Ein metrischer Test zur Beurteilung des räumlichen Arbeitsgedächtnisses bei erwachsenen Ratten nach traumatischer Hirnverletzung

Zusammenfassung

Traumatische Hirnverletzungen (TBI) sind häufig mit Gedächtnisstörungen verbunden. Hier stellen wir ein Protokoll zur Bewertung des räumlichen Arbeitsgedächtnisses nach TBI über eine metrische Aufgabe vor. Ein Metriktest ist ein nützliches Werkzeug, um räumliche Arbeitsgedächtnisstörungen nach TBI zu untersuchen.

Zusammenfassung

Beeinträchtigungen des sensorischen, Kurzzeit- und Langzeitgedächtnisses sind häufige Nebenwirkungen nach traumatischen Hirnverletzungen (TBI). Aufgrund der ethischen Einschränkungen von Humanstudien bieten Tiermodelle geeignete Alternativen, um Behandlungsmethoden zu testen und die Mechanismen und damit verbundenen Komplikationen der Erkrankung zu untersuchen. Experimentelle Nagetiermodelle waren in der Vergangenheit aufgrund ihrer Zugänglichkeit, niedrigen Kosten, Reproduzierbarkeit und validierten Ansätze am weitesten verbreitet. Ein metrischer Test, der die Fähigkeit testet, sich an die Platzierung von zwei Objekten in verschiedenen Abständen und Winkeln voneinander zu erinnern, ist eine Technik, um Beeinträchtigungen im räumlichen Arbeitsgedächtnis (SWM) nach TBI zu untersuchen. Zu den wesentlichen Vorteilen metrischer Aufgaben gehören die Möglichkeit der dynamischen Beobachtung, niedrige Kosten, Reproduzierbarkeit, relative Einfache Implementierung und eine umgebung mit geringer Belastung. Hier stellen wir ein metrisches Testprotokoll zur Messung der Beeinträchtigung von SWM bei erwachsenen Ratten nach TBI vor. Dieser Test bietet eine praktikable Möglichkeit, die Physiologie und Pathophysiologie der Gehirnfunktion effektiver zu bewerten.

Einleitung

Die Prävalenz neurologischer Defizite wie Aufmerksamkeit, exekutive Funktion und bestimmte Gedächtnisdefizite nach mittelschwerer traumatischer Hirnverletzung (TBI) beträgt mehr als 50 Prozent^{1,2,3,4,5,6,7,8}. TBI kann zu schweren Beeinträchtigungen des räumlichen Kurzzeit-, Langzeit- und Arbeitsgedächtnisses führen⁹. Diese Gedächtnisstörungen wurden in Nagetiermodellen von TBI beo....

Protokoll

Die Versuche wurden gemäß den Empfehlungen der Erklärungen von Helsinki und Tokio und den Leitlinien für die Verwendung von Versuchstieren der Europäischen Gemeinschaft durchgeführt. Die Experimente wurden vom Animal Care Committee der Ben-Gurion-Universität des Negev genehmigt. Eine Protokollzeitleiste ist in Abbildung 1dargestellt.

1. Chirurgische Eingriffe und Fluid Percussion TBI

1. Wählen Sie männliche und weibliche erwachsene Sprague-Dawley-Ratten, die bei einer Raumtemperatur von 22 ± 1 ° C und einer Luftfeuchtigkeit von 40% -60% mit 12-12 h Hell-Dunkel-Zyklen untergebracht sind.
2. Stellen....

Ergebnisse

Die Signifikanz von Vergleichen zwischen Gruppen wurde mit dem Mann-Whitney-Test bestimmt. Die statistische Signifikanz der Ergebnisse wurde bei P < 0,05 betrachtet, während die statistisch hohe Relevanz bei P < 0,01 gemessen wurde.

Die Ergebnisse zeigten keine Unterschiede in der NSS zwischen allen Gruppen vor der Intervention und 28 Tage nach TBI. Jede Gruppe bestand aus 12 weiblichen oder 12 männlichen Ratten. Die NSS-Werte, die 48 h nach dem TBI erhalten wurden, sind in Tabelle 1.......

Diskussion

Durch die gezielte Ausrichtung auf den metrischen räumlichen Informationsprozess bietet dieser Metriktest ein notwendiges Werkzeug zum Verständnis von Gedächtnismangel nach TBI. Das in diesem Artikel vorgestellte Protokoll ist eine Modifikation der zuvor beschriebenen Verhaltensaufgaben¹¹. Eine zuvor beschriebene metrische Aufgabe verwendete zwei verschiedene Paradigmen, die jeweils aus drei Gewöhnungssitzungen und einer Testsitzung bestehen. Das erste Paradigma bestand darin, die vertrauten O.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
2% chlorhexidine in 70% alcohol solution	SIGMA - ALDRICH	500 cc	For general antisepsis of the skin in the operatory field
Bupivacaine 0.1 %
4 boards of different thicknesses (1.5cm, 2.5cm, 5cm and 8.5cm)			This is to evaluate neurological defect
4-0 Nylon suture	4-00
Bottles	Techniplast	ACBT0262SU	150 ml bottles filled with 100 ml of water and 100 ml 1%(w/v) sucrose solution
Bottlses (four) for topological an metric tasks			For objects used two little bottles, first round (height 13.5 cm) and second faceted (height 20 cm) shape and two big faceted bottles, first 9x6 cm (height 21 cm) and second 7x7 cm (height 21 cm).
Diamond Hole Saw Drill 3mm diameter		Glass Hole Saw Kit	Optional.
Digital Weighing Scale	SIGMA - ALDRICH	Rs 4,000
Dissecting scissors	SIGMA - ALDRICH	Z265969
Ethanol 99.9 %	Pharmacy		5%-10% solution used to clean equipment and remove odors
EthoVision XT (Video software)	Noldus, Wageningen, Netherlands		Optional
Fluid-percussion device	custom-made at the university workshop		No specific brand is recommended.
Gauze Sponges	Fisher	22-362-178
Gloves (thin laboratory gloves)			Optional.
Heater with thermometer	Heatingpad-1	Model: HEATINGPAD-1/2	No specific brand is recommended.
Horizon-XL	Mennen Medical Ltd
Isofluran, USP 100%	Piramamal Critical Care, Inc	NDC 66794-017	Anesthetic liquid for inhalation
Office 365 ProPlus	Microsoft	-	Microsoft Office Excel
Olympus BX 40 microscope	Olympus
Operating  forceps	SIGMA - ALDRICH
Operating  Scissors	SIGMA - ALDRICH
PC Computer for USV recording and data analyses	Intel		Intel® core i5-6500 CPU @ 3.2GHz, 16 GB RAM, 64-bit operating system
Plexiglass boxes linked by a narrow passage			Two transparent 30 cm × 20 cm × 20 cm plexiglass boxes linked by a narrow 15 cm × 15 cm × 60 cm passage
Purina Chow	Purina	5001	Rodent laboratory chow given to rats, mice and hamster is a life-cycle nutrition that has been used in biomedical researc for over 5
Rat cages  (rat home cage or another enclosure)	Techniplast	2000P	No specific brand is recommended
Scalpel blades 11	SIGMA - ALDRICH	S2771
SPSS	SPSS Inc., Chicago, IL, USA	20 package
Stereotaxic Instrument	custom-made at the university workshop		No specific brand is recommended
Timing device	Interval Timer:Timing for recording USV's		Optional. Any timer will do, although it is convenient to use an interval timer if you are tickling multiple rats
Topological and metric tasks device	Self made in Ben Gurion University of Negev		White circular platform 200 cm in diameter and 1 cm thick on table
Video camera	Logitech	C920 HD PRO WEBCAM	Digital video camera for high definition recording of rat behavior under plus maze test
Windows 10	Microsoft