Questo lavoro è stato sostenuto dalla International Spinal Research Trust e il Rosetrees Trust.

Dichiarazione etica: Tutte le procedure sono in accordo con le linee guida del Regno Unito Home Office e Animali (Procedure Scientifiche) Act del 1986. 1. Chirurgia e Injury NOTA: L&#39;utilizzo ratti di peso superiore a 220 g può aiutare con il recupero post-operatorio, se il chirurgo ritiene animali spesso perdono più del 10% del loro peso corporeo preoperatoria. <ol><li> Prima dell&#39;intervento, verificare gli animali per la loro preferenza zampa con il test di allevamento cilindri 15 o il Montoya staicase test di 24. Preferibilmente, tagliare la piramide / il CST corrispondente alla zampa anteriore dominante. NOTA: Per due giorni prima dell&#39;intervento, inserire i seguenti elementi nelle gabbie, in modo che i ratti familiarizzare con i prodotti alimentari che sarà utile durante il recupero da un intervento chirurgico: pacchi idrogel, pastone, e alti integratori alimentari calorici. Versioni sterili di questi integratori alimentari sono disponibili presso vari fornitori. </li><li> Anestetizzare femminile Ltrare ratti incappucciati (peso compreso tra 200 e 250 g) con isoflurano (5% per l&#39;induzione e il 1 ° e il 2% per la manutenzione) in ossigeno (portata: 1,5 l / min). NOTA: La scelta di anestetico è importante. Anestetico inalazione consente una regolazione più rapida della profondità dell&#39;anestesia di ketamina, che è anche comunemente usato. Isoflurano consente un migliore controllo della frequenza respiratoria e profondità. La scelta di anestetico è isoflurano. NOTA: L&#39;utilizzo ratti di peso superiore a 220 g può aiutare con il recupero post-operatorio, se il chirurgo ritiene animali spesso perdono più del 10% del loro peso corporeo preoperatoria. </li><li> Somministrare Carprofen sottocutanea come analgesico quando gli animali sono anestetizzati per ridurre l&#39;infiammazione e per fornire analgesia. Nota: Carprofen è dato durante l&#39;intervento chirurgico pyramidotomy nel nostro laboratorio secondo il consiglio del nostro veterinario. Gli oppiacei possono causare ulteriore depressione respiratoria durante l&#39;intervento chirurgico. </li><li> Mantenere gli animali a 37 ° C durante l&#39;intervento chirurgico mediante una casaSistema othermic coperta e una sonda di temperatura rettale. </li><li> Confermare completa anestesia controllando per il ritiro reflex zampa pizzico e lo sbattere delle palpebre. Nota: Opzionale: Per contrastare problemi respiratori durante l&#39;intervento chirurgico, intubazione e la ventilazione potrebbe essere fattibile. Tuttavia, tenere a mente che la trachea deve essere spostato durante l&#39;intervento chirurgico. </li><li> Una volta anestetizzato, posizionare il topo in posizione supina, la barba al collo ventrale e sterilizzare con 1% salviette clorexidina e / o cotone imbevuto di alcol. Applicare una coperta chirurgica sterile sull&#39;animale e mantenere l&#39;area sterile in ogni momento. </li><li> Una volta anestetizzato, posizionare il topo in posizione supina, radere al collo ventrale e sterilizzare con 1% di clorexidina e alcool salviette. Applicare una coperta chirurgica sterile sull&#39;animale e mantenere l&#39;area sterile in ogni momento. NOTA: Facoltativamente, la testa del ratto può essere fissato in un telaio stereotassico in posizione supina durante l&#39;intervento chirurgico per disabilitare la mobilità della testa, vale a direoccipitale. </li><li> Fare un Long 2 a 3 cm incisione mediana dal mento a quasi la fine rostrale dello sterno con un bisturi sterile (# 10). Facoltativamente, applicare piccole morsetti bulldog a ritrattare la pelle. </li><li> Blunt sezionare gli strati superiori di tessuto, come le ghiandole (ad esempio ghiandole sottomascellari e ghiandola parotide) e muscoli che coprono la trachea con azione inversa con le forbici smussati e pinze dentate. Rimanere sempre sulla linea mediana. I tessuti dovrebbero separare facilmente. </li><li> Una volta che la trachea è esposto, spostarlo di lato. La linea mediana è visibile sotto con due cuscinetti di grasso bianco, che segna la linea mediana alla fine rostrale. </li><li> Rostrale ai cuscinetti di grasso bianco, tessuti sezionare smussato fino a quando la superficie ventrale del cranio (l&#39;osso basioccipital) è raggiunto. </li><li> Inserire divaricatori lungo dentellate (lunghezza dente 5,5 millimetri o 16 mm) per mantenere la trachea spostato verso un lato (massimo 1 cm) e per esporre la base del cranio. Spostamento della trachea può obstruct respirazione. NOTA: Per alcuni animali, allentare i divaricatori in più volte durante l&#39;intervento chirurgico per rimuovere la tensione sulla trachea, ad esempio ogni 10 min per 2 min. Divaricatori Hook possono essere utilizzati al posto dei divaricatori lunghi denti per ridurre lo sforzo di spostamento. </li><li> Cauterizzare attentamente piccoli vasi sanguigni visibile alla fine rostrale andando verso la laringe per evitare emorragie. NOTA: Per evitare cauterizzare i vasi sanguigni nervo laringeo ricorrente sono accuratamente tirati dalla parete di tessuto prima di essere cauterizzato. </li><li> Regolare il microscopio per il resto della chirurgia. </li><li> Rimuovere il periostio che copre la base del cranio con una pinza sottile. Regolare i divaricatori per ottenere la migliore visualizzazione possibile per la perforazione. </li><li> Senti la superficie irregolare dell&#39;osso basioccipital con una pinza sottile, notando una elevazione sulla linea mediana, che copre l&#39;arteria basilare. Rostralmente, il teschio viene allevato come un leggera convessità. </li><li> A seconda di quale parte si desidera la lesione, praticare un foro di circa 1 millimetro lateralmente alla linea mediana in movimenti mediolaterale. NOTA: Ricordare che il ratto è in posizione supina, e il suo lato sinistro può essere sul lato destro investigatori! </li><li> Una volta che un buco è fatto, allargare verso la linea mediana con piccole verticali su e verso il basso-movimenti con il trapano fino dell&#39;arteria basilare è chiaramente visibile e allargare lateralmente per almeno 2 mm. </li><li> Assicurarsi che l&#39;arteria basilare è chiaramente visibile. La piramide può essere identificato dal suo forma leggermente sporgenti (Figura 2) e confinante vasi sanguigni. </li><li> Rimuovere eventuali frammenti ossei rimanenti con una pinza sottile. </li><li> Applicare una goccia di Doxapram cloridrato, uno stimolante respiratorio, sulla lingua. </li><li> Aprire la dura longitudinalmente con un ago calibro 26 e una pinza sottile lateralmente alla arteria basilare. Immergetevi nel liquido cerebrospinale (CSF) e un sanguinamento con bastoncini di cotone. </li><li> Evitare Injury all&#39;arteria basilare, effettuare un taglio largo 1,5 mm circa attraversa la larghezza della piramide e 0,5 mm di profondità con Vännäs Spring forbici perpendicolare dell&#39;arteria basilare (Figura 2) per interrompere le fibre CST. NOTA: Segnare i microscissors anticipo a 0.5 mm dalla punta. Una volta che la dura viene aperta l&#39;arteria basilare può essere spostata leggermente permettendo un lato migliore accesso alla piramide. </li><li> Ripetere il taglio con la punta di un ago calibro 26 per garantire la lesione comprende le fibre vicine dell&#39;arteria basilare. </li><li> Fermare l&#39;emorragia con una leggera pressione applicata da bastoncini di cotone. Facoltativamente, il taglio può essere coperto con Gelfoam. </li><li> Rimuovere i divaricatori, sostituire i tessuti e sutura solo la pelle, con 3-0 punti di sutura Vicryl. </li><li> Dopo l&#39;intervento chirurgico, mantenere l&#39;animale in un incubatore a 32 ° C fino a quando completamente sveglio e amministrare 5 ml di soluzione salina per via sottocutanea, se necessario. Non lasciare l&#39;animale incustodito. </li><li> Dare Carporfen sottocutaneacome antinfiammatori e come un analgesico per il post-chirurgica del dolore un giorno dopo l&#39;intervento chirurgico. </li><li> Monitorare animali strettamente per una settimana dopo l&#39;intervento chirurgico e almeno una volta alla settimana successivamente. </li><li> Come richiesto dopo l&#39;intervento chirurgico, confezioni di gel luogo di idratazione, cibo purea bambino, pastone e chow secca sul pavimento della gabbia. Fornire bottiglie d&#39;acqua con lunghi beccucci (privi valvole cuscinetti a sfera). </li></ol>

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Abbiamo descritto il modello di lesioni pyramidotomy. Il tratto corticospinale viene tagliato a livello del tronco cerebrale. Da un punto di vista tecnico questa chirurgia richiede molta cautela e precisione. Il tronco encefalico ospita i centri respiratori ei centri cardiovascolari in più nuclei, come il nucleo ambiguo e solitarii incorporato nella formazione reticolare sotto le piramidi. Se si effettua il taglio troppo profondo questo può portare a difficoltà respiratorie improvvise, che possono essere fatali. Diamo Dopram appena prima del taglio per aumentare l&#39;attività respiratoria per evitare una brusca cessazione respirazione. Se l&#39;arresto della respirazione vale ventilazione l&#39;animale per i seguenti cinque minuti con ossigeno come può recuperare. Inoltre, il danno all&#39;arteria basilare deve assolutamente essere evitato. Complicazioni durante i primi giorni postinjury sono: un&#39;altra emorragia nel tronco cerebrale che colpisce le funzioni vitali, una notevole perdita di peso, diffic respirazione graveulties dovuti allo spostamento della trachea e gravi problemi di orientamento e di equilibrio degli animali a causa di una vasta ferita comprese le olive appena laterali alle piramidi. Queste complicazioni possono essere trattate come end-point e animali possono essere sottoposti a eutanasia. Un attento monitoraggio durante la prima settimana dopo l&#39;intervento chirurgico è essenziale. Cibo supplementare può essere somministrato in modo da controbilanciare la perdita di peso. Infiammazione delle vie aeree (respirazione roca) risolve di norma entro uno o due giorni. Generalmente, gli animali giovani sono più facili da utilizzare come loro collo è meno profonda. Inoltre, sono più resistenti e hanno meno complicazioni respiratorie. Si richiede una certa pratica per ottenere una lesione completa del CST con un pyramidotomy. Allo stesso modo, in due studi di Steward et al. 16, che si propose di replicare un ex esperimento Benowitz et al. 28, riportato tassi di mortalità, inizialmente elevati e che alcuni di loro lesioni erano incomplete. Behaviouraldeficit sarà anche variabili. Si consiglia un nuovo chirurgo esegue molti interventi pratica pyramidotomy prima di effettuare un esperimento completo per testare una terapia candidato. Modi per prevenire lesioni incomplete sono ripercorrendo il taglio con un ago ipodermico assicurandosi le fibre corticospinal vicine dell&#39;arteria basilare sono interrotti, come descritto in questo protocollo. Altre opzioni sono per aspirare il sito della lesione con una pipetta di aspirazione bicchiere capovolto, come descritto in Zhou et al., 2003 29. Un filo di tungsteno fine può anche essere usato per tagliare il tratto 22. Un&#39;alternativa alla pyramidotomy è quello di tagliare la C3 dorsale cervicale CST unilateralmente e poi a tagliare con un approccio ventrale C2 parte ventrale ipsilesionale del CST 18. Tuttavia probabilmente, una lesione completa non è necessaria se l&#39;obiettivo è quello di studiare la germinazione del controlesionale CST; se la maggioranza della piramide è lesionato e una risposta germinazione dal lato unlesioned verifica questo può essere sufficiente. Uno scopo del modello pyramidotomy lesione è per l&#39;ablazione un lato del tratto corticospinale e utilizzare terapie neuroplasticità indurre per stimolare la plasticità e la germinazione delle fibre non intatta feriti. Per testare le terapie neuro-protettivo questo modello non è adatto e altri modelli di pregiudizio, come le lesioni contusione dovrebbe essere usato. I risultati di pyramidotomies vengono valutati più spesso con i test comportamentali e anatomia. Il test scala orizzontale, la prova allevamento cilindro e test della scala Montoya sono valutazioni comportamentali più comunemente usati. Altri test descritti in letteratura sono il pellet raggiungere prova, prova corda arrampicata, analisi del cammino e il test 3,17-19 nastro adesivo. Tuttavia, i risultati della prova comportamentale più spesso solo monitorati fino ad un massimo di 42 giorni postlesion 3,4,11,17,18,20-22. Da esperienze passate, roditori recuperano più funzioni in momenti successivi, senza alcun intervento di trattamento. Abbiamo dimostrato that test scala orizzontale e test raggiungendo Montoya scala pellet rilevano disabilità fino ad un punto di tempo. Essi possono essere utilizzati per misurare recupero funzionale a causa di un trattamento. La completezza della lesione è giudicato da PKC gamma colorazione (che etichette fibre CST nelle colonne dorsali) del midollo spinale a livello cervicale rostrale o eriocromo colorazione Cyanine di sezioni trasversali del sito della lesione. Biotinilato ammina destrano può essere iniettato nella corteccia controlesionale per valutare la germinazione delle fibre intatte attraverso la linea mediana nella zona del midollo spinale denervata. In conclusione, il modello pyramidotomy è buono per la valutazione, neuroplasticità indurre le capacità di un farmaco trattamento per le lesioni del sistema nervoso centrale, se l&#39;intervento è padroneggiata con successo. Si valuta la plasticità delle fibre intatte. Il passo successivo sarebbe quello di utilizzare un modello più clinicamente rilevanti come lesioni contusione per valutare la capacità del farmaco di superare injuri grandies interessano più tratti.

Il tratto corticospinale (CST) è una delle vie principali del motore nel midollo spinale umano. Danni a questo tratto dopo midollo spinale risultati lesioni a notevole perdita di destrezza. Il CST è particolarmente importante per il movimento motorio negli esseri umani, come il movimento cifre e il controllo muscolare distale. Si trova anche nei roditori anche se la sua posizione anatomica all&#39;interno del midollo spinale è diversa da quella degli esseri umani e danni CST è meno invalidante 1-4. Un modello in vivo di lesioni CST comporta pyramidotomy unilaterale, dove uno piramide nel tronco cerebrale ventrale è tagliato rostrale alla decussazione (Figura 1). Le piramidi sono una caratteristica anatomica chiaro sul lato ventrale del midollo allungato attraverso il quale il CST viene eseguito prima che decussatus. Nei ratti, la maggior parte delle fibre (circa il 95%) decussate all&#39;estremità caudale del midollo e si trovano successivamente nella parte mediale dorsale del midollo spinale. Tuttavia, approximately 10% delle fibre decussated eseguito nelle colonne dorsolaterali. Il restante ~ 5% di fibre rimanere non incrociato sul lato ipsilaterale e viaggiare nella parte mediale ventrale 5,6. Dopo pyramidotomy midollo spinale perde il suo ingresso diretto dal CST controlaterale (Figura 1). Il modello pyramidotomy è particolarmente buona per testare le risposte delle fibre intatte del unlesioned CST ad un trattamento. Esso consente la valutazione di plasticità e germinazione delle fibre intatte in tutta la linea mediana del midollo spinale, che innervano le zone denervati. Il tratto corticospinale è stato osservato a germogliare notevolmente modelli lesioni spinali e la media in particolare degli arti anteriori 7-10 recupero. Un trattamento potrebbe mirare a migliorare questo recupero degli arti anteriori. L&#39;efficacia di una terapia può essere testato con le valutazioni comportamentali, tecniche di tracciabilità anatomiche del tratto unlesioned e terminali esperimenti elettrofisiologici 3,11,12. &lt;/ P&gt; Il vantaggio rispetto alla maggior parte degli altri modelli preclinici di lesioni spinali è che colpisce in particolare un tratto rispetto ad altre lesioni spinali spesso interessano più tratti. Solo un tratto in una chiara, superficiale posizione anatomica è lesionato. Un altro vantaggio è che l&#39;pyramidotomy è un modello di lesione riproducibile. Si tratta di una risorsa adatta in vivo per i ricercatori di testare l&#39;effetto di potenziali terapie neuroplasticità induzione, che mirano a recupero della funzione motoria dopo lesioni o disturbi che colpiscono il sistema motorio 13,14.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Norbrook</td>
			<td>Vm No; 02000/4229</td>
			<td>give 5mg/kg twice daily</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Homeothermic Blanket System</td>
			<td>Harvard Instruments</td>
			<td>507222F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Abbott</td>
			<td>B506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissors- Tough Cut</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14058-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11019-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Long-toothed Alm retractors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>17009-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cautery system kit</td>
			<td>Harvard Instruments</td>
			<td>726067</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fine Dumont forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11251-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Steel burrs</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>19007-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dopram V-drops</td>
			<td>Pfizer</td>
			<td></td>
			<td>apply 1 drop to tongue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas Spring Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15000-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gelfoam</td>
			<td>Equimedical</td>
			<td>EQU705001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-0 Vicryl sutures</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>operating microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compact Anaesthesia System Isoflurane K/F Single Gas</td>
			<td>VetTech Solutions</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scales</td>
			<td>Ohaus</td>
			<td>NVT3201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon Steel Scalpel blades No. 10</td>
			<td>Swann-Morton</td>
			<td align="right">201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25g needles</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>NN-2525R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>syringes (1ml and 5ml)</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SS+01T1 / SS*05SE1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline (Sodium Chloride 0.9%)</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td>Pl 08828/0178</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cotton buds</td>
			<td>Johnson and Johnson</td>
			<td align="right">5000207582502</td>
			<td>sterilize before use</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

unilateral pyramidotomy of the corticospinal tract in rats for assessment of neuroplasticity-inducing therapies

Il tratto corticospinale (CST) può essere completamente tagliato unilateralmente nelle piramidi midollari del tronco encefalico roditore. Il CST è un tratto del motore che ha grande importanza per il controllo muscolare distale nell&#39;uomo e, in misura minore, nei roditori. Un taglio unilaterale di una piramide risultati in perdita di CST innervazione del midollo spinale principalmente sul lato controlaterale del midollo spinale che porta alla disabilità motoria transitoria arti anteriori e sostenuta perdita di destrezza. Proiezioni ipsilaterale del tratto corticospinale sono minori. Abbiamo affinato il nostro metodo chirurgico per aumentare le possibilità di lesioni completezza. Descriviamo cura post-chirurgica. Deficit del test Montoya scala pellet raggiungere e il test scala orizzontale mostrato qui vengono rilevati fino a 8 settimane postinjury. Deficit del test allevamento cilindro sono rilevati solo transitoriamente. Pertanto, il test del cilindro può essere adatti per il rilevamento di ripresa a breve termine. Noi mostriamo come, elettrofisiologicamentee anatomicamente, si possono valutare le lesioni e cambiamenti plastici. Abbiamo anche descrivono come analizzare le fibre del CST illeso spuntano attraverso la linea mediana nelle aree svantaggiate. E &#39;difficile ottenere&gt; 90% lesioni complete costantemente a causa della vicinanza all&#39;arteria basilare nel midollo allungato e il tasso di sopravvivenza può essere bassa. Approcci chirurgici alternativi e test comportamentali sono descritti in questo protocollo. Il modello pyramidotomy è un buon strumento per valutare trattamenti neuroplasticità induzione, che aumentano germinazione di fibre intatte dopo l&#39;infortunio.

I tassi di sopravvivenza. In uno studio rappresentativo condotto da noi abbiamo avuto un tasso di sopravvivenza di 16 su 20 ratti femmina incappucciati Lister (da 200 a 250 g). La complicanza più comune è difficoltà respiratorie a causa dello spostamento della trachea o danni ai centri respiratori del tronco encefalico appena dorsale alle piramidi (solitarii nucleo, ambigue e parabrachilis). Risultati simili sono stati riportati in letteratura 16. Esiti comportamentali. Una serie di test comportamentali sono stati utilizzati per valutare il risultato sensomotorio dopo pyramidotomy nei roditori: il test di scala orizzontale, il singolo pellet raggiungimento di prova, la prova di allevamento cilindro e test della scala Montoya sono le valutazioni comportamentali più comunemente utilizzati. Altri test descritti in letteratura sono il pellet raggiungimento test, test corda, analisi del cammino e test nastro adesivo3,17-19. La maggior parte di questi mostrano un deficit motorio funzionale 1 settimana dopo infortunio. Attualmente, la maggior parte degli studi descritti in letteratura solo eseguire test comportamentali fino a 42 giorni 4,11,13,20,21, o per un tempo più breve 3,18,22. Abbiamo effettuato test comportamentali per un periodo prolungato di tempo e visto sostanzialmente pieno recupero della funzione motoria 8 settimane dopo pyramidotomy per alcuni dei test comportamentali, tranne il test della scala Montoya e test scaletta orizzontale. Questo è probabilmente per diversi motivi. In primo luogo, il CST rostrale infortunato alla lesione può formare sinapsi sui neuroni nel tronco encefalico che agiscono come relè indiretti a neuroni motori del midollo spinale. In secondo luogo, il illeso (controlaterale) CST possono germogliare e forme sinapsi sui neuroni del tronco encefalico e del midollo spinale che agiscono come relè di motoneuroni. In terzo luogo, gli altri tratti motori risparmiato come i tratti reticulospinal, vestibulospinal o rubrospinal possono assumere una qualche funzione. Così, una t durataeffetto RATTAMENTO è difficile da rilevare con molti test comportamentali nel modello pyramidotomy. Alcuni test comportamentali in questo modello però potrebbe indicare recupero accelerato subito dopo l&#39;infortunio, che è legato ad un trattamento. Test Cilindro allevamento 3,4,23 Sulla base del test di allevamento cilindro CST corrispondente alla zampa anteriore dominante è stato ferito. I ratti sono posti in un cilindro di plexiglass e comportamento allevamento viene osservato per un periodo di 3 min. Prelesione c&#39;era una leggera preferenza per l&#39;uso di una zampa, zampa dominante, durante l&#39;esplorazione verticale (Figura 3A). La lesione colpisce il lato dominante e l&#39;uso della zampa controlesionale scesa al 28% a 1 settimana Determina postinjury (ripetute ANOVA p &lt;0,05; post-hoc analisi ha rivelato animali hanno deficit significative a settimana 1, 2 e 3, p &lt;0,05, Fisher LSD). 4 settimane postinjury gli animali recuperati und usato la zampa anteriore interessata per il 45% dei posteriori, e dopo 6 settimane questo era il 57% (n = 16, media ± viene visualizzato errore standard). Topi Analogamente, Starkey et al. (4) hanno valutato utilizzando il test del cilindro fino a 42 giorni dopo pyramidotomy e segnalato una significativa diminuzione dell&#39;uso della zampa interessata per tutto il periodo di prova. Test Montoya Scala 24 Ratti richiedono preformazione per questo test per acclimatarsi prima di lesioni. Per aumentare la motivazione durante gli animali sessione di test sono cibo limitata a 15 g di cibo per ratti la sera prima. I ratti alimentari privati ​​sono posti nella scala Montoya per 15 min. Su ogni lato, vi è una scala di 7 gradini con pozzetti, ciascuno contenente 3 pellets. Il numero totale di pellet recuperati su ogni lato sono registrati. Il numero di pellet recuperati con la zampa anteriore controlesionale / colpita è diminuita significativamente dal 61% pre-lesione al3% 3 giorni postinjury (Figura 3B). La possibilità di recuperare pellet era ancora significativamente compromessa a 4 settimane postinjury con il 20% di pellet recuperati. Ratti mostrano un deficit significativo fino alla settimana 8 con solo il 29% dei pellet mangiato in quel momento (Misure ripetute ANOVA p &lt;0.05, analisi post hoc ha rivelato animali hanno disavanzi significativi sul lato controlesionale a tutti settimane, p &lt;0.05, Fisher LSD). Il zampe anteriori ipsilesionale è influenzato fino a 1 settimana postinjury; tuttavia questo recupera dalle seconda settimana (Misure ripetute ANOVA p &lt;0.05, analisi post hoc ha rivelato animali hanno deficit significativi a Day 3 e Settimana 1 sulla zampa anteriore ipsilesionale, p &lt;0.05, di Fisher LSD). I deficit iniziali della zampa anteriore ipsilesionale potrebbero essere spiegate con la lesione della parte ipsilaterale del tratto corticospinale che attraversa la piramide taglio, con conseguente germinazione e recupero. OrizzontaleTest Ladder 25 Ratti richiedono preformazione per questo test. Ratti a piedi tre volte una scala lunga 1 m con spaziatura gradino irregolare. I video vengono analizzati più avanti al rallentatore e il numero totale di piede scivola e manca di ogni zampa è quantificato. Il grafico in Figura 3C rappresenta il numero totale di mancate e slittamenti del lato colpito e meno interessato (forepaw + hindpaw) come percentuale del numero totale di passi effettuati. I ratti hanno un significativo aumento del numero di errori 1 settimana postinjury con il 10% o 11% sul lato interessato e sul lato meno colpite rispettivamente. Questo deficit è persistente sul lato controlesionale / colpiti fino alla settimana 8 con errori 10% fatta, però, si risolve nella parte ipsilesionale / meno colpite da 2 settimane (Misure ripetute ANOVA, analisi post hoc ha rivelato animali hanno disavanzi significativi a tutti settimane il lato controlesionale e disavanzi significativi a settimana 1 e 3 sul ipsilesionalelato, p &lt;0.05, di Fisher LSD). Test elettrofisiologici In un terminale elettrofisiologico set-up l&#39;animale è stato anestetizzato per via intraperitoneale con uretano. Durante il procedimento, è stato mantenuto a 37 ° C ± 1 ° C. La regione del collo ventrale, le sue zampe anteriori e regione toracica sono stati rasati e disinfettati con iodio macchia. Le piramidi sono stati esposti come descritto in precedenza e il nervo radiale è stata esposta nella parte superiore del braccio da un approccio ventrale incisione della pelle e il grande pettorale. L&#39;estremità distale del nervo radiale è stato tagliato e il nervo fu posta su due fili argento Attacco elettrodi in un bagno di olio minerale. O piramide è stata stimolata con elettrodi bipolari concentrici a diverse profondità di 5 impulsi a 300 Hz e ampiezza crescente stimolazione. Le registrazioni sono state effettuate sempre dal nervo radiale del braccio disabili (Figura 4). Anim illesoals aveva una forte risposta a latenze tra 12 a 20 msec nel nervo radiale quando la piramide controlaterale è stata stimolata (Figura 4B). Stimolazione omolaterale traduce solo in attivazione occasionale (Figura 4C). Gli animali che hanno ricevuto precedenti pyramidotomies, sul lato controlaterale al braccio di registrazione mostrano alcuna risposta nel nervo radiale quando il tratto lesionato viene stimolata sopra della lesione (Figura 4B &#39;). Tuttavia, la stimolazione delle fibre CST nelle piramidi ipsilaterale alla registrazione elettrodi hanno determinato una maggiore attivazione del nervo radiale rispetto agli animali illesi a 12 settimane postinjury (Figura 4C &#39;). Risultati anatomici. Gli animali sono stati sacrificati 10 settimane dopo l&#39;intervento chirurgico in base alla Tabella 1 degli animali (Procedure Scientifiche) Act 1986. Due settimane prima, il CST indenne è stata tracciata con biotinilatoammina destrano (BDA) iniezioni nel corteccia motoria ipsilaterale 26 al braccio disabili (Figura 1). Questo consente la quantificazione di fibre lesionate, che attraversano la linea mediana e forniscono il controlesionale midollo spinale (Figura 5C, D). Animali illeso hanno solo poche fibre che attraversano la linea mediana, mentre questo aumenta in risposta al danno. Midollo spinale cervicale trasversa sono state colorate con proteina chinasi C (PKC) gamma di valutare la percentuale di denervazione nel CST lesionato (Figura 5E) 16. In alternativa, la completezza della lesione può essere valutata iniettando BDA tracciante nella corteccia motore sul lato ipsilesionale della lesione pyramidotomy. L&#39;assenza di etichettatura nel controlaterale dorsomediale CST e la ipsilaterale ventromediale CST costituisce una prova di completa transection unilaterale. <img alt="Figura 1" fo:conte<html> nt-width = src &quot;4in&quot; = &quot;/ files / ftp_upload / 51843 / 51843fig1highres.jpg&quot; width = &quot;400&quot; /&gt; Figura 1: Schema che mostra i tratti corticospinali nel ratto e assotomia unilaterale del CST nelle piramidi immagine Top:. Neuroni cortico origine nel livello 5 cellule piramidali corticali. Biotinilato ammina destrano (rappresentato in verde) viene iniettato nella corteccia controlesionale due settimane prima della fine dell&#39;esperimento. Immagine Middle: I tratti formano le piramidi sulla superficie ventrale del midollo e allo svincolo spinomedullary la maggior parte degli assoni decussate. Pyramidotomy unilaterale avviene nel midollo caudale (in rosso). Immagine inferiore: La maggior parte dei tratti corticospinali malandato nelle parti dorsomediale e dorsolaterale del midollo spinale. Una minoranza resta ipsilaterally e corre ventromedially. 1843fig2highres.jpg &quot;width =&quot; 500 &quot;/&gt; Figura 2: vista ventrale del cervello di ratto. Le piramidi si distinguono perché sono sollevate, convessità parallele (scatola gialla). I confini delle piramidi sono definite medialmente dal dell&#39;arteria basilare (BAS) sulla linea mediana e lateralmente alla base della convessità a metà strada tra l&#39;arteria basilare e l&#39;arteria paraolivary (Pol) come si vede in (C). Craniotomy avviene tramite l&#39;arteria basilare e laterale estendendo all&#39;arteria paraolivary (riquadro rosso in C). Una piramide è tagliato perpendicolarmente dell&#39;arteria basilare (linea rossa in C, taglio viene visualizzato sul campione in A e B). Le lesioni poste troppo caudale vicino alle arterie vertebrali (vert) sarà incompleta perché il CST inizia a decussate e perché l&#39;arteria vertebrale si trova lontano dalla linea mediana. (C) Immagine tratto da &quot;The Rat sistema nervoso&quot; di George Paxinos 27. NOTA: Questa figura mostra una lesione sul lato sinistro delle immagini: questo è rig dell&#39;animaleht piramidale tratto perché è sdraiato supino. Si noti, tuttavia, che il video mostra una lesione a sinistra del tratto piramidale dell&#39;animale. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51843/51843fig3highres.jpg" width="500" /> Figura 3:. I risultati rappresentativi per il test allevamento del cilindro, Montoya scala pellet raggiungere prova e prova Scala orizzontale C&#39;è un deficit motorio rilevato da tutti i test dopo la lesione. Tuttavia, nessun deficit può essere rilevato con il test di allevamento del cilindro a 4 settimane postinjury, mentre i deficit prolungati possono essere rilevati con il test scala Montoya e il test di scala orizzontale fino a 8 settimane postinjury (n = 16 per gruppo, mezzi e errore standard sono mostrato). L&#39;asterisco indica p &lt;0.05 rispetto al basale pre-lesione (test LSD di Fisher). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51843/51843fig3highres.jpg" target="_blank">Si prega di fare clic su</a>qui per vedere una versione più grande di questa figura. <img alt="Figura 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51843/51843fig4highres.jpg" width="500" /> Figura 4:. Elettrofisiologia valutare il tratto corticospinale prima e dopo pyramidotomy (A) mostra il set-up per l&#39;esperimento terminale. Stimoliamo le piramidi con un treno di 5 impulsi a varie profondità rostrali al sito di lesione e decussation. Il tratto rosso è il tratto leso. Registriamo dal nervo radiale sul lato controlesionale. (B) e (C) visualizza esempio registrazioni con stimolazione ipsilesionale o la stimolazione controlesionale prima o 12 settimane dopo pyramidotomy. Stimolazioni ipsilesionale evocano più potenziali d&#39;azione composto (picchi nella traccia) nel nervo radiale prima lesione (B). Questi sono abolite dalla ferita e l&#39;attività non Return entro 12 settimane (B &#39;). Stimolazione controlesionale evoca rare potenziali d&#39;azione unico composto pre-lesione (C). 12 settimane dopo l&#39;attività lesioni notevolmente è aumentata (C &#39;), probabilmente a causa di assoni intatti spuntano tra la linea mediana e plastica cambiamenti all&#39;interno del midollo spinale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51843/51843fig4highres.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <img alt="Figura 5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51843/51843fig5highres.jpg" width="500" /> Figura 5:. Valutazione anatomica dopo pyramidotomy (A, B, C, D) biotinilato ammina destrano è stato utilizzato per tracciare il tratto corticospinale iniettando nella corteccia del motore corrispondente al CST unlesioned (vedere verde in Figura 1). Il mediale dorsale, i componenti mediali ventrali del CST sono chiaramente visibili (A, dorsale parte mediale ingrandita in B). (C) e (D) sono ingrandimenti da (A) di fibre di germinazione attraverso la linea mediana nella materia grigia del lato denervata in risposta ad un trattamento. Per valutare la completezza della lesione sezioni trasversali del livello cervicale 4 (12 settimane postinjury tessuti) sono stati tagliati e colorati con anticorpi contro PKC gamma (E). Il CST sul lato sinistro dell&#39;immagine è intatto e può essere visto sporgenti oltre la linea mediana nel lato denervata, presumibilmente a causa della disintegrazione strutturale dorsale feriti CST.

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Unilateral Pyramidotomy of the Corticospinal Tract in Rats for Assessment of Neuroplasticity-inducing Therapies

Il tratto corticospinale, una delle principali vie sensomotori, può essere lesionato unilateralmente nel tronco cerebrale roditori per testare terapie neuroplasticità induzione per il sistema nervoso centrale. Questa procedura chirurgica (&quot;pyramidotomy&quot;) e valutazioni postoperatorie sono descritti in questo protocollo.

Unilaterale Pyramidotomy del corticospinale Tract in ratti per la valutazione delle terapie-neuroplasticità inducono

The corticospinal tract (CST) can be completely severed unilaterally in the medullary pyramids of the rodent brainstem. The CST is a motor tract that has ...

unilateral-pyramidotomy-corticospinal-tract-rats-for-assessment

Research

JoVE Journal

Neuroscience

15.7K Views.  King's College London.  Il tratto corticospinale, una delle principali vie sensomotori, può essere lesionato unilateralmente nel tronco cerebrale roditori per testare terapie neuroplasticità induzione per il sistema nervoso centrale. Questa procedura chirurgica ("pyramidotomy") e valutazioni postoperatorie sono descritti in questo protocollo. 

Video: Unilateral Pyramidotomy of the Corticospinal Tract in Rats for Assessment of Neuroplasticity-inducing Therapies

Assessment of Ultrasonic Vocalizations During Drug Self-administration in Rats

Drug self-administration procedures are commonly used to study behavioral and neurochemical changes associated with human drug abuse, addiction and relapse. Various types of behavioral activity are commonly utilized as measures of drug motivation in animals. However, a crucial component of drug abuse relapse in abstinent cocaine users is "drug craving", which is difficult to model in animals, as it often occurs in the absence of overt behaviors. Yet, it is possible that a class of ultrasonic vocalizations (USVs) in rats may be a useful marker for affective responses to drug administration, drug anticipation and even drug craving. Rats vocalize in ultrasonic frequencies that serve as a communicatory function and express subjective emotional states. Several studies have shown that different call frequency ranges are associated with negative and positive emotional states. For instance, high frequency calls ("50-kHz") are associated with positive affect, whereas low frequency calls ("22-kHz") represent a negative emotional state. This article describes a procedure to assess rat USVs associated with daily cocaine self-administration. For this procedure, we utilized standard single-lever operant chambers housed within sound-attenuating boxes for cocaine self-administration sessions and utilized ultrasonic microphones, multi-channel recording hardware and specialized software programs to detect and analyze USVs. USVs measurements reflect emotionality of rats before, during and after drug availability and can be correlated with commonly assessed drug self-administration behavioral data such lever responses, inter-response intervals and locomotor activity. Since USVs can be assessed during intervals prior to drug availability (e.g., anticipatory USVs) and during drug extinction trials, changes in affect associated with drug anticipation and drug abstinence can also be determined. In addition, determining USV changes over the course of short- and long-term drug exposure can provide a more detailed interpretation of drug exposure effects on affective functioning.

Drug self-administration and ultrasonic vocalizations (USV) are used as behavioral assessments in animal research, but rarely in combination. The purpose of this article is to describe the advantages of recording USVs during drug self-administration procedures to assess affective responses to drug experience.

Valutazione di vocalizzazioni ultrasoniche Durante Drug autosomministrazione in topi

Drug self-administration procedures are commonly used to study behavioral and neurochemical changes associated with human drug abuse, addiction and ...

Ricerca

Neuroscienze

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and relapse to food taking 1. Food craving conceptualized in this way is akin to drug craving in response to drug-paired cues. A rich literature has been developed around understanding the behavioral and neurobiological determinants of drug craving; we and others have been focusing recently on translating techniques from basic addiction research to better understand addiction-like behaviors related to food 2-4.
As done in previous studies of drug craving, we examine sucrose craving behavior by utilizing a rat model of relapse. In this model, rats self-administer either drug or food in sessions over several days. In a session, lever responding delivers the reward along with a tone+light stimulus. Craving behavior is then operationally defined as responding in a subsequent session where the reward is not available. Rats will reliably respond for the tone+light stimulus, likely due to its acquired conditioned reinforcing properties 5. This behavior is sometimes referred to as sucrose seeking or cue reactivity. In the present discussion we will use the term "sucrose craving" to subsume both of these constructs.
In the past decade, we have focused on how the length of time following reward self-administration influences reward craving. Interestingly, rats increase responding for the reward-paired cue over the course of several weeks of a period of forced-abstinence. This "incubation of craving" is observed in rats that have self-administered either food or drugs of abuse 4,6. This time-dependent increase in craving we have identified in the animal model may have great potential relevance to human drug and food addiction behaviors.
Here we present a protocol for assessing incubation of sucrose craving in rats. Variants of the procedure will be indicated where craving is assessed as responding for a discrete sucrose-paired cue following extinction of lever pressing within the sucrose self-administration context (Extinction without cues) or as responding for sucrose-paired cues in a general extinction context (Extinction with cues).

Responding for food or drug-paired cues increases over the course of a period of abstinence and this may relate to an increased susceptibility to relapse behaviors. Here we detail a procedure for evaluating this "incubation of craving" in rats that have self-administered sucrose.

Un metodo generale per la valutazione di incubazione della brama di saccarosio in ratti

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and ...

Expansion of Embryonic and Adult Neural Stem Cells by In Utero Electroporation or Viral Stereotaxic Injection

Somatic stem cells can divide to generate additional stem cells (expansion) or more differentiated cell types (differentiation), which is fundamental for tissue formation during embryonic development and tissue homeostasis during adulthood 1. Currently, great efforts are invested towards controlling the switch of somatic stem cells from expansion to differentiation because this is thought to be fundamental for developing novel strategies for regenerative medicine 1,2. However, a major challenge in the study and use of somatic stem cell is that their expansion has been proven very difficult to control.
Here we describe a system that allows the control of neural stem/progenitor cell (altogether referred to as NSC) expansion in the mouse embryonic cortex or the adult hippocampus by manipulating the expression of the cdk4/cyclinD1 complex, a major regulator of the G1 phase of the cell cycle and somatic stem cell differentiation 3,4. Specifically, two different approaches are described by which the cdk4/cyclinD1 complex is overexpressed in NSC in vivo. By the first approach, overexpression of the cell cycle regulators is obtained by injecting plasmids encoding for cdk4/cyclinD1 in the lumen of the mouse telencephalon followed by in utero electroporation to deliver them to NSC of the lateral cortex, thus, triggering episomal expression of the transgenes 5-8. By the second approach, highly concentrated HIV-derived viruses are stereotaxically injected in the dentate gyrus of the adult mouse hippocampus, thus, triggering constitutive expression of the cell cycle regulators after integration of the viral construct in the genome of infected cells 9. Both approaches, whose basic principles were already described by other video protocols 10-14, were here optimized to i) reduce tissue damage, ii) target wide portions of very specific brain regions, iii) obtain high numbers of manipulated cells within each region, and iv) trigger high expression levels of the transgenes within each cell. Transient overexpression of the transgenes using the two approaches is obtained by different means i.e. by natural dilution of the electroporated plasmids due to cell division or tamoxifen administration in Cre-expressing NSC infected with viruses carrying cdk4/cyclinD1 flanked by loxP sites, respectively 9,15.
These methods provide a very powerful platform to acutely and tissue-specifically manipulate the expression of any gene in the mouse brain. In particular, by manipulating the expression of the cdk4/cyclinD1 complex, our system allows the temporal control of NSC expansion and their switch to differentiation, thus, ultimately increasing the number of neurons generated in the mammalian brain. Our approach may be critically important for basic research and using somatic stem cells for therapy of the mammalian central nervous system while providing a better understanding of i) stem cell contribution to tissue formation during development, ii) tissue homeostasis during adulthood, iii) the role of adult neurogenesis in cognitive functions, and perhaps, iv) better using somatic stem cells in models of neurodegenerative diseases.

Expansion of Embryonic and Adult Neural Stem Cells by In Utero Electroporation or Viral Stereotaxic Injection

Controlling the expansion of somatic stem cells is a major factor hampering their study and use in therapy. Here we describe a system to temporally control neural stem cells expansion during development and adulthood, which can be used to increase the number of neurons generated in the mouse brain.

Ampliamento della embrionali e cellule staminali neurali adulte per<em&gt; In Utero</em&gt; Elettroporazione o Viral iniezione stereotassica

Somatic stem cells can divide to generate additional stem cells (expansion) or more differentiated cell types (differentiation), which is fundamental for ...

Micromanipulation of Gene Expression in the Adult Zebrafish Brain Using Cerebroventricular Microinjection of Morpholino Oligonucleotides

Manipulation of gene expression in tissues is required to perform functional studies. In this paper, we demonstrate the cerebroventricular microinjection (CVMI) technique as a means to modulate gene expression in the adult zebrafish brain. By using CVMI, substances can be administered into the cerebroventricular fluid and be thoroughly distributed along the rostrocaudal axis of the brain. We particularly focus on the use of antisense morpholino oligonucleotides, which are potent tools for knocking down gene expression in vivo. In our method, when applied, morpholino molecules are taken up by the cells lining the ventricular surface. These cells include the radial glial cells, which act as neurogenic progenitors. Therefore, knocking down gene expression in the radial glial cells is of utmost importance to analyze the widespread neurogenesis response in zebrafish, and also would provide insight into how vertebrates could sustain adult neurogenesis response. Such an understanding would also help the efforts for clinical applications in human neurodegenerative disorders and central nervous system regeneration. Thus, we present the cerebroventricular microinjection method as a quick and efficient way to alter gene expression and neurogenesis response in the adult zebrafish forebrain. We also provide troubleshooting tips and other useful information on how to carry out the CVMI procedure.

In this article, we demonstrate a method for manipulation of gene expression in the ventricular cells of the adult zebrafish telencephalon using antisense morpholino oligonucleotides. We present this method as an efficient and quick protocol that can be used for functional studies in the adult vertebrate brain.

Micromanipolazione di espressione genica in Zebrafish adulti cervello con microiniezione Cerebroventricular di Morpholino oligonucleotidi

Manipulation of gene expression in tissues is  required to perform functional studies. In this paper, we demonstrate the  cerebroventricular ...

Growing Neural Stem Cells from Conventional and Nonconventional Regions of the Adult Rodent Brain

Recent work demonstrates that central nervous system (CNS) regeneration and tumorigenesis involves populations of stem cells (SCs) resident within the adult brain. However, the mechanisms these normally quiescent cells employ to ensure proper functioning of neural networks, as well as their role in recovery from injury and mitigation of neurodegenerative processes are little understood. These cells reside in regions referred to as &#34;niches&#34; that provide a sustaining environment involving modulatory signals from both the vascular and immune systems. The isolation, maintenance, and differentiation of CNS SCs under defined culture conditions which exclude unknown factors, makes them accessible to treatment by pharmacological or genetic means, thus providing insight into their in vivo behavior. Here we offer detailed information on the methods for generating cultures of CNS SCs from distinct regions of the adult brain and approaches to assess their differentiation potential into neurons, astrocytes, and oligodendrocytes in vitro. This technique yields a homogeneous cell population as a monolayer culture that can be visualized to study individual SCs and their progeny. Furthermore, it can be applied across different animal model systems and clinical samples, being used previously to predict regenerative responses in the damaged adult nervous system.

Neural stem cells harvested from the adult brain are increasing utilized in applications ranging from the basic research of nervous system development to exploring potential clinical applications in regenerative medicine. This makes rigorous control in the isolation and culturing conditions used to grow these cells critical to sound experimental outcomes.

Crescere cellule staminali neurali da Regioni convenzionali e non convenzionali del cervello adulto Roditore

Recent work demonstrates that central nervous system (CNS) regeneration and tumorigenesis involves populations of stem cells (SCs) resident within the ...

One Mouse, Two Cultures: Isolation and Culture of Adult Neural Stem Cells from the Two Neurogenic Zones of Individual Mice

The neurosphere assay and the adherent monolayer culture system are valuable tools to determine the potential (proliferation or differentiation) of adult neural stem cells in vitro. These assays can be used to compare the precursor potential of cells isolated from genetically different or differentially treated animals&#160;to determine the effects of exogenous factors on neural precursor cell proliferation and differentiation and to generate neural precursor cell lines that can be assayed over continuous passages. The neurosphere assay is traditionally used for the post-hoc identification of stem cells, primarily due to the lack of definitive markers with which they can be isolated from primary tissue&#160;and has the major advantage of giving a quick estimate of precursor cell numbers in brain tissue derived from individual animals. Adherent monolayer cultures, in contrast, are not traditionally used to compare proliferation between individual animals, as each culture is generally initiated from the combined tissue of between 5-8 animals. However, they have the major advantage that, unlike neurospheres, they consist of a mostly homogeneous population of precursor cells and are useful for following the differentiation process in single cells. Here, we describe, in detail, the generation of neurosphere cultures and, for the first time, adherent cultures from individual animals. This has many important implications including paired analysis of proliferation and/or differentiation potential in both the subventricular zone (SVZ) and dentate gyrus (DG) of treated or genetically different mouse lines, as well as a significant reduction in animal usage.

Here we describe a detailed protocol for the simultaneous generation of neural precursor cell cultures, as either adherent monolayers or neurospheres, from the subventricular zone and dentate gyrus of individual adult mice.

Un mouse, due culture: isolamento e la coltura di Adult Neural Stem Cells dalle due zone neurogena Mice individuale

The neurosphere assay and the adherent monolayer culture system are valuable tools to determine the potential (proliferation or differentiation) of adult ...

The Power of Interstimulus Interval for the Assessment of Temporal Processing in Rodents

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in neurocognitive disorders. Despite the popularization of prepulse inhibition (PPI) in recent years, many current protocols promote using a percent of control measure, thereby precluding the assessment of temporal processing. The present study used cross-modal PPI and gap prepulse inhibition (gap-PPI) to demonstrate the benefits of employing a range of interstimulus intervals (ISIs) to delineate effects of sensory modality, psychostimulant exposure, and age. Assessment of sensory modality, psychostimulant exposure, and age reveals the utility of an approach varying the interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function, including increases (sharper curve inflections) or decreases (flattening of the response amplitude curve) in startle amplitude. Additionally, shifts in peak response inhibition, suggestive of a differential sensitivity to the manipulation of ISI, are often revealed. Thus, the systematic manipulation of ISI affords a critical opportunity to evaluate temporal processing, which may reveal the underlying neural mechanisms involved in neurocognitive disorders.

Temporal processing, a preattentive process, may underlie deficits in higher-level cognitive processes, including attention, commonly observed in neurocognitive disorders. Using prepulse inhibition as an exemplar paradigm, we present a protocol for manipulating interstimulus interval (ISI) to establish the shape of the ISI function to provide an assessment of temporal processing.

Il potere di Interstimulus intervallo per la valutazione di elaborazione temporale in roditori

Temporal processing deficits have been implicated as a potential elemental dimension of higher-level cognitive processes, commonly observed in ...

Bilateral Assessment of the Corticospinal Pathways of the Ankle Muscles Using Navigated Transcranial Magnetic Stimulation

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans and can be assessed using transcranial magnetic stimulation (TMS). Given the role of distal leg muscles in upright postural and dynamic tasks, such as walking, a growing research interest in the assessment and modulation of the corticospinal tracts relative to the function of these muscles has emerged in the last decade. However, methodological parameters used in previous work have varied across studies making the interpretation of results from cross-sectional and longitudinal studies less robust. Therefore, use of a standardized TMS protocol specific to the assessment of leg muscles&#39; corticomotor response (CMR) will allow for direct comparison of results across studies and cohorts. The objective of this paper is to present a protocol that provides the flexibility to simultaneously assess the bilateral CMR of two main ankle antagonistic muscles, the tibialis anterior and soleus, using single pulse TMS with a neuronavigation system. The present protocol is applicable while the examined muscle is either fully relaxed or isometrically contracted at a defined percentage of maximum isometric voluntary contraction. Using each subject&#39;s structural MRI with the neuronavigation system ensures accurate and precise positioning of the coil over the leg cortical representations during assessment. Given the inconsistency in CMR derived measures, this protocol also describes a standardized calculation of these measures using automated algorithms. Though this protocol is not conducted during upright postural or dynamic tasks, it&#160;can be used to assess bilaterally any pair of leg muscles, either antagonistic or synergistic, in both neurologically intact and impaired subjects.

The present protocol describes the simultaneous, bilateral assessment of the corticomotor response of the tibialis anterior and soleus during rest and tonic voluntary activation using a single pulse transcranial magnetic stimulation and neuronavigation system.

Valutazione bilaterale delle vie Corticospinal dei muscoli della caviglia utilizzando navigato la stimolazione magnetica transcranica

Distal leg muscles receive neural input from motor cortical areas via the corticospinal tract, which is one of the main motor descending pathway in humans ...

Determining the Functional Status of the Corticospinal Tract Within One Week of Stroke

High interindividual variability in the recovery of upper limb (UL) function after stroke means it is difficult to predict an individual&#39;s potential for recovery based on clinical assessments alone. The functional integrity of the corticospinal tract is an important prognostic biomarker for recovery of UL function, particularly for those with severe initial UL impairment. This article presents a protocol for evaluating corticospinal tract function within 1 week of stroke. This protocol can be used to select and stratify patients in trials of interventions designed to improve UL motor recovery and outcomes after stroke. The protocol also forms part of the PREP2 algorithm, which predicts UL function for individual patients 3 months poststroke. The algorithm sequentially combines a UL strength assessment, age, transcranial magnetic stimulation, and stroke severity, within a few days of the stroke. The benefits of using PREP2 in clinical practice are described elsewhere. This article focuses on the use of a UL strength assessment and transcranial magnetic stimulation to evaluate corticospinal tract function.

This protocol is for evaluating corticospinal tract function within 1 week of stroke. It can be used to select and stratify patients in trials of interventions designed to improve upper limb motor recovery and outcomes and in clinical practice for predicting upper limb functional outcomes 3 months after stroke.

Determinazione dello stato funzionale del tratto Corticospinale entro una settimana dall'ictus

High interindividual variability in the recovery of upper limb (UL) function after stroke means it is difficult to predict an individual&#39;s potential ...

Induction of Diffuse Axonal Brain Injury in Rats Based on Rotational Acceleration

Traumatic brain injury (TBI) is a major cause of death and disability. Diffuse axonal injury (DAI) is the predominant mechanism of injury in a large percentage of TBI patients requiring hospitalization. DAI involves widespread axonal damage from shaking, rotation or blast injury, leading to rapid axonal stretch injury and secondary axonal changes that are associated with a long-lasting impact on functional recovery. Historically, experimental models of DAI without focal injury have been difficult to design. Here we validate a simple, reproducible and reliable rodent model of DAI that causes widespread white matter damage without skull fractures or contusions.

This protocol validates a reliable, easy-to-perform and reproducible rodent model of brain diffuse axonal injury (DAI) that induces widespread white matter damage without skull fractures or contusions.

Induzione di lesioni cerebrali assonali diffuse nei ratti in base all'accelerazione rotazionale

Traumatic brain injury (TBI) is a major cause of death and disability. Diffuse axonal injury (DAI) is the predominant mechanism of injury in a large ...