Yaşlanma Fare Vestibüler Sistemi Davranışsal Değerlendirme

Özet

Motor kontrol ve denge performansı yaşla birlikte bozulmaya bilinmektedir. Bu kağıt yaşlanmanın bir fare modelinde denge performans vestibüler sistem ve gösteri değişiklikleri meydan basit bir döner uyarıcının eklenmesi ile standart noninvaziv davranış testleri bir dizi sunuyor.

Özet

Denge performansında yaşa bağlı düşüş kötüleşen kas gücü, motor koordinasyon ve vestibüler fonksiyonu ile ilişkilidir. Çalışmaların sayısı çok az normal şartlar altında veya yaşlanma sırasında dengelemek için vestibüler katkı izole kemirgenler yaşla birlikte denge fenotip değişiklikleri gösterir iken. Rotarod testi ve eğimli Denge testi: Biz ömrü boyunca belirlenen yaş noktalarda farelerin dengesi performansını karakterize etmek için iki standart davranış testleri kullanın. Önemli olsa da, aynı zamanda özel inşa rotator (hareket hastalığının belirgin belirtileri uyarılması olmadan) farelerinin vestibüler sistemini uyarmak için kullanılır. Bu iki test vestibüler aracılı-denge performans değişikliği kemirgen ömrü boyunca mevcut olduğunu göstermek için kullanılmıştır. Ön sonuçlar, rotarod testini ve tadil edilmiş denge ışın testi de daha fazla diffic için bir alternatif olarak, yaşlanma sırasında denge performansında değişiklikleri tespit etmek için kullanılabilir olduğunu göstermektedirBöyle vestibülookuler (VOR) ölçümleri gibi Ult ve invaziv teknikler.

Giriş

Denge duygumuzu belki yürüyüş ve dönüm dahil bile en temel motor aktivitelerinin çoğu henüz gözden kaçan önemli bileşenlerinden biridir. Denge, kas gücü, motor koordinasyon ve vestibüler fonksiyonu dahil olmak üzere birçok faktör tarafından etkilenir ve tam işleyen bir denge sisteminin önemi takdir sadece vestibüler nöropati varlığında veya normal yaşlanma sırasında olur. Vestibüler sistem bozuklukları sıklıkla baş dönmesi veya baş dönmesi ve düşme ve sonraki yaralanmaların ¹ riskinde artış ile sonuçlanan dengesizlik deneyimleri ile ilişkilidir. Bu düşme yaralanma ^2. önde gelen nedenlerinden biri olan yaşlı nüfus özellikle önemlidir.

Vestibüler fonksiyon testleri yaygın vestibüler reflekslerin, özellikle vestibülookuler (VOR) veya vestibülo collic refleksi (VCR) dayanmaktadır. VOR ve VCR görüntüleri stabilizasyonu için gerekli olansırasıyla baş ve gövde hareketleri sırasında retina ve baş pozisyonu. Genellikle, VOR ölçümler göz hareketleri ve göz hareketi ³ video izleme ölçmek için arama bobinleri invaziv implantasyonu gerektirir. Bu, fare göz ve video analizi ³ için öğrenci saptanmasında zorluk küçük doğası farelerde zordur. Bir alternatif olarak, VCR invaziv cerrahi ⁴ için gerek kalmadan farelerde vücut hareketlerine karşılık olarak başın sabitleştirilmesini ölçmek için kullanılmıştır. Buna rağmen, birkaç çalışma vestibüler sistemin daha önemlisi yaşlanma sırasında nasıl değiştiğini bir bütün olarak gerçekleştiren ve nasıl özel olarak odaklanmak.

Genel dengesi performansını değerlendirmek için basit ve noninvaziv biz iki yaygın olarak kullanılan davranış testleri değiştirilmiş. Rotarod ve eğimli kiriş denge testleri kemirgenler ve daha önceki çalışmalarda, motor performansının farklı yönlerini değerlendirmek tam elde etmek için bir test bataryası kullanılmıştırMotor kapasitesi profili. Bu yetenek, hastalık ya da genetik modifikasyon etkilenen ve aynı zamanda normal gelişim ve ^5-7 yaşlanma ile ilişkili işlemler duyarlıdır edilebilir. Rotarod kullanarak daha önceki çalışmaları farelerde motor koordinasyon ⁸ yaş 3 ay sonra azaldığını göstermiştir. Buna ek olarak, fareler Denge testinde ⁹ artan yaş ile fark denge açıkları göstermektedir.

Bu çalışma, vestibüler sistem meydan okuma ve genç ve yaşlı farelerde denge performansına sonraki etkisini karakterize etmek için bir vestibüler uyarıcı ile bağlantılı olarak rotarod ve denge kiriş testlerin kullanımı açıklanmaktadır. Tarif basit ve girişimsel olmayan yöntemler periferik vestibüler fonksiyonun tek başına tedbirler olarak tasarlanmış olmasa da, farelerde normal yaşlanma sırasında vestibüler işleme birden fazla aşamada, hücresel değişiklikleri karşılaştırmak için kullanışlı ve basit bir davranış ölçüsünü sağlıyoruz.

Protokol

1.. Hayvanlar

1. Yaş 1, 9 ve 13 ay arasında eski Fareler (C57/BL6) Animal Resources Merkezi (Perth, Avustralya) firmasından elde edilmiştir. Bu fareler, yiyecek ve su ad libitum erişimi olan bir 12/12 saat ışık / karanlık döngüsünde Sydney Üniversitesi Bosch Kemirgen Tesisinde standart fare kafeslerinde barındırılmıştır. Aşağıda belirtilen prosedürler Sydney Hayvan Etik Kurulu Üniversitesi tarafından onaylanmıştır.
2. Fareler test ortamı alışmasına izin vermek için önce 10 dakika boyunca her test için test odasına fare kafes getirin.

2. Rotarod

1. Rotarod aparatı (Şekil 1A) ayarlayın:
   1. Totarod her kulvarda dübellerini takın.
      Not: Bu örnek sıçan dübel (çapı 70 mm) dübel tutunmuş ve "pasif dönmeler" ¹⁰ yerine gelen fareler vazgeçirmek için fare yerine dübel (çapı 32 mm) kullanılmaktadır.
   2. Varsaymakonlar totarod bir yere dokunmak ve eğerek değil emin totarod her sokağın dibinde bulunan tel üzerinde manyetik iniş platformları iyon dokunmadan her kulvarın manyetik sağ duvara mümkün olduğunca yakın yerleştirilir.
      Not: rotarod test fareler dönen ve hızlanan dübel kalmak için bir ileri yönde yürümek gerekmektedir sırasında. Bir fare artık dübel kalmak mümkün olduğunda, onlar düşecek ve daha sonra manyetik sensörü aktive iniş platformu yerinden. Bu süre, döner dübel, düşme ve kat edilen mesafe otomatik olarak her bir fare için hesaplanmıştır ve döner çemberde geçirdiği ön ekran üzerine kaydedilmektedir zamanında dübel rpm düşmesi alınmıştır.
   3. Yukarıdaki altındaki kısa paneller ve uzun paneller ile her rotarod kulvarın ön içine 2 şeffaf plastik paneller kaydırın.
   4. Girdi totarod önünde bulunan tuş takımını kullanarak test parametreleri. St izleyineps hızlanan rotarod test parametreleri için 2.1.4.6 ile 2.1.4.1 ve sabit hız rotarod test parametreleri için 2.1.4.12 için 2.1.4.7 adımları.
      1. 60 sn testin maksimum süreyi ayarlayın.
      2. Kullanılacak şerit sayısını (veya test edilecek olan farelerin sayısı) ayarlayın.
      3. 5 devir için, test başlangıç ​​hızını ayarlayın.
      4. 44 rpm test hıza ayarlayın.
      5. 60 sn test rampa hızını ayarlayın.
      6. Seçilen dübel boyutunu ve bir ileri yönde dönen sıçan dübel dönme yönünü ayarlar.
      7. 240 sn testin maksimum süreyi ayarlayın.
      8. Fareler tek tek test olarak 1 için kullanılacak şerit sayısını ayarlayın.
      9. 15 rpm testin başlangıç ​​hızını ayarlayın.
      10. 15 rpm test hıza ayarlayın.
      11. 0 sn test rampa hızını ayarlayın.
      12. Bir On telleri icin dönen bir sıçan takoz için seçilen takoz boyutu ve dönme yönünü ayarlayınrd yönü.
          Not: Yukarıdaki ayarları farklı deneylerin ihtiyaçlarına uygun şekilde değişmiş olabilir.
   5. Denemeler sırasında fare davranışı kaydedilebilir ve video fareler döner çemberde geçirdiği kalmak mümkün zaman süresini belirlemek için daha sonra analiz için kullanılır, böylece, sabit hızlı rotarod testi için döner çemberde geçirdiği önünde bir kamera yerleştirin.
2. Hızlandırılması rotarod testi için adımlar 2.2.4 2.2.1 izleyin:
   1. Fareler totarod alışmasına izin vermek için 5 dakika boyunca her bir sabit dübel üzerine bir fare yerleştirin.
   2. Yavaşça totarod arka yüz fareler dürtmek ve tüm konular bu yönde bakan olduğunda (Şekil 1B bakınız) rotarod test başlar.
   3. Onlar dönen dübel düştüğü zaman kafeslerine tüm fareleri dönün ve gıda ve su erişimi olan 10 dakika dinlenmeye bırakın.
   4. Tekrar emin temizlemek için yapım 8 çalışmaların toplam tamamlamak için 2.2.3 için 2.2.1 adımlarıdübel, yolları ve idrar ve dışkı için totarod iniş platformları ve arka her deneme kuyuları başlangıç ​​pozisyonuna iniş platformları hareket ettirin.
      Not: ilk 3-5 denemeleri fareler görev ile kendilerini alıştırmak için izin eğitim denemeleri olarak kullanılır. Düşmek zaman, mesafe yürüdü ve sonraki her deneme için düşme sırasında dübel ucu rpm (Şekil 2) daha sonra analiz için kaydedilir.
3. Sabit hızlı rotarod testi için 2.3.8 için adımları 2.3.1 izleyin:
   1. Bu döner çemberde geçirdiği alışmasına izin vermek için 5 dakika için bir takoz üzerinde bir fare yerleştirin. Geri kafesine fare dönün.
   2. Totarod üzerindeki kamera ve basın başlangıç ​​video kayıt başlayın. Sonra totarod arka yüzler sağlanması dönen takoz üzerinde fare yerleştirin.
   3. Fare dönen dübel düştüğünde kamerada video kayıt durdurmak, ve yiyecek ve su erişimi ile 10 dakika boyunca kendi kafeslerine fareyi dönmek.
   4. Tekrar 8 çalışmaların toplam emin dübel, şerit ve dışkı ve idrar için totarod iniş platformları temizlemek için yapım elde edilinceye kadar 2.3.2 ve 2.3.3 adımları ve arka her deneme arasında başlangıç ​​pozisyonuna iniş platformları hareket .
   5. Fareler sesi ile aşina olmak için izin 20 saniye boyunca 3 Hz'de özel inşa rotator açın. Matkap kapatarak 20 saniye sonra Picture durdurmak ve ilk 20 sn geçmiş dönmeye devam etmesini durdurmak için çalışan bir tekerlek iki tarafında ellerinizi yerleştirin.
      Not: döndürücü kendisi bir matkap (Şekil 3A) sabitlenen bir kemirgen çalışan tekerlek oluşur. Çalışan bir tekerlek merkezinde fare (Şekil 3B) yerleştirilen bir kafes kapaklı küçük bir odadır. Döndürücü, dikey eksen etrafında saat yönünün tersi yönünde döner. Uyarıcı büyüklüğü 0.2 ile 3 Hz arasında değişen döner uyarımlar yaratmamaktad için yeterli olduğunu göstermek önceki çalışmalarla uyumlu olduğunuVOR ve VCR yanıtları ^4,11,12 yedik.
   6. Döndürücünün merkezinde odasının içine fare koyun ve kapağı yerine takın.
   7. 20 saniye için 3 Hz'lik en düşük ayarda rotator açınız. Rotarod başlatın ve gelecek duruşma için hazırlık bu dönemde kamerada video kayıt başlar. 20 sn sonunda matkap kapatın ve iplik onu durdurmak için çalışan bir tekerlek iki tarafında ellerinizi yerleştirin. Dönen dübel için mümkün olduğunca çabuk aktararak hemen sonra totarod üzerinde fareyi tekrar test edin.
   8. Fare dübel düştüğünde kameranın video kaydı durdurmak ve kendi kafesine fareyi dönmek.
4. Hafif bir deterjan / su karışımı ile şeffaf plastik panelleri temizleyin silindirik dübel, kuşak ve tüm fareler test edilmiş% 70 etanol ile totarod metal iniş platformları.

Vestibüler Challenge ile 3. Denge

1. Ba kurmakmızrak ışın cihazı Şekil 4A görülmektedir.
   Not: Denge düzeneği Carter et al bir cihaz uyarlanmıştır (2001) ^13.. Bu test için, fareler 60 cm zemin üzerinde yer alan (a 5 x 6 cm bir kapı ile 13 x 22 cm), bir karanlık kutu hedef için, 52.5 cm, yerden olan kiriş, alt ucundan yürüme (Şekil 4A .) Fareler doğal olarak maruz kiriş lehine karanlığı ve hedef kutunun koruma ararlar ve başka bir yukarı yönde ¹⁴ çalıştırmak için doğal kaçış mekanizmayı patlatır hafif eğim tarafından ışınını hareket için teşvik edilir. Kirişin kendisi 1 m uzunluğunda ve 14 mm bir çapı olan bir dairesel enine kesite sahiptir. Kiriş çapları bir özel dizi deneyci testin hassasiyetini ayarlamak veya büyük konularda uyum sağlayan kullanılabilir. Denge kirişin alt ucunda, beyaz bir çizgi başlangıç ​​çizgisini gösterir. Başka bir çizgi olmuşturfiniş hattı (Şekil 4A) belirtmek için kirişin yüksek sonunda başlangıç ​​çizgisinden 60 cm çekilir.
   1. Konum 2 kamera, denge aleti (Şekil 4B) ve alt ucunda denge kirişin her iki tarafında bir,.
      Not: Bu kameralar denge kirişin tüm uzunluğu boyunca yakalama ve bu başlangıç ​​ve bitiş hatları denge kiriş üzerinde işaretli sağlamak için açılı olarak açık bir şekilde görülebilir. Onlar denge aleti geçerken Bu kameralar çıkan videolar daha sonra analiz için kullanılan ile video kaydına farelerin davranışlarını kullanılacaktır.
   2. Her fareyi test sonrasında idrar ve dışkının kolay temizlik sağlar ve hedef kutusunun içindeki konular evde kafes konut kubbe yerleştirmek için, kağıt havlu ile amaç kutusunun zemin hat.
   3. Aparatı düşmek herhangi konuları korumak için kaldırdı kirişin altında yeterli köpük veya diğer dolgu malzemesini yerleştirin. Sonbahar fareler deney hemen alınacaker ve dinlenmek için hedef kutunun içine yerleştirilir.
2. Bu ortamına aşina olur böylece 2 dakika için hedef kutusuna bir fare yerleştirin. Fare bu davranışı vazgeçirmek için bu süre zarfında kirişe yürümeye çalışırsa 5 saniye için bir eldivenli el ile hedef kutusuna açılış kapsayacak.
3. Sadece hedef kutusuna açılması dışında kiriş üzerine yerleştirerek ve hedef kutuya yürümek için izin vererek fareyi eğitin. Fare hiçbir yardım ve minimal tereddüt ile hedef kutusuna başlangıç ​​çizgisine yürümek mümkün olduğu kadar giderek daha uzakta hedefi kutusundan kiriş üzerine yerleştirerek fareyi eğitmeye devam. Her koşudan sonra 1 dakika boyunca hedef kutusunda dinlenmek için fareyi bırakın.
4. Eğitim tamamlandığında fare test başlayın.
   1. Kameralarda video kaydını başlatmak.
   2. Kirişin başlangıç ​​çizgisinde fare yerleştirin ve hedef kutunun yönünde ışın erişir bekleyin.
   3. Ca video kaydını durdurunfare kutuyu ulaşır Meras.
   4. 1 dakika için hedef kutusuna dinlenmeye fare bırakın. Beklerken duruşma sırasında tevdi edilmiş herhangi bir idrar veya dışkı çıkarmak.
   5. Tekrar 5 çalışmalarda toplam tamamlanana kadar 3.4.4 için 3.4.1 adımları.
5. Fareler sesi ile aşina olmak için izin (sabit hız rotarod testinde olduğu gibi) 20 saniye boyunca 3 Hz'de özel inşa döndürücüde anahtarı. Matkap kapatarak 20 saniye sonra Picture durdurun ve iplik onu durdurmak için çalışan bir tekerlek iki tarafında ellerinizi yerleştirin.
6. Döndürücünün merkezinde odasının içine fare koyun ve kapağı yerine takın.
7. 20 saniye için 3 Hz'lik en düşük ayarda rotator açınız. Yaklaşan deneme için hazırlık, bu süre içinde kameralar video kayıt başlayın. 20 sn sonunda matkap kapatın ve ilk 20 sn geçmiş dönmeye devam etmesini durdurmak için çalışan bir tekerlek iki tarafında ellerinizi yerleştirin. Transfer mümkün olduğunca çabuk denge kirişin başlangıç ​​fare ve fare hedef kutusuna ışın erişir bekleyin.
8. Fare amacı kutusunu ulaştığında kameralarda video kayıt durdurmak ve kendi kafesine fareyi dönmek.
9. % 70 etanol ile denge ışın cihazı temizlemek ve her fare test edildikten sonra hedef kutusuna kağıt havlu değiştirin.

Sonuçlar

Rotarod

Farelerde motor performansı 8 çalışmalarda üzerinde her fare için kaydedilen To Fall Time (TTF) olarak tarif edilmiştir. TTF bu ölçümleri kullanarak, her bir fare için eğitim eğrileri çizilebilir. Şekil 2. 8 denemeleri boyunca tek 1 aylık fare ve bir 9 aylık fare motor performansının örneklerini göstermektedir. Bu eğitim eğriler bir sonraki plato ardından ilk 3-5 denemeler sırasında TTF bir artış göstermektedir. Plato oluşturan TTF ölçüm...

Tartışmalar

Protokol çerçevesinde Kritik Adımlar

Önceki iş bu totarod ve denge ışın cihazı ve bir sonucu olarak hem fareler eğitmek kolay olduğunu göstermiştir, doğru ölçümlerin edinimi zorlu ¹⁵ olabilir. Denge aleti üzerinde sürantrenman daha sık durdurulup (keşif davranış) ve ters yönde hareket neden olabilir Örneğin, totarod üzerinde sürantrenman doğru (fareler, kasten hem de iklimlendirme ve deneme dönemlerinde dowels atlayarak yani yol açabilir satır...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Rotarod	IITC Life Science Inc.	#755	"Rat dowels" = 70 mm diameter. Do not allow ethanol to contact perspex.
iPhone	Apple		Can use any type of camera. Velcro fixed to the back surface for attachment to the the 3D articulated arm.
3D articulated arm	Fisso/Baitella	Classic 3300-28	Any type of stable vertical stand would be adequate. Velcro is fixed to the apical end of the arm for iPhone attachment.
Wooden walking beam: 1 m long strip of smooth wood with a circular cross-section of 14 mm diameter			A range of diameters and cross section shapes can be used to suit experimental parameters
Wooden goal box (130 x 140 x 220 mm) made from 11 mm thick boards
Support stand made of 41 x 41 mm beams: 2 vertical beams 525 and 590 mm from ground at the start and goal ends respectively; 803 mm horizontal beam that runs along the ground directly under the walking beam; two 20 mm long beams act as "feet", joining the horizontal and vertical beams at each end; a 21 x 21 x 36 mm block hewn at the apical end of the "starting" vertical beam; a 13 x 13 mm aperture cut out of the center of this block, forming a tunnel which runs perpendicular to the walking beam.			Brace all joins with small steel brackets.
Black paint (water based)	Handycan	Acrylic Matt Black	2-3 coats for all wooden surfaces of the balance beam apparatus
Clear finish	Wattle Estapol	Polyurethane Matt	Single coat for all beams. Double coat for all other surfaces of the balance beam apparatus
Foam, packaging material			To cushion any falls from the balance beam
70% Ethanol, paper towels			Clean beam and goal box between each animal.
Gauze pads/paper towels			To line the floor of the goal box
Mouse house (from home cage)