadmill with Spinal Cord Injured Wistar Rats

Spinal cord injury (SCI) results in lasting deficits that include both mobility and a multitude of autonomic-related dysfunctions. Locomotor training (LT) on a treadmill is widely used as a rehabilitation tool in the SCI population with many benefits and improvements to daily life. We utilize this method of activity-based task-specific training (ABT) in rodents after SCI to both elucidate the mechanisms behind such improvements and to enhance and improve upon existing clinical rehabilitation protocols. Our current goal is to determine the mechanisms underlying ABT-induced improvements in urinary, bowel, and sexual function in SCI rats after a moderate to severe level of contusion. After securing each individual animal in a custom-made adjustable vest, they are secured to a versatile body weight support mechanism, lowered to a modified three-lane treadmill and assisted in step-training for 58 minutes, once a day for 10 weeks. This setup allows for the training of both quadrupedal and forelimb-only animals, alongside two different non-trained groups. Quadrupedal-trained animals with body weight support are aided by a technician present to assist in stepping with proper hind limb placement as necessary, while forelimb-only trained animals are raised at the caudal end to ensure no hind limb contact with the treadmill and no weight-bearing. One non-trained SCI group of animals is placed in a harness and rests next to the treadmill, while the other control SCI group remains in its home cage in the training room nearby. This paradigm allows for the training of multiple SCI animals at once, thus making it more time-efficient in addition to ensuring that our pre-clinical animal model mimics the clinical representation as close as possible, particularly with respect to the body weight support with manual assistance.

This protocol demonstrates our model of activity-based locomotor treadmill training for rats with spinal cord injury (SCI). Included is both quadrupedal and forelimb-only groups, in addition to two distinct types of non-trained control groups. Investigators are able to assess training effects on SCI rats using this protocol.

التدريب القائم على النشاط في حلقة مفرغة مع النخاع الشوكي أصيب ويستار

Spinal cord injury (SCI) results in lasting deficits that include both mobility and a multitude of autonomic-related dysfunctions. Locomotor training (LT) ...

Automated Gait Analysis to Assess Functional Recovery in Rodents with Peripheral Nerve or Spinal Cord Contusion Injury

Peripheral and central nerve injuries are mostly studied in rodents, especially rats, given the fact that these animal models are both cost-effective and a lot of comparative data has been published in the literature. This includes a multitude of assessment methods to study functional recovery following nerve injury and repair. Besides evaluation of nerve regeneration by means of histology, electrophysiology, and other in vivo and in vitro assessment techniques, functional recovery is the most important criterion to determine the degree of neural regeneration. Automated gait analysis allows recording of a vast quantity of gait-related parameters such as Paw Print Area and Paw Swing Speed as well as measures of inter-limb coordination. Additionally, the method provides digital data of the rats&#8217; paws after neuronal damage and during nerve regeneration, adding to our understanding of how peripheral and central nervous injuries affect their locomotor behavior. Besides the predominantly used sciatic nerve injury model, other models of peripheral nerve injury such as the femoral nerve can be studied by means of this method. In addition to injuries of the peripheral nervous systems, lesions of the central nervous system, e.g., spinal cord contusion can be evaluated. Valid and reproducible data assessment is strongly dependent on meticulous adjustment of the hard- and software settings prior to data acquisition. Additionally, proper training of the experimental animals is of crucial importance. This work aims to illustrate the use of computerized automated gait analysis to assess functional recovery in different animal models of peripheral nerve injury as well as spinal cord contusion injury. It also emphasizes the method&#8217;s limitations, e.g., evaluation of nerve regeneration in rats with sciatic nerve neurotmesis due to limited functional recovery. Therefore, this protocol is thought to help researchers interested in peripheral and central nervous injuries to assess functional recovery in rodent models.

Automated gait analysis is a feasible tool to evaluate functional recovery in rodent models of peripheral nerve injury and spinal cord contusion injury. While it requires only one setup to assess locomotor function in various experimental models, meticulous hard- and soft-ware adjustment and training of the animals is highly important.

تحليل مشية الآلي لتقييم الانتعاش الوظيفي في القوارض مع الأعصاب الطرفية أو إصابة كدمة الحبل الشوكي

Peripheral and central nerve injuries are mostly studied in rodents, especially rats, given the fact that these animal models are both cost-effective and ...

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and understanding the mechanisms of how a TBI alters brain function. The availability of multiple animal models of TBI is necessary to model the different aspects and severities of TBI seen in people. This manuscript describes the use of a midline closed head injury (CHI) to develop a mouse model of mild TBI. The model is considered mild because it does not produce structural brain lesions based on neuroimaging or gross neuronal loss. However, a single impact creates enough pathology that cognitive impairment is measurable at least 1 month after injury. A step-by-step protocol to induce a CHI in mice using a stereotaxically guided electromagnetic impactor is defined in the paper. The benefits of the mild midline CHI model include the reproducibility of the injury-induced changes with low mortality. The model has been temporally characterized up to 1 year after the injury for neuroimaging, neurochemical, neuropathological, and behavioral changes. The model is complementary to open skull models of controlled cortical impact using the same impactor device. Thus, labs can model both mild diffuse TBI and focal moderate-to-severe TBI with the same impactor.

The protocol describes mild traumatic brain injury in a mouse model. In particular, a step-by-step protocol to induce a mild midline closed head injury and the characterization of the animal model is fully explained.

نموذج مغلق الرأس يتم التحكم فيه كهرومغناطيسيا لإصابات الدماغ الرضحية الخفيفة في الفئران

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...

تطعيم طويل الأمد لخلايا h-SC-NES في مزارع النمط العضوي للحبل الشوكي

Long-Term Mouse Spinal Cord Organotypic Slice Culture as a Platform for Validating Cell Transplantation in Spinal Cord Injury

Resolutive cures for spinal cord injuries (SCIs) are still lacking, due to the complex pathophysiology. One of the most promising regenerative approaches is based on stem cell transplantation to replace lost tissue and promote functional recovery. This approach should be further explored better in vitro and ex vivo for safety and efficacy before proceeding with more expensive and time-consuming animal testing. In this work, we show the establishment of a long-term platform based on mouse spinal cord (SC) organotypic slices transplanted with human neural stem cells to test cellular replacement therapies for SCIs.
Standard SC organotypic cultures are maintained for around 2 or 3 weeks in vitro. Here, we describe an optimized protocol for long-term maintenance (&#8805;30 days) for up to 90 days. The medium used for long-term culturing of SC slices was also optimized for transplanting neural stem cells into the organotypic model. Human SC-derived neuroepithelial stem (h-SC-NES) cells carrying a green fluorescent protein (GFP) reporter were transplanted into mouse SC slices. Thirty days after the transplant, cells still show GFP expression and a low apoptotic rate, suggesting that the optimized environment sustained their survival and integration inside the tissue. This protocol represents a robust reference for efficiently testing cell replacement therapies in the SC tissue. This platform will allow researchers to perform an ex vivo pre-screening of different cell transplantation therapies, helping them to choose the most appropriate strategy before proceeding with in vivo experiments.

تسليط الضوء على المؤلف: ثقافة شريحة الحبل الشوكي على المدى الطويل لتطوير علاجات تجديد الحبل الشوكي

In this paper, we provide a reproducible method to generate and maintain long-term spinal cord organotypic slices transplanted with neural stem cells as an ex vivo model for testing cellular replacement therapies.

ثقافة شريحة النمط العضوي للحبل الشوكي للفأر على المدى الطويل كمنصة للتحقق من صحة زرع الخلايا في إصابة الحبل الشوكي

Resolutive cures for spinal cord injuries (SCIs) are still lacking, due to the complex pathophysiology. One of the most promising regenerative approaches ...