この作品は、国際脊髄研究信託Rosetreesトラストによってサポートされていました。

倫理声明：すべての手順は、1986年の英国内務省と動物（科学的処置）法からのガイドラインに従った。 1.手術やけが注：外科医は動物が頻繁に彼らの術前の体重の10％以上を失う見つけた場合220グラムより重い使用したラットは術後の回復を支援することができます。 <ol><li>手術の前に、シリンダー飼育試験15またはモントーヤstaicaseテスト24との前足の好みのために動物をテストします。好ましくは、ピラミッド/支配的な前足に対応するCSTをカット。 ヒドロゲルパック、湿ったマッシュ、及び高カロリー食品のサプリメント：注：ラットは手術からの回復中に有益であろう食品に慣れるように、手術前の2日間、ケージに以下の項目を配置します。これらの栄養補助食品の滅菌のバージョンでは、さまざまなベンダーから提供されています。 </li><li>女性Lを麻酔酸素（：1.5リットル/分の流量）でイソフルランとジスタフード付きのラット（グラム200〜250の重さ）（誘導のための5％と保守のための百分の1から2）。注：麻酔薬の選択は重要です。吸入麻酔薬も一般的に使用されているケタミンよりも麻酔の深さをより迅速に規制を可能にする。イソフルランは、呼吸周波数及び深さの良好な制御を可能にする。麻酔薬の選択は、イソフルランである。注：外科医は動物が頻繁に彼らの術前の体重の10％以上を失う見つけた場合220グラムより重い使用したラットは術後の回復を支援することができます。 </li><li>動物は、炎症を軽減し、鎮痛を提供するために、麻酔鎮痛剤としてカルプロフェンの皮下に投与する。注：カルプロフェンは、当社の獣医師のアドバイスに従って、私たちの研究室でpyramidotomyの手術中に与えられている。オピオイドは手術中にさらに呼吸抑制を引き起こす可能性があります。 </li><li>ホームを使用して手術中に37℃で動物を維持othermicブランケットシステム及び直腸温度プローブ。 </li><li>足のピンチ引っ込め反射とまばたきをチェックすることにより、完全な麻酔を確認してください。 注：オプション：手術、挿管および換気中呼吸器系の問題に対抗するためには、実現可能性があります。しかし、気管が手術中に避難する必要があることに注意してください。 </li><li>麻酔をかけた後、腹、首を剃ると、1％クロルヘキシジンワイプおよび/またはアルコールワイプでそれを殺菌、仰臥位でラットを置く。動物の上に無菌外科毛布を適用し、常に無菌領域を維持する。 </li><li>麻酔をかけた後、仰臥位でラットを配置腹首を剃るし、1％クロルヘキシジンアルコールワイプでそれを滅菌する。動物の上に無菌外科毛布を適用し、常に無菌領域を維持する。 注：必要に応じて、ラットの頭が頭の移動を無効にするには、手術中の仰臥位で定位フレームに固定することができ、 すなわち後頭骨。 </li><li>滅菌メス（＃10）を用いて胸骨のほとんど吻側最後にあご2〜3センチの正中切開を行います。必要に応じて、皮膚を​​後退させる小さなブルドッグクランプを適用する。 </li><li>そのような鈍いはさみや歯鉗子でリバースアクションを使用して気管をカバーする腺（ 例えば顎下腺と耳下腺）と筋肉などの組織の上層を解剖鈍い。常に正中線に滞在。組織は簡単に分離する必要があります。 </li><li>気管が露出されると、一方の側に変位させる。正中線は、吻側端に正中線をマーク、2白色脂肪パッドとその下に表示されている。 </li><li>白色脂肪パッド、鈍い解剖組織への吻側頭蓋骨（basioccipital骨）の腹側表面に到達するまで。 </li><li>片側（最大1センチメートル）に変位気管を維持し、頭蓋底を露出させるために長い歯リトラクター（歯の長さ5.5ミリメートル以上16ミリメートル）を挿入します。気管の変位はOBができます構造体の呼吸。 注：2分のためのいくつかの動物について、気管に歪みを除去するための手術中に複数回のリトラクターを緩め、 例えば 10分ごと。フックリト​​ラクタは、変位の歪みを低減するために長い歯開創器の代わりに使用することができる。 </li><li>注意深く出血を回避するために喉頭に向かう吻側端に小さな見える血管を焼灼する。 注：それらが焼灼される前に、反回神経、血管を焼灼しないようにするために慎重に組織壁から引き離されている。 </li><li>手術の残​​りの顕微鏡を調整します。 </li><li>細かい鉗子で頭蓋骨のベースカバー骨膜を削除します。掘削のための可能な限り最高のビューを達成するためにリトラクターを調整します。 </li><li>脳底動脈をカバーして正中線、で高度に注意して、細かい鉗子でbasioccipital骨の表面に凹凸を感じる。吻方、頭蓋骨はわずか凸として育てられてしまう。 </li><li>病変が望まれる面に応じて、約1 mmの内外運動における正中線に横方向の穴をドリル。 注：ラットは仰臥位であることを忘れないでください、とその左側が研究者の右側にあってもよい！ </li><li>穴が行われると、脳底動脈がはっきり見えるようになるまでドリルで小さな垂直アップ·アンド·下向き·運動との正中線に向かって拡大し、少なくとも2ミリメートルのために横方向に拡大する。 </li><li>脳底動脈がはっきりと見えることを確認してください。ピラミッドは、そのわずかに膨らんだ形状（ 図2）によって、血管に隣接することによって同定することができる。 </li><li>細かい鉗子で、残りの骨片を除去します。 </li><li>舌の上でドキサプラム塩酸塩、呼吸興奮剤の一滴を、適用します。 </li><li> 26ゲージの針と脳底動脈に横方向の細かい鉗子で縦方向に硬膜を開きます。脳脊髄液（CSF）と綿棒を持つ任意の出血を吸収。 </li><li> injuの回避脳底動脈にryが、約1.5ミリメートル幅のピラミッドとCST線維を中断する脳底動脈（ 図2）に垂直Vannas春はさみとの深い0.5ミリメートルの幅にわたるカットをする。 注：事前に先端から0.5ミリメートルでmicroscissorsをマークします。硬膜が開かれると脳底動脈、ピラミッドへのより良いアクセスを可能にする一方側にわずかに移動させることができる。 </li><li>病変が脳底動脈に近い繊維を含むことを確認するために26ゲージの針の先端を使用してカットを繰り返します。 </li><li>綿棒によって照射された光の圧力で出血を止める。必要に応じて、カットゲルフォームで覆うことができる。 </li><li> 、リトラクターを取り外し3-0ビクリル縫合糸で組織や縫合皮膚のみを交換してください。 </li><li>手術後、完全に目を覚ましまで32℃のインキュベーター中で動物を維持し、必要に応じて、生理食塩水を皮下5ミリリットルを管理する。無人の動物を放置しないでください。 </li><li> Carporfen皮下を与える抗炎症などと手術後の痛み1日の術後のための鎮痛剤として。 </li><li>手術後少なくとも週に一度、その後密接に一週間の動物を監視します。 </li><li>手術後に必要に応じて、ケージの床に水和ゲルパック、ピューレベビーフード、湿ったマッシュとドライ飼料を置く。 （ボールベアリングバルブを欠く）長い注ぎ口と水のボトルを提供します。 </li></ol>

<ol>
	<li>Lemon, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Descending+pathways+in+motor+control.">Descending pathways in motor control.</a> Annual review of neuroscience. 31, 195-218 (2008).</li><li>Lemon, R. N., Griffiths, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+the+function+of+the+corticospinal+system+in+different+species:+organizational+differences+for+motor+specialization.">Comparing the function of the corticospinal system in different species: organizational differences for motor specialization.</a> Muscle &amp; nerve. 32, 261-279 (2005).</li><li>Starkey, M. L., 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=Assessing+behavioural+function+following+a+pyramidotomy+lesion+of+the+corticospinal+tract+in+adult+mice.">Assessing behavioural function following a pyramidotomy lesion of the corticospinal tract in adult mice.</a> Experimental neurology. 195, 524-539 (2005).</li><li>Starkey, M. L., Bartus, K., Barritt, A. W., Bradbury, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chondroitinase+ABC+promotes+compensatory+sprouting+of+the+intact+corticospinal+tract+and+recovery+of+forelimb+function+following+unilateral+pyramidotomy+in+adult+mice.">Chondroitinase ABC promotes compensatory sprouting of the intact corticospinal tract and recovery of forelimb function following unilateral pyramidotomy in adult mice.</a> Eur J Neurosci. 36, 3665-3678 (2012).</li><li>Brosamle, C., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cells+of+origin,+course,+and+termination+patterns+of+the+ventral,+uncrossed+component+of+the+mature+rat+corticospinal+tract.">Cells of origin, course, and termination patterns of the ventral, uncrossed component of the mature rat corticospinal tract.</a> The Journal of comparative neurology. 386, 293-303 (1997).</li><li>Brosamle, C., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ipsilateral,+ventral+corticospinal+tract+of+the+adult+rat:+ultrastructure,+myelination+and+synaptic+connections.">Ipsilateral, ventral corticospinal tract of the adult rat: ultrastructure, myelination and synaptic connections.</a> Journal of neuroctology. 29, 499-507 (2000).</li><li>Bareyre, F. M., 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=The+injured+spinal+cord+spontaneously+forms+a+new+intraspinal+circuit+in+adult+rats.">The injured spinal cord spontaneously forms a new intraspinal circuit in adult rats.</a> Nat Neurosci. 7, 269-277 (2004).</li><li>Chen, Q., Smith, G. M., Shine, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immune+activation+is+required+for+NT-3-induced+axonal+plasticity+in+chronic+spinal+cord+injury.">Immune activation is required for NT-3-induced axonal plasticity in chronic spinal cord injury.</a> Exp Neurol. 209, 497-509 (2008).</li><li>Z'Graggen, W. J., 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=Compensatory+sprouting+and+impulse+rerouting+after+unilateral+pyramidal+tract+lesion+in+neonatal+rats.">Compensatory sprouting and impulse rerouting after unilateral pyramidal tract lesion in neonatal rats.</a> J Neurosci. 20, 6561-6569 (2000).</li><li>Rosenzweig, E. 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=Extensive+spontaneous+plasticity+of+corticospinal+projections+after+primate+spinal+cord+injury.">Extensive spontaneous plasticity of corticospinal projections after primate spinal cord injury.</a> Nat Neurosci. 13, 1505-1510 (2010).</li><li>Z'Graggen, W. J., Metz, G. A., Kartje, G. L., Thallmair, M., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+recovery+and+enhanced+corticofugal+plasticity+after+unilateral+pyramidal+tract+lesion+and+blockade+of+myelin-associated+neurite+growth+inhibitors+in+adult+rats.">Functional recovery and enhanced corticofugal plasticity after unilateral pyramidal tract lesion and blockade of myelin-associated neurite growth inhibitors in adult rats.</a> J Neurosci. 18, 4744-4757 (1998).</li><li>Kartje-Tillotson, G., O'Donoghue, D. L., Dauzvardis, M. F., Castro, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pyramidotomy+abolishes+the+abnormal+movements+evoked+by+intracortical+microstimulation+in+adult+rats+that+sustained+neonatal+cortical+lesions.">Pyramidotomy abolishes the abnormal movements evoked by intracortical microstimulation in adult rats that sustained neonatal cortical lesions.</a> Brain Res. 415, 172-177 (1987).</li><li>Thallmair, M., 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=Neurite+growth+inhibitors+restrict+plasticity+and+functional+recovery+following+corticospinal+tract+lesions.">Neurite growth inhibitors restrict plasticity and functional recovery following corticospinal tract lesions.</a> Nature Neuroscience. 1, 124-131 (1998).</li><li>Akbik, F. V., Bhagat, S. M., Patel, P. R., Cafferty, W. B., Strittmatter, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anatomical+plasticity+of+adult+brain+is+titrated+by+Nogo+Receptor+1.">Anatomical plasticity of adult brain is titrated by Nogo Receptor 1.</a> Neuron. 77, 859-866 (2013).</li><li>Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CNS+plasticity+and+assessment+of+forelimb+sensorimotor+outcome+in+unilateral+rat+models+of+stroke,+cortical+ablation,+parkinsonism+and+spinal+cord+injury.">CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury.</a> Neuropharmacol. 39, 777-787 (2000).</li><li>Steward, O., Sharp, K., Yee, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+re-assessment+of+the+effects+of+intracortical+delivery+of+inosine+on+transmidline+growth+of+corticospinal+tract+axons+after+unilateral+lesions+of+the+medullary+pyramid.">A re-assessment of the effects of intracortical delivery of inosine on transmidline growth of corticospinal tract axons after unilateral lesions of the medullary pyramid.</a> Experimental neurology. 233, 662-673 (2012).</li><li>Thallmair, M., 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=Neurite+growth+inhibitors+restrict+plasticity+and+functional+recovery+following+corticospinal+tract+lesions.">Neurite growth inhibitors restrict plasticity and functional recovery following corticospinal tract lesions.</a> Nature neuroscience. 1, 124-131 (1998).</li><li>Weidner, N., Ner, A., Salimi, N., Tuszynski, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+corticospinal+axonal+plasticity+and+functional+recovery+after+adult+central+nervous+system+injury.">Spontaneous corticospinal axonal plasticity and functional recovery after adult central nervous system injury.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 98, 3513-3518 (2001).</li><li>Schnell, L., Schneider, R., Kolbeck, R., Barde, Y. A., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotrophin-3+enhances+sprouting+of+corticospinal+tract+during+development+and+after+adult+spinal+cord+lesion.">Neurotrophin-3 enhances sprouting of corticospinal tract during development and after adult spinal cord lesion.</a> Nature. 367, 170-173 (1994).</li><li>Starkey, M. L., Bleul, C., Maier, I. C., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rehabilitative+training+following+unilateral+pyramidotomy+in+adult+rats+improves+forelimb+function+in+a+non-task-specific+way.">Rehabilitative training following unilateral pyramidotomy in adult rats improves forelimb function in a non-task-specific way.</a> Experimental neurology. 232, 81-89 (2011).</li><li>Ueno, M., Hayano, Y., Nakagawa, H., Yamashita, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraspinal+rewiring+of+the+corticospinal+tract+requires+target-derived+brain-derived+neurotrophic+factor+and+compensates+lost+function+after+brain+injury.">Intraspinal rewiring of the corticospinal tract requires target-derived brain-derived neurotrophic factor and compensates lost function after brain injury.</a> Brain : a journal of neurology. 135, 1253-1267 (2012).</li><li>Maier, I. C., 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=Constraint-induced+movement+therapy+in+the+adult+rat+after+unilateral+corticospinal+tract+injury.">Constraint-induced movement therapy in the adult rat after unilateral corticospinal tract injury.</a> J Neurosci. 28, 9386-9403 (2008).</li><li>Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CNS+plasticity+and+assessment+of+forelimb+sensorimotor+outcome+in+unilateral+rat+models+of+stroke,+cortical+ablation,+parkinsonism+and+spinal+cord+injury.">CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury.</a> Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).</li><li>Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+&amp;#34;staircase+test&amp;#34;:+a+measure+of+independent+forelimb+reaching+and+grasping+abilities+in+rats.">The &amp;#34;staircase test&amp;#34;: a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats.</a> Journal of neuroscience methods. 36, 219-228 (1991).</li><li>Soblosky, J. S., Song, J. H., Dinh, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graded+unilateral+cervical+spinal+cord+injury+in+the+rat:+evaluation+of+forelimb+recovery+and+histological+effects.">Graded unilateral cervical spinal cord injury in the rat: evaluation of forelimb recovery and histological effects.</a> Behavioural brain research. 119, 1-13 (2001).</li><li>Soleman, S., Yip, P., Leasure, J. L., Moon, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sustained+sensorimotor+impairments+after+endothelin-1+induced+focal+cerebral+ischemia+(stroke)+in+aged+rats.">Sustained sensorimotor impairments after endothelin-1 induced focal cerebral ischemia (stroke) in aged rats.</a> Experimental neurology. 222, 13-24 (2010).</li><li>Paxinos, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Rat Nervous System. , (1995).</li><li>Benowitz, L. I., Goldberg, D. E., Madsen, J. R., Soni, D., Irwin, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inosine+stimulates+extensive+axon+collateral+growth+in+the+rat+corticospinal+tract+after+injury.">Inosine stimulates extensive axon collateral growth in the rat corticospinal tract after injury.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 96, 13486-13490 (1999).</li><li>Zhou, L., Baumgartner, B. J., Hill-Felberg, S. J., McGowen, L. R., Shine, H. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotrophin-3+expressed+in+situ+induces+axonal+plasticity+in+the+adult+injured+spinal+cord.">Neurotrophin-3 expressed in situ induces axonal plasticity in the adult injured spinal cord.</a> J Neurosci. 23, 1424-1431 (2003).</li></ol>

著者らは、開示することは何もない。

私たちは、pyramidotomy損傷モデルを記載している。皮質脊髄路は、脳幹のレベルで切断される。技術的な観点から、この手術は慎重と精度の多くを必要とします。脳幹は、そのようなピラミッドの下に網様体に埋め込まれた曖昧な核と孤ように、複数の核における呼吸センターや心血管センターを収納する。カットが深すぎる行われた場合、これは致命的でありうる、突然呼吸困難につながることができます。我々は、カットが突然呼吸停止を防止するために、呼吸活動を増加させる直前にDopramを与える。呼吸が停止した場合は、それが回復することができるように酸素と以下の5分間動物を換気する価値がある。さらに、脳底動脈の損傷は絶対に避けるべきである。最初の数日間の受傷後時の合併症は以下のとおりです。他の重要な機能に影響を与える脳幹出血、かなりの体重減少、激しい呼吸diffic原因ピラミッドのすぐ横のオリーブを含む大規模な損傷に対する動物の気管変位と厳しい方向性とのバランスの問題に起因するulties。エンドポイントおよび動物を安楽死させることができるように、これらの合併症を治療することができる。手術後の最初の週の間閉じるモニタリングが不可欠です。補助食品は、体重減少を相殺するために与えることができる。気道炎症（耳障りな呼吸）は、通常1〜2日以内に解決します。一般的に、若い動物は彼らの首が少ない深いようで動作するように簡単である。さらに、それらは、より弾力性が少ない呼吸合併症を持っている。 それはpyramidotomyとCSTの完全な病変を達成するためのいくつかの練習が必要です。同様に、スチュワードら 16、Benowitz ら 28によってかつての実験を複製するために設定することによって二つの研究では、最初に高い死亡率を報告し、それらの病変の一部が不完全であったこと。行動赤字も変数になります。私たちは、候補治療法をテストするために、任意のフル実験が行われる前に、新しい外科医は多くの練習pyramidotomy手術を実行することをお勧めします。不完全な病変を予防する方法は皮下注射針が、このプロトコルで説明したように脳底動脈に近い皮質脊髄繊維が切断されていることを確認することで、カットを辿りされている。他のオプションは、Zhou ら 2003 29に記載されるように傾けガラス吸引ピペットを用いて病変部を吸引することである。微細なタングステン線はまた、管22を切断するために使用することができる。 pyramidotomyする代わりに、一方的に子宮頸C3の背側CSTをカットした後、腹側アプローチCST 18のipsilesional C2腹の部分をカットすることです。目標はcontralesional CSTの萌芽を研究することである場合はほぼ間違いなく、完全な病変は必要ありません。ピラミッドの大部分が病変と非病変側から発芽応答が発生している場合、これで十分であることができる。 pyramidotomy病変モデルの1つの目的は、皮質脊髄路の一方の側を切除し、無傷の非傷ついた繊維の可塑性および出芽を刺激する神経可塑性を誘導する治療を使用することである。神経保護療法をテストするために、このモデルは不向きであり、そのような挫傷などの他の損傷モデルを使用する必要があります。 pyramidotomiesのアウトカムは、行動試験と解剖学で最も頻繁に評価される。水平ラダーテストシリンダ飼育試験とモントーヤ階段試験は、最も一般的に使用される行動評価である。文献に記載されている他のテストは、テスト、ロープクライミングテスト、歩行分析と粘着テープテスト3,17-19に達したペレットである。しかし、ほとんどの行動試験の結果は、多くの場合のみ42日postlesion 3,4,11,17,18,20-22の最大値まで監視されている。過去の経験からは、げっ歯類は、あらゆる治療の介入なしに、後の時点でほとんどの機能を回復。我々は、股関節を示しているテストに達する水平ラダーテストとモントーヤの階段ペレットトン後の時点までの障害を検出する。これらは、治療のために機能回復を測定するために用いることができる。病変完全性は吻側頸部のレベルで脊髄または損傷部位の横断面のエリオクロムシアニン染色の（背側の列のCST繊維をラベル）PKCガンマ染色により判断される。ビオチン化デキストランアミンは、脱神経、脊髄領域に正中線を横切る無傷の繊維の萌芽を評価するためにcontralesional皮質に注入することができる。 結論として、pyramidotomyモデルは、手術が成功して習得されている場合、中枢神経系損傷の治療薬の神経可塑性を誘導する能力を評価するための良いです。それは完全な繊維の可塑性を評価する。次のステップは、より大きな克服する薬剤の能力を評価するために、そのような挫傷、より臨床的に関連するモデルを使用することであろうinjuriES複数の管に影響を与える。

皮質脊髄路（CST）は、ヒト脊髄つの主要な運動管である。器用さのかなりの損失で脊髄損傷の結果後にこの管へのダメージ。 CSTは、桁の移動および遠位筋コントロールとしてヒトにおける微細運動の動きのために特に重要である。脊髄内の解剖学的位置は人間のものとは異なり、CST損傷が少ない1-4を無効にしているが、それはまた、齧歯類に見られる。 CST損傷の一つのインビボモデルは、腹側脳幹一ピラミッドが交叉（ 図1）の吻側切断される一方的pyramidotomyを伴う。ピラミッドは、それがdecussates前にCSTが実行されるを通して延髄の腹側の明確な解剖学的特徴である。ラットでは、繊維の大部分（約95％）decussate髄質の尾側端でおよびその後脊髄の背内側部に見出される。しかし、approximatdecussated繊維のエリー10％が背外側の列で実行されます。繊維の残りの約5％が腹内側部5,6に同側と旅行に非クロスとどまる。 pyramidotomyの後脊髄は反対側のCST（ 図1）からの直接入力を失う。 pyramidotomyモデルは、治療に非損傷CSTの完全な繊維の応答をテストするために特に良いです。これは、除神経領域の神経支配する脊髄の正中線を横断そのまま繊維の可塑性と発芽の評価を可能にする。皮質脊髄路は脊髄損傷モデルで大幅に発芽することが観察、特に前肢回復7-10を仲介しています。治療は、この前肢の回復を促進することを目指しかもしれません。治療の有効性は、行動評価、非損傷管の解剖学的トレーシング技術と端末電気生理学的実験3,11,12でテストすることができます。&lt;/ pの&gt; 脊髄損傷の他のほとんどの前臨床モデルと比較しての利点は、特に、多くの場合、複数の管に影響を与える他の脊髄損傷と比較して1つ気道に影響を与えることがある。明確な、表面的な解剖学的位置で唯一の管が病変れている。もう一つの利点は、pyramidotomyが再現可能な損傷モデルであるということです。研究者は、運動系13,14に影響を与える傷害または障害後の運動機能の回復を目指す可能性神経可塑性を誘発する治療の効果を試験することは、生体内のリソースに適している。

<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

皮質脊髄路（CST）を完全齧歯類脳幹の髄ピラミッドに一方的に切断することができる。 CSTはげっ歯類では、ヒトでの遠位筋肉制御のための大きい重要性を持つと、より少ない程度にモータ管です。主に前肢と器用さの持続的な損失に過渡運動障害につながる脊髄の反対側の脊髄のCSTの神経支配の喪失で1ピラミッド結果の一方的なカット。皮質脊髄路の同側投影が軽微なものである。私たちは、病変完全性の可能性を高めるために私たちの外科的手法を洗練している。私たちは、術後のケアについて説明します。モントーヤの階段ペレット到達テストとここに示す水平ラダーテストで赤字が受傷後8週間までに検出されている。シリンダー飼育試験上の赤字が一時的にのみ検出されます。したがって、円筒試験は短期間の回復の検出に適切であり得る。私たちは、電気生理学的に、どのように示してそして解剖学的に、一つの病変及びプラスチックの変化を評価することができる。我々はまた、貧困地域に正中線を越え発芽無傷CSTからの繊維を分析する方法について説明します。それは、一貫して原因延髄と生存率の脳底動脈に近接へ​​の完全な病変が低くなる可能性が&gt; 90％を取得するために挑戦している。代替外科的アプローチと行動試験は、このプロトコルに記載されている。 pyramidotomyモデルは、損傷後の完全な繊維の萌芽を増やす神経可塑性を誘導する治療を、評価するための優れたツールです。

生存率。 私たちが行った代表的な研究では、16〜20のうち、女性のリスターのフード付きラット（200〜250グラム）の生存率を持っていた。最も一般的な合併症はちょうどピラミッド（核孤、曖昧とparabrachilis）に背側脳幹の呼吸器センターにあるため気管変位や損傷の難しさを呼吸している。同様の結果が、文献16に報告されている。 行動の成果。 行動試験の範囲は、げっ歯類におけるpyramidotomy後の感覚運動成果を評価するために使用されている水平ラダーテストを、テストに達する単一のペレットを、シリンダー飼育試験とモントーヤ階段試験は、最も一般的に使用される行動評価である。文献に記載された他の試験は、試験ロープクライミング試験、歩行分析、および粘着テープ試験に到達したペレットである3,17-19。これらのほとんどは、損傷後の機能的な運動障害1週間表示されます。現在は、文献に記載ほとんどの研究は、42日4,11,13,20,21、または短い時間3,18,22のために行動試験を行う。私たちは、長期間行動試験を行ったとモントーヤの階段テストおよび水平ラダーテストを除き、行動試験の一部のための運動機能8週間後pyramidotomyの本質的に完全な回復を見てきました。これはいくつかの理由であると考えられる。まず、病変への負傷CST吻側の脊髄運動ニューロンへの間接リレー作用脳幹のニューロンにシナプスを形成してもよい。第二に、無傷の（対側）CSTは発芽し、運動ニューロンへのリレーとして機能脳幹や脊髄のニューロンにシナプスを形成することができる。第三に、そのような網様体などの他免れモーター管、前庭脊髄または赤核脊髄路は、いくつかの機能を引き継ぐことがあります。このように、持続的なTreatment効果はpyramidotomyモデルの多くの行動試験で検出することは困難である。このモデルではいくつかの行動試験は、しかし、早期治療に関連している傷害、後に加速の回復を示している可能性が。 シリンダー飼育試験を 3,4,23 シリンダー飼育試験に基づき、支配的な前足に対応するCSTは負傷した。ラットはプレキシガラスのシリンダーに入れ、飼育動作が3分の期間に観察される。 Preinjuryは垂直探査（ 図3A）の間に1前足、支配的な前足の使用のための若干の好みがありました。損傷が支配的な側面に影響を及ぼし、contralesional前肢の使用は1週間の受傷後に28％に減少した（反復測定ANOVA（p &lt;0.05）であること、事後分析は、動物は、週1、2及び3はp &lt;0.05で有意な障害を持って明らかにしたフィッシャーのLSD）。 4週間は、動物が回復し受傷後dは後部の45％を、影響を受けた前肢を使用し、6週間後に、これは（N = 16、標準誤差が示されている平均値±）57パーセントだった。同様に、スターキーらは、（4）pyramidotomy後最長42日間、シリンダー試験を用いてマウスを評価し、全試験期間を通じて、影響を受けた前肢の使用の有意な減少を報告している。 モントーヤ階段テスト 24 ラットは、傷害の前に順応するために、このテストのための事前訓練を与えなかっが必要です。テストセッション動物中にモチベーションを高めるためには食べ物は夜の前に、ラットあたり15グラムの食物に制限されています。食べ物を奪わラットを15分間モントーヤの階段に置かれている。各側では、ウェルを有する7段階、3ペレットを含む各の階段があります。それぞれの側に取り出されたペレットの総数が記録されている。 contralesional /影響を受けた前足で検索されたペレットの数は61パーセントのpreinjuryから大幅に減少した3％3日間受傷後（ 図3B）。ペレットを取得する機能は、まだかなり取り出されたペレットの20％受傷後4週目に損なわれた。ラットは、その時点で食べたペレットの唯一の29％で8週までの大幅な赤字を示した（反復測定分散分析P &lt;0.05、 事後解析は、動物がすべての週でcontralesional側に重大な障害を持っている、P &lt;0.05、フィッシャーの明らかにしたLSD）。 ipsilesional前足は1週間の受傷後まで影響を受けている。しかし、これは第二週によって回復（反復測定分散分析P &lt;0.05、 事後解析では、動物を明らかにしたipsilesional前足で3日目と1週で有意赤字を持って、P &lt;0.05、FisherのLSD）。 ipsilesional前足の初期赤字は、その後の発芽と回復で、カットピラミッドを通る皮質脊髄路の同側部分のlesioningによって説明されることがあります。 水平のラダーテスト25 ラットは、このテストの事前訓練を与えなかっが必要です。ラットは、不規則なラング間隔で1メートルの長いはしごの上に三回歩く。ビデオは、後のスローモーションで分析され、各足のための足のスリップやミスの合計数が定量化される。 図3Cのグラフは、ミスと取られるステップの総数に対するパーセンテージとして、影響を受けると影響の少ない側（+前肢後肢）のスリップの総数を表す。ラットは、10パーセント以上、影響を受けた側の11％、少ない患側と1週間の受傷後、それぞれのエラーの有意に増加した数を持っている。この赤字が、しかし、行われ、10％の誤差で最大8週までcontralesional /影響を受けた側で永続的である2週間ipsilesional /あまり影響側に解決します（反復測定ANOVAは、 事後解析は、動物が上のすべての週で大幅な赤字を持って明らかにしたipsilesionalに週1と3でのcontralesional側と大幅な赤字側に、p &lt;0.05、FisherのLSD）。 電気生理学的検査 ターミナル電気生理学的なセットアップにおいて、動物は、ウレタンを腹腔内麻酔した。手順では、それは37℃±1℃に保った。その腹側頸部、その前肢および胸部を剃毛し、ヨウ素スクラブで消毒された。以前に皮膚や胸の主要なを切開腹側アプローチによって上腕に記載され、橈骨神経が露出したとしてピラミッドを露出させた。橈骨神経の遠位端は、切断された神経は、鉱物油浴に2つの銀ワイヤフック電極上に置いた。ピラミッドは、300 Hzで5パルスで異なる深さに同心双極電極で刺激し、刺激の振幅を大きくしたのいずれか。録音は常に無効になってアーム（ 図4）の橈骨神経から作られた。 無傷のアニメーション反対側のピラミッドが（ 図4B）に刺激されたときにALSは橈骨神経で12から20ミリ秒の間の待ち時間で強い反応を示した。同側の刺激は時折活性化（ 図4C）になる。病変管の病変（ 図4B &#39;）の上に刺激されると、以前に記録アームに反対側に、pyramidotomiesを受けた動物は、橈骨神経内に応答を示さない。しかし、記録電極と同側ピラミッドにおけるCST線維の刺激は、12週での非損傷動物と比較して、橈骨神経においてより強い活性化受傷後（ 図4C &#39;）をもたらした。 解剖の結果。 動物は動物のスケジュール1（科学的処置）法1986年以前に二週間に応じて10週間の術後を安楽死させ、無傷CSTは、ビオチン化して追跡した無効になって腕に運動皮質26、同側にデキストランアミン（BDA）注 ​​射（ 図1）。これは正中線を横断しcontralesional脊髄（ 図5C、D）を供給無傷の繊維の定量化を可能にする。これは傷害に応答して増加するのに対し、無傷の動物は唯一、正中線を横切る少数の繊維を有する。横頚椎脊髄切片は、病変CST（ 図5E）16で除神経の割合を評価するために、プロテインキナーゼC（PKC）γで染色した。代替的に、病変の完全性pyramidotomy損傷のipsilesional側の運動皮質にBDAトレーサーを注入することによって評価することができる。反対側の背内側CSTと同側の腹内側CST中の標識の不在は、完全な一方的な離断の証拠を提供する。 <img alt="図1" fo:conte<html> NT-幅= &quot;4インチ&quot; SRC = &quot;/ファイル/ ftp_upload / 51843 / 51843fig1highres.jpg&quot;幅= &quot;400&quot; /&gt; 図1：回路図ラットとピラミッドのCSTの一方的な軸索 ​​切断における皮質脊髄路を示す上面画像：皮質脊髄ニューロンは、皮質層5錐体細胞に由来する。 （緑色で示される）、ビオチン化デキストランアミン、実験の最後に二週間前contralesional皮質内に注入される。中央の画像：トラクトは延髄の腹側表面上及び軸索の大半はdecussate spinomedullary接合部でピラミッドを形成する。片側性pyramidotomyは（赤で表示）尾髄質中で行われる。下の画像：脊髄の背内側と背の部分にダウンを実行皮質脊髄路の大多数。少数派は、同側のままとventromedially実行されます。 1843fig2highres.jpg &quot;幅=&quot; 500 &quot;/&gt; 図2：ラット脳の腹側ビュー 。これらは、並列凸（黄色のボックス）を上げているので、ピラミッドが特徴的である。ピラミッドの境界は正中線を越えて横方向に半押し（C）に見られるように脳底動脈とparaolivary動脈（POL）との間に凸部の基部に脳底動脈（BAS）によって内側に定義されています。開頭術は脳底動脈の上とparaolivary動脈（Cの赤いボックス）に至る横実行されます。 Oneピラミッドが脳底動脈に垂直に切断された（Cの赤い線、カットはAとBで試料上に表示されます）。 CSTはdecussateを開始しているためと椎骨動脈は正中線をオフに設定されているため、椎骨動脈（VERT）の近くにあまりにも尾側に配置された病変が不完全になります。ジョージ·パクシーノス27で「ラット神経系」から適応（C）画像。注：この図は、画像の左側に病変を示しています。これは、動物のリグですHTの錐体路では仰臥位嘘をついているので。ビデオは、動物の左錐体路に病変を示していることが注意してください。 <img alt="図3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51843/51843fig3highres.jpg" width="500" /> 図3：シリンダー飼育試験のための代表的な結果は、テストおよび水平ラダーテストに達するモントーヤの階段ペレットは、損傷後のすべてのテストで検出された運動障害があります。しかし、持続的な赤字は8週間受傷後までモントーヤの階段テストおよび水平ラダーテストで検出することができるのに対し、全く赤字は、4週間の受傷後でテストを飼育シリンダーを用いて検出することができない（N =グループ、平均と標準誤差あたり16です示す）。アスタリスクはpreinjuryベースライン（フィッシャーのLSD検定）に比較してp &lt;0.05を示しています。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51843/51843fig3highres.jpg" target="_blank">クリックしてください</a>ここで、この図の拡大版を表示します。 <img alt="図4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51843/51843fig4highres.jpg" width="500" /> 図4：pyramidotomy前後の皮質脊髄路を評価する電気生理学（A）は 、端末のための実験セットアップを示す。私たちは、lesioningと交叉部位への吻側様々な深さで5パルスの列を持つピラミッドを刺激する。赤い管が病変管です。私たちは、contralesional側の橈骨神経から記録します。（B）と（C）を ipsilesional刺激またはcontralesional刺激の前またはpyramidotomy 12週間後に例の録音を示しています。 Ipsilesional刺激は、傷害の前に橈骨神経（B）内の複数の複合活動電位（トレースでスパイク）を呼び起こす。これらは負傷により廃止され、活動は返したい時はありませんnの内の12週間（B &#39;）。 Contralesional刺激は珍しい単一の複合活動電位のpreinjury（C）を連想させる。傷害の活動12週間後にはかなりおそらく脊髄内の正中線とプラスチックの変化を横断萌芽そのまま軸索に、（C &#39;）を増加させる。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51843/51843fig4highres.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図5" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51843/51843fig5highres.jpg" width="500" /> 図5：pyramidotomy後の解剖学的評価は（A、B、C、D）ビオチン化デキストランアミンは、非損傷CST（ 図1には緑色を参照）に対応する運動皮質に注入することにより、皮質脊髄路を追跡するために使用された。背内側、CSの腹内側部品Tは、（A、背内側Bに拡大部分）。（C）及び（D）は処置に応答して除神経側の灰白質に正中線を横切って発芽の繊維（A）からの倍率であるはっきりと見える。病変の完全性を評価するために、子宮頸部レベルの横断面4（12週間受傷後の組織）がPKCγ（E）に対する抗体を用いて切断し、染色した。画像の左側のCSTはそのままであり、おそらく、負傷した背部CSTの構造的崩壊により、除神経側に正中線を横切って膨出見ることができる。

Watch this Scientific Journal Video about Unilateral Pyramidotomy of the Corticospinal Tract in Rats for Assessment of Neuroplasticity-inducing Therapies at JoVE.com

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

皮質脊髄路、主要な感覚路の一つは、中枢神経系のための神経可塑性を誘導する治療法を試験するために、齧歯類脳幹に一方的に傷害することができる。この外科手術手順（「pyramidotomy」）と術後の評価は、このプロトコルに記載されている。

神経可塑性を誘導する治療法の評価のためのラットの皮質脊髄路の片側Pyramidotomy

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 ビュー.  King's College London. 皮質脊髄路、主要な感覚路の一つは、中枢神経系のための神経可塑性を誘導する治療法を試験するために、齧歯類脳幹に一方的に傷害することができる。この外科手術手順（「pyramidotomy」）と術後の評価は、このプロトコルに記載されている。 

ビデオ: 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.

ラットの薬物自己投与時の超音波発声の評価

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

神経科学

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.

ラットのショ糖の渇望のインキュベーションを評価するための一般的な方法

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.

によって胚および成体神経幹細胞の拡大<em&gt;子宮内</em&gt;エレクトロポレーションまたはウイルス定位注射

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.

モルホリノオリゴヌクレオチドの脳室マイクロインジェクションを使用した大人のゼブラフィッシュ脳における遺伝子発現のマイクロマニピュレーション

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.

大人の齧歯類の脳の従来の従来にない地域から神経幹細胞を増殖させる

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.

マウスを一回、二つの文化：個々のマウスの二つの神経原性のゾーンから成体神経幹細胞の単離および培養

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.

刺激間隔の齧歯動物の一時的な処理の評価のための力

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.

経頭蓋磁気刺激の移動による足首の筋の皮質脊髄路の経路の二国間の評価

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.

脳卒中1週間以内のコルチコ脊柱管の機能状態の判定

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.

回転加速度に基づくラットにおけるびまん軸索脳損傷の誘導

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 ...