Name: a novel model of mild traumatic brain injury for juvenile rats
Uploaded: 2014-12-08T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats at JoVE.com

The authors would like to thank Irene Ma, Rose Tobais, and Jong Rho for their technical assistance. Funding was provided to MJE by the Department of Pediatrics at the University of Calgary, the Alberta Children&#8217;s Hospital Foundation (ACHF) and the Alberta Children&#8217;s Hospital Research Institute (ACHRI). The Postdoctoral fellowship for RM was provided by ACHF.

NOT: Tüm deneyler Hayvan Bakımı Kanada Konseyi çerçevesinde yürütülmüştür ve Calgary Üniversitesi, Hayvan Bakım Etik Komitesi tarafından kabul edildi. 1. Yetiştirme ve Hayvan Hazırlık <ol><li> Standart üreme protokollerine göre içi standart laboratuar hayvan tedarikçileri veya ırk yavrular hamile fareler Sipariş. </li><li> Karanlık döngüsü: Oda ısısı kontrol edilen bir sıçan muhafaza odası (21 ° C) &#39;de yiyecek ve su ad libitum girişleri, tüm hayvanlar, bir 12:12 saat ışık tutulur. </li><li> Yavrular doğum sonrası gün 21 (P21) ulaştığınızda, 3 ya da 4 eşcinsel gruplar annelerinden ve evinden yavrular vazgeçirmek. </li></ol> Hafif Travmatik Beyin Hasarı (HTBH) Aparatı 2. Set-up <ol><li> Işlemin başlamasından önce, arzu edilen kütleye değirmen ağırlıkları (örneğin, 150 g) eklenmiştir. Güvenli olta fi olmasını sağlayan ağırlık üst ucuna bir metal kordonuağırlığa duran. </li><li> Keskin bir jilet ile kalay folyo Puan. Attı kalay folyo sıçan vücut ağırlığını destekleyen ama ağırlığı ile baş etkisi aşağıdaki sıçan ivme engel olmaz emin olun. </li><li> O gergin böylece, bir koleksiyon sünger (38 x 25 x 15 cm 3) (Şekil 1) içeren Teyp şeffaf plastik (38 x 27 x 27 cm 3) yapılan U-şekilli aşamaya attı kalay folyo. </li><li> Şeffaf bir plastikten imal kılavuz tüpü altında doğru konumda U-şekilli plastik aşaması yerleştirin. </li><li> Bir kelepçe stand yerine plastik kılavuz tüp (2.2 cm çap x 1,5 m) tutun ve attı kalay folyo üzerinde 3,5 cm olacak şekilde kılavuz tüpü yerleştirin. </li><li> Ağırlık alt serbestçe 2,5 cm attı kalay folyo üstünde asılı sağlamak ağırlığı metal döngü içinde olta takın. </li><li> Güvenli kelepçe stand olta veriyoruz. NOT: kum midyesi ağırlık hayvan zinciriSıçan toplama sünger etkisi) düşen ise kalay folyo üzerinde 2.5 cm&#39;lik bir yüksekliğe p&#39;nin yeniden isabet engeller. </li><li> Olta ile plastik kılavuz tüp aracılığıyla kilo çekin ve 1.0 m altı köşeli anahtar iğne ile yerde tutun. </li></ol> HTBH 3. İndüksiyon <ol><li> Sıçanlar usul odasına P30 hareket kafesleri ulaştığınızda. </li><li> Izofluran odasında sıçan yerleştirin ve bir pençe veya kuyruk tutam olmayan duyarlı kadar hafifçe sıçan uyutmak. </li><li> Hızla düşen ağırlık yolu doğrudan kafa ile attı kalay folyo üzerindeki sıçan göğüs aşağı yerleştirin. Şekil 2 Bkz. Sıçan taşımak veya uyanma attı kalay folyo üzerine yerleştirilebilir önce, bir pençe veya kuyruk tutam olmayan duyarlı kadar izofluran odasına geri dönmek ve tekrar başlamak başlarsa. </li><li> Ağırlık plastik kılavuz tüp aracılığıyla dikey düşmek ve kafasına sıçan grev izin, Allen anahtar pimini çekin. The sıçan hızla sırtüstü pozisyonda bir 180 ° dönme ve arazi geçecek. </li><li> Hemen toplama sünger sıçan kaldırmak ve bir pamuk uçlu aplikatör ile sıçan başına topikal lidokain uygulamak. </li><li> Bir ticari olarak temin edilebilen ısıtma pedi üzerine ayarlayarak ısıtılır, temiz bir kafesi içinde sırt üstü pozisyonda sıçan yerleştirin. </li><li> Bir kronometre kullanarak veya dijital zamanlayıcı &quot;zaman sağa&quot; kazanır. Zaman sağa anestezi gelen uyanmak ve yüzüstü pozisyona sırtüstü pozisyondan çevirmek veya yürüyüş başlamak için sıçan tarafından alınan zamandır. </li><li> Normal davranış (vb keşfetmek, damat yürüme) kurtarıldı sonra ev kafesine sıçan dönün. </li><li> Tekrar bir HTBH gerektiren her ek sıçan 3,2-3,8 adımları. </li><li> Tekrarlayan HTBH deneyler için çoklu zaman noktalarında aynı sıçan prosedürü tekrarlayın. </li></ol> Sham Yaralanma 4. İndüksiyon <ol><li> Hafifçe AnestBir pençe veya kuyruk tutam olmayan duyarlı kadar izofluran ile sıçan hetize. </li><li> Hızla düşen ağırlık yolu doğrudan kafa ile attı kalay folyo üzerindeki sıçan göğüs aşağı yerleştirin. </li><li> Plastik kılavuz tüp allen anahtar pimini çekmeden kalay folyo sıçan çıkarın ve bir pamuk uçlu aplikatör ile sıçan başına topikal lidokain uygulamak. </li><li> Bir ticari olarak temin edilebilen ısıtma pedi üzerine ayarlayarak ısıtılır, temiz bir kafesi içinde sırt üstü pozisyonda sıçan yerleştirin. </li><li> &quot;Zaman-sağa&quot; elde etmek için bir kronometre veya dijital zamanlayıcı kullanın. </li><li> Normal davranış (vb keşfetmek, damat yürüme) kurtarıldı sonra ev kafesine sıçan dönün. </li></ol> Işın Yürüyüş Testi 8 ile HTBH 5. Doğrulama <ol><li> Usul odasına HTBH veya sahte yaralanma dönüş hayvanların indüksiyon sonrası 24 saat. </li><li> Temiz bir tutma kafesine sıçan aktarınve ev-kafesin açık uçlu kısmı kirişin dar ucunu karşıya şekilde ışın konik 165 cm dar sonunda sıçan ev kafes yerleştirin. NOT: konik ışın 165 cm uzunluğundadır. kirişin merkezi platform geniş ucunda 6 cm ve dar sonunda 1.75 cm bir genişliğe sahiptir. merkezi ışın zaman sıçan ayak makbuzları güvenliğini sağlayan çıkıntılar (2 cm genişliğinde ve merkez kiriş altında 2 cm) sahiptir. Test sırasında ışın düşebilir sıçanlara yaralanma riskini azaltmak için kiriş altına köpük dolgu yerleştirin. </li><li> Konik kiriş ve pozisyon geniş ucunda bir video kamera yerleştirin / video izlerken araştırmacı açıkça konik kirişin tüm uzunluğu boyunca sıçan hareketlerini görebilirsiniz sağlamak için video kamera yakınlaştırın. </li><li> Konik ışın geniş ucunda sıçan yerleştirin ve ev kafes kiriş üzerinde yürümek için teşvik ediyoruz. Sıçan konik ışın haçlar sonra, rei en az 60 saniye boyunca kendi ev-kafeste sıçan bırakınhedef konumu nForce. Bu Deneme # 1 ve analize dahil değildir. </li><li> Video kamerayı açın ve fare kiriş-yürüme görevi 4 ek kez (ev kafeste 60 sn takviye dönemleri muhafaza) tamamlamak için izin verir. Sıçan, tüm denemeler tamamlandıktan sonra, kendi ev-kafesine sıçan dönün. </li><li> Puan için, meydana ve zaman / süre her deneme için, ışın geçmeye arka bacak ayak-slip sayısını kaydedin. Her bir sıçan için ışın geçmeye arka bacak ayak-bordroları ve zaman ortalama sayısını hesaplamak için bu verileri kullanın. </li></ol>

<ol>
	<li>DeWitt, D., Perez-Polo, R., Hulsebosch, C., Dash, P., Robertson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenges+in+the+development+of+rodent+models+of+mild+traumatic+brain+injury.">Challenges in the development of rodent models of mild traumatic brain injury.</a> Journal of Neurotrauma. 30, 688-701 (2013).</li><li>Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+traumatic+brain+injury.">Animal models of traumatic brain injury.</a> Nature Reviews Neuroscience. 14, 128-142 (2013).</li><li>Zhang, Z., Lerner, S., Kobiessy, F., Hayes, R., Wang, K., Yan, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systems+biology+and+the+anostic+approach+to+drug+discovery+and+development+to+treat+traumatic+brain+injury.">Systems biology and the anostic approach to drug discovery and development to treat traumatic brain injury.</a> Systems Biology in Drug Discovery and Development: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology. , .</li><li>Viano, D., Casson, I., Pellmen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Concussion+in+profession+football:+Biomechanics+of+the+struck+player+-+Part+14.">Concussion in profession football: Biomechanics of the struck player - Part 14.</a> Neurosurgery. 61, 313-327 (2007).</li><li>Marmarou, A., 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=A+new+model+of+diffuse+brain+injury+in+rats:+Part+1+-+Pathophysiology+and+biomechanics.">A new model of diffuse brain injury in rats: Part 1 - Pathophysiology and biomechanics.</a> Journal of Neurosurgery. 80, 291-300 (1994).</li><li>Mychasiuk, R., Farran, A., Esser, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+an+experimental+rodent+model+of+pediatric+mild+traumatic+brain+injury.">Assessment of an experimental rodent model of pediatric mild traumatic brain injury.</a> Journal of Neurotrauma. 31 (8), (2014).</li><li>Kane, 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=A+mouse+model+of+human+repetitive+mild+traumatic+brain+injury.">A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury.</a> Journal of Neuroscience Methods. 203, 41-49 (2012).</li><li>Schallert, T., Woodlee, M., Fleming, S., Krieglstein, J., Klumpp, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disentangling+multiple+types+of+recovery+from+brain+injury.">Disentangling multiple types of recovery from brain injury.</a> Pharmacology of Cerebral Ischemia. , (2002).</li><li>Mychasiuk, R., Hehar, H., Farran, A., Esser, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mean+Girls:+Sex+differences+in+the+effects+of+mild+traumatic+brain+injury+on+the+social+dynamics+of+juvenile+rat+play+behaviour.">Mean Girls: Sex differences in the effects of mild traumatic brain injury on the social dynamics of juvenile rat play behaviour.</a> Behavioural Brain Research. 259, (2014).</li><li>Centers for Disease Control and Prevention. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Report to congress on mild traumatic brain injury in the United States: Steps to prevent a serious public health problem. , 1-47 (2003).</li></ol>

No competing financial interests exist.

Reliable modelling systems are needed to effectively cultivate basic science research that has significant translational validity. In response to rising occurrences and popular media, the investigation of mTBI and concussion has become a priority in many disciplines. However, despite increased research, there have been only incremental improvements in therapeutic strategies and treatment options 3. This lack of progress may be partially due to a discrepancy between the modeling systems employed and actual injury etiology. The majority of studies utilized rodent models that failed to reproduce the important biomechanical forces and appropriate post-injury symptomology. The current human definition of mTBI specifies that the injury results from acceleration and deceleration forces associated with a blunt trauma 10. The modified weight drop technique described here is therefore an ideal model for the study of mTBI and concussion because it uses a glancing impact to cause rapid rotational acceleration and deceleration to the head of an unrestrained animal, mimicking the biomechanical forces identified in sports-related injuries and automobile accidents. In addition, this model is easily adapted to examine repetitive mTBI, a phenomena that is emerging as a serious medical and socioeconomic issue. Studies indicate that rodents may be exposed to a series of 10 distinct mTBIs with minimal mortality 7. Finally, the method is inexpensive and can be carried out rapidly, allowing for high-throughput examination of a many therapeutic compounds and treatment regiments. 
Just as with any procedural technique, certain aspects of the protocol are particularly important to the generation of reliable results. First, the tin foil needs to be scored effectively. If the tin foil is not properly scored, the force imparted by the weight during the glancing impact will not be enough to propel the juvenile rat through the tin foil onto the collection sponge. In these situations, the rat will remain in the starting position (chest down on the tin foil) and the mTBI will result from the blunt trauma from the weight impacting the stationary head, not the rotational acceleration and deceleration desired. Second, during the induction of the mTBI and the sham injury, the level of anesthetic applied to each rat should be consistent. Owing to the fact that time-to-right is used as marker of mTBI, the researcher should try to ensure that animals receiving a mTBI and animals receiving a sham injury are exposed to similar levels of anesthetic. A major advantage to this technique over many other TBI procedures is the low level and duration of anesthesiology. However, the juvenile rat needs to be non-responsive to a toe or tail pinch to ensure they do not wake-up on the stage before the injury is induced. Finally, in order to maintain a consistent injury etiology, the positioning of the rat&#8217;s head is particularly important. Ideally the weight should impact the center of the dorsal surface of the head. Caution should be taken to avoid positioning the path of the weight too near the caudal/posterior portion of the head, as impacting the brainstem and cerebellum is associated with increased mortality and seizure activity. 
Based upon the biomechanical pathophysiology of injury induction and the behavioural outcomes examined, the modified weight-drop technique appears to be a reliable model for the investigation of paediatric mTBI and concussion. Although preliminary studies of this novel model have assessed some basic molecular and structural changes 7 future studies will be needed to ascertain how the brain responds to a mTBI with this injury etiology. An in-depth analysis of the neuroanatomical and biological changes that occur at the cellular and epigenetic level would increase model validity and translational applicability. In addition to stimulating the generation of targeted pharmacological therapies, understanding the pathophysiological changes that occur in the brain in response to mTBI and concussion would also direct the research related to clinical biomarkers that have the ability to predict outcomes following injury.

Orta-şiddetli travmatik beyin hasarı (TBI), çok az teknikler hafif ikna etmek için geliştirilmiştir nesil için pek yaygın olarak kullanılan yöntemler olmasına rağmen, kemirgenlerde kafa yaralanmaları kapattı. Hafif travmatik beyin hasarı (HTBH) üç kat daha sık 1 kombine orta ve şiddetli beyin hasarı daha olması nedeniyle, HTBH güvenilir bir model araştırması ile ilgili patofizyolojisi, nörobiyolojik ve davranışsal sonuçları ve tedavi stratejileri kolaylaştırmak için gereklidir. Örneğin, 200&#39;ün üzerinde olmuştur son on yılda, mevcut hayvan modellerinde 2 sınırlamaları kısmen TBI 3 tedavisi için ilaç klinik araştırmaları başarısız oldu. Modelleme sistemleri öteleme araştırma çalışmaları için oluşturulan zaman, bulguların uygulanabilirliği uygulanan modelin geçerliliği bağlıdır. HTBH / sarsıntının çalışma için, güvenilir bir hayvan modeli sadece biyomekanik güçler yanıtlayanların taklit olmazyaralanma etiyolojisi için Sible, ama aynı zamanda klinik olarak ilgili nüfus tarafından bildirilen ile tutarlı belirtiler neden olur. Çocuk HTBH için yüksek risk altındadır için Ayrıca, en iyi model sistemleri, yetişkin eşdeğer yanı sıra genç ve çocuk kemirgenler için geçerli olacaktır. Sporcular mTBIs veya sarsıcı beyin yaralanınca hangi koşullar biyomekanik analizler yaralanma için en kritik belirleyici faktörlerin hızlı kafa hızlanma ve yüksek hız etkileri 4 olduğunu göstermektedir. Şu anda TBI uyarılması için kullanılan kemirgen modellerinde çoğunluğu kafa 5 (inceleme için 2 ye bakınız) veya çok az hareket izin verir. Burada özetlenen modeli, öznenin baş ve vücuda hızlanma / yavaşlama kuvvetleri uygular bir 180 ° dönme ve serbest düşme eşlik fiziksel sınırsız çocuk sıçan kafasına bir yüksek hız etkisini sunar. TBurada HTBH uyarılması için bu modifiye kilo damla tekniği ile ilişkili iki ana avantajı vardır. İlk model (davranışsal sonuçlar 6 bakınız tam açıklaması için) beyne herhangi bir açık zarar vermeden semptomolojisine gibi klinik olarak anlamlı sarsıcı üretir. Post-sarsıcı sendromun klinik raporları ile de tutarlı, bu modifiye kilo bırak tekniği heterojen sonuçlar üretir. HTBH gelen etkileri önemli olmasına rağmen, birden fazla sonuç ölçütleri üzerinde incelendiğinde bir HTBH deneyimli kemirgenler arasında önemli farklılıklar vardır. İkinci olarak, yöntem tekrar HTBH 7 çalışmasına izin verir. Mevcut TBI modellerin çoğunluğu gibi ciddi yaralanmalara indirebilmek gibi, tüm korteks kapsamlı zarar vermeden tekrarlayan TBI incelemek için genellikle ikinci hasara yol zor ve neredeyse imkansız. Bu nedenle, sanayii için modifiye kilo damla tekniğini kullanarak birincil gerekçesiHTBH ve ction daha yakından çocuk toplumlarda patofizyoloji ve sarsıntının semptomolojiyi ve tekrarlayan TBI temsil eden bir yaralanma üretmektir. Özellikle çocukluk döneminde artan sporla ilgili HTBH insidansı, düşme ve kazaları otomobil ile, HTBH bu eşsiz kemirgen modeli kolaylıkla çoklu-hit uygulanabilir sarsıcı gibi beyin hasarının çalışma için değerli bir araç ile araştırmacılar sağlar paradigmalar.

<table><tbody><tr><td>Brass Weights</td><td>Ginsberg Scientific</td><td>7-2500-2</td><td>Need to have metal loop attached to base</td></tr><tr><td>Alluminum Foil</td><td>Alcan</td><td></td><td>Available at most grocery stores</td></tr><tr><td>Masking Tape</td><td></td><td></td><td>Commercially available&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>U-Shaped Plastic Stand</td><td></td><td></td><td>Constructed by Laboratory</td></tr><tr><td>Clamp Stand</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z190357</td><td></td></tr><tr><td>Plastic Guide Tube</td><td></td><td></td><td>Could be constructed or purchased at a hardware store</td></tr><tr><td>Fishing Line</td><td>Angler 10lb&amp;nbsp;</td><td></td><td>Purchased from a sporting goods retailer&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Pharmaceutical Partners of Canada</td><td>DIN 02237518</td><td>Inhalation Anesthetic</td></tr><tr><td>Topical Lidocaine (30ml)</td><td>Astra Zeneca</td><td>DIN 0001694</td><td>Xylocaine Jelly 2%&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Cotton Swabs</td><td></td><td></td><td>Commercially available&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Heating Pad - 3 heat setting</td><td></td><td></td><td>Commercially available&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Stop Watch</td><td>Sportline</td><td>L303</td><td>Purchased from a sporting goods retailer&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Video Camera</td><td>Sony</td><td>HDR-CX260V</td><td></td></tr><tr><td>Sprague Dawley Rats</td><td>Charles River Laboratories</td><td>SAS SD 40</td><td>Male and females ordered from Charles River Laboratories and pups bred in-house</td></tr><tr><td>Balance Beam</td><td></td><td></td><td>Constructed by Laboratory</td></tr></tbody></table>

a novel model of mild traumatic brain injury for juvenile rats

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor vehicle accidents, and falls, a reliable animal model of mTBI had previously not been developed for this important aspect of development. The modified weight-drop technique employs a glancing impact to the head of a freely moving rodent transmitting acceleration, deceleration, and rotational forces upon the brain. When applied to juvenile rats, this modified weight-drop technique induced clinically relevant behavioural outcomes that were representative of post-concussion symptomology. The technique is a rapidly applied procedure with an extremely low mortality rate, rendering it ideal for high-throughput studies of therapeutics. In addition, because the procedure involves a mild injury to a closed head, it can easily be used for studies of repetitive brain injury. Owing to the simplistic nature of this technique, and the clinically relevant biomechanics of the injury pathophysiology, the modified weight-drop technique provides researchers with a reliable model of mTBI that can be used in a wide variety of behavioural, molecular, and genetic studies.

Yukarıda açıklanan değiştirilmiş ağırlık-bırak tekniği çocuk sıçanlarda hafif travmatik beyin hasarı (HTBH) indüksiyonu için güvenilir bir yöntemdir. 150 g kadar bir darbe ağırlığı kullanarak, bu teknik, başarılı bir şekilde 50-120 g arasında değişir çocuk farelere uygulanmıştır. Buna ek olarak, yöntem kolayca tekrar HTBH çalışması için aynı hayvanlarda tekrar edilebilir. (Şekil 3), tek bir HTBH sergileyin zaman sağa bir artış tecrübe ve görünen hayvanlar uyanma üzerine hayrete rağmen, hızla normal faaliyetlerine devam ve sahte-yaralı hayvanlardan görsel ayırt edilemez. Yaralanma bakarak etkisi ile ilişkili herhangi bir ağrı ortadan kaldırır, topikal lidokain, gerekli tek analjezik hafif olduğunu göz önüne alındığında. Ağrı kesiciler tipik enflamatuar ve geri kazanım işlemlerine müdahale ettiği bilindiğinden, bu araştırma için önemlidir. Açık semptomolojisine eksikliği nedeniyle, kiriş yürüme görevi için güvenilir olduğunuHTBH uyarılmasını doğrulamak için kullanılabilir ol elde edilir. Bir HTBH deneyim değil tüm hayvanlar ışın yürüme görev açıklarının sergileyecek ki, dikkat etmek önemlidir, ama bir sahte yaralanma ile çocuk sıçanlara kıyasla bir grup olarak, bir HTBH ile çocuk fareler çok daha arka bacak ayak-fişleri göstermek (Şekil 4). Bu modifiye ağırlık bırak tekniği bir diğer önemli özelliği yaralanma indüksiyon sırasında çocuk sıçan uygulanan kısıtlama olmaması. Hızlı dönme hızlanma ve yavaşlama ardından kafasına bakarak darbe sunarak, bu model daha yakından HTBH ve sarsıntı atfedilen biyomekanik güçleri temsil eder. Bu prosedür çocuk veya yetişkin sıçanlarda farelere uygulandığında, mortalite oranları (7/202 çocuk hayvanlar ~ 3.4% ölüm oranı) son derece düşük olup, kafatası kırığı ve kafa içi kanama 6,7 derece nadirdir. Buna ek olarak, model, klinik açıdan ilişkili sy üretirmptomology. Tek bir HTBH deneyimli Çocuk kemirgenler depresif-benzeri davranışlar artan yönetici fonksiyonu açıkları, ve değişmiş sosyal etkileşimler 6,9 ile birlikte, denge ve motor davranışları açıkları gösterdi. Benzer şekilde, yetişkin fareler de zaman 7 kurtarmak hafif denge ve koordinasyon açıkları görüntüler. Son olarak, HTBH bu modeli kullanarak indüksiyon az anestezi gerektirir ve cerrahi hazırlık veya kafatası içine burrowing içermez. Sonuçlar, bu nedenle cerrahi veya anestezi ile tetiklenen karıştırıcı enflamatuar veya immünolojik etkileri ile önyargılı değil. Ayrıca, açık yaraların hızlı bir toparlanma süresi ve eksikliği kemirgenler HTBH deneyimi kısa bir süre sonra oluşacak ek test paradigmaları başladığını sağlar. <img alt="Şekil 1," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig1highres.jpg" width="500" /> Şekil 1: </strong<html> &gt; Tüm ilgili boyutları ile plastik sahne ve tahsilat sünger U-şekilli. 10 cm bir mesafe toplama sünger ve çocuk sıçan sağlamak için plastik aşamasında üst arasında muhafaza edilmelidir C Artoon gösterimi 180&#39;e tamamlamak için yeterli zaman vardır ° dönme. <img alt="Şekil 2," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig2highres.jpg" width="500" /> Şekil 2: Yaranın platformun (A) &#39;Fotografik temsili. Kafa düşen ağırlık altında doğrudan böylece çocuk sıçan attı kalay folyo göğüs aşağı yerleştirilir. yaralanma indüksiyon platformu (B) Yan görünümü. (C) HTBH indüksiyonunda kullanılan ağırlık Fotografik gösteri . yüklemek / 51.820 / 51820fig3highres.jpg &quot;width =&quot; 500 &quot;/&gt; Şekil 3: a. HTBH sergileyin önemli bir artış almış bir tek HTBH ve sahte yaralanma yaşadı çocuk sıçanlar (* p &lt;0.01) Rats deneyimli zaman sağa çocuk sıçanlarda arasındaki ortalama farklar grafiksel gösterimi zaman süresi sırtüstü pozisyonda kendilerini sağa gerekiyordu. <img alt="Şekil 4," fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51820/51820fig4highres.jpg" width="500" /> Şekil 4: Tek bir HTBH ve sahte yaralanma yaşadı çocuk sıçanlar (* p &lt;0.05) deneyimli çocuk fareler tarafından Kiriş Yürüyüş görev sergilenen arka bacak ayak-slip ortalama sayısının grafiksel gösterimi.

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats at JoVE.com

A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats

The modified weight-drop technique is an easy, cost-effective procedure used for the induction of mild traumatic brain injury in juvenile rats. This novel technique produces clinically relevant symptomology that will advance the study of mild traumatic brain injury (mTBI) and concussion.

Çocuk Rats için Hafif Travmatik Beyin Hasarı Yeni Bir Model

Despite growing evidence that childhood represents a major risk period for mild traumatic brain injury (mTBI) from sports-related concussions, motor ...

a-novel-model-of-mild-traumatic-brain-injury-for-juvenile-rats

Research

JoVE Journal

Medicine

23.5K Görüntüleme.  University of Calgary. The modified weight-drop technique is an easy, cost-effective procedure used for the induction of mild traumatic brain injury in juvenile rats. This novel technique produces clinically relevant symptomology that will advance the study of mild traumatic brain injury (mTBI) and concussion. 

Video: A Novel Model of Mild Traumatic Brain Injury for Juvenile Rats

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, few studies have investigated the long-term effects of injury in rodent models of TBI. Shown here are behavioral measures that are well-established in TBI research for times early after injury, such as two weeks, until two months. Some of these methods have previously been used at later times after injury, up to one year, but by very few laboratories. The methods demonstrated here are a short neurological assessment to test reflexes, a Beam-Balance to test balance, a Beam-Walk to test balance and motor coordination, and a working memory version of the Morris water maze that can be sensitive to deficits in reference memory. Male rats were handled and pre-trained to neurological, balance, and motor coordination tests prior to receiving parasagittal fluid percussion injury (FPI) or sham injury. Rats can be tested on the short neurological assessment (neuroscore), the beam-balance, and the Beam-Walk multiple times, while testing on the water maze can only be done once. This difference is because rats can remember the task, thus confounding the results if repeated testing is attempted in the same animal. When testing from one to three days after injury, significant differences are detected in all three non-cognitive tasks. However, differences in the Beam-Walk task were not detectable at later time points (after 3 months). Deficits were detected at 3 months in the Beam-Balance and at 6 months in the neuroscore. Deficits in working memory were detected out to 12 months after injury, and a deficit in a reference memory first appeared at 12 months. Thus, standard behavioral tests can be useful measures of persistent behavioral deficits after FPI.

The goal of the behavioral tests presented here is to detect functional deficits in rats after traumatic brain injury. Four specific tests are presented that detect deficits in behaviors to reflect the damage to specific brain areas at times extending to one year after injury.

Travmatik beyin hasarı sonra Sıçanlarda algılama davranış açıkları

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

Davranış

Assessing Dominant-Submissive Behavior in Adult Rats Following Traumatic Brain Injury

Competition over resources such as food, territory, and mates significantly influences relationships within animal species and is mediated through social hierarchies that are often based on dominant-submissive relationships. The dominant-submissive relationship is a normal behavioral pattern among the individuals of a species. Traumatic brain injury is a frequent cause of social interaction impairment and the reorganization of dominant-submissive relationships in animal pairs. This protocol describes submissive behavior in adult male Sprague-Dawley rats after the induction of traumatic brain injury using a fluid-percussion model compared to naive rats through a series of dominant-submissive tests performed between 29 days and 33 days after induction. The dominant-submissive behavior test shows how brain injury can induce submissive behavior in animals competing for food. After traumatic brain injury, the rodents were more submissive, as indicated by them spending less time at the feeder and being less likely to arrive first at the trough compared to the control animals. According to this protocol, submissive behavior develops after traumatic brain injury in adult male rats.

The present protocol describes a rat model of fluid percussion-induced traumatic brain injury followed by a series of behavioral tests to understand the development of dominant and submissive behavior. Using this model of traumatic brain injury in conjunction with specific behavioral tests enables the study of social impairments following brain injury.

Travmatik Beyin Hasarı Sonrası Yetişkin Sıçanlarda Baskın-İtaatkar Davranışların Değerlendirilmesi

Competition over resources such as food, territory, and mates significantly influences relationships within animal species and is mediated through social ...

A Mouse Model of Single and Repetitive Mild Traumatic Brain Injury

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal neurological deficits and even amnesia. Athletes participating in contact sports are at high risk of exposure to large number of mTBIs. In terms of the level of injury in a sporting athlete, a mTBI is defined as a mild injury that does not cause gross pathological changes, but does cause short-term neurological deficits that are spontaneously resolved. Despite previous attempts to model mTBI in mice and rats, many have reported gross adverse effects including skull fractures, intracerebral bleeding, axonal injury and neuronal cell death. Herein, we describe our highly reproducible animal model of mTBI that reproduces clinically relevant symptoms. This model uses a custom made pneumatic impactor device to deliver a closed-head trauma. This impact is made under precise velocity and deformation parameters, creating a reliable and reproducible model to examine the mechanisms that contribute to effects of single or repetitive concussive mTBI.

Athletes absorb several hundred mild traumatic brain injuries (mTBI)/concussions every year; however, the consequence of these on the brain is poorly understood. Therefore, an animal model of single and repetitive mTBI that consistently replicates clinically relevant symptoms provides the means to advance the study of mTBI and concussion.

Tek ve Tekrarlayan Hafif Travmatik Beyin Hasarı İçin Bir Fare Modeli

Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) can result in the acute loss of brain function, including a period of confusion, a loss of consciousness (LOC), focal ...

Tıp

A Novel and Translational Rat Model of Concussion Combining Force and Rotation with In Vivo Cerebral Microdialysis

Persistent cognitive and motor symptoms are known consequences of concussions/mild traumatic brain injury (mTBIs) that can be partly attributable to altered neurotransmission. Indeed, cerebral microdialysis studies in rodents have demonstrated an excessive extracellular glutamate release in the hippocampus within the first 10 min following trauma. Microdialysis offers the clear advantage of in vivo neurotransmitter continuous sampling while not having to sacrifice the animal. In addition to the aforementioned technique, a closed head injury model that exerts rapid acceleration and deceleration of the head and torso is needed, as such a factor is not available in many other animal models. The Wayne State weight-drop model mimics this essential component of human craniocerebral trauma, allowing the induction of an impact on the head of an unrestrained rodent with a falling weight. Our novel and translational rat model combines cerebral microdialysis with the Wayne State weight-drop model to study, in lightly anesthetized and unrestrained adult rats, the acute changes in extracellular neurotransmitter levels following concussion. In this protocol, the microdialysis probe was inserted inside the hippocampus as region of interest, and was left inserted in the brain at impact. There is a high density of terminals and receptors in the hippocampus, making it a relevant region to document altered neurotransmission following concussion. When applied to adult Sprague-Dawley rats, our combined model induced increases in hippocampal extracellular glutamate concentrations within the first 10 min, consistent with the previously reported post-concussion symptomology. This combined weight-drop model provides a reliable tool for researchers to study early therapeutic responses to concussions in addition to repetitive brain injury, since this protocol induces a closed-head mild trauma.

Neurotransmitter alteration is a mechanism of neural dysfunction that occurs after concussion and contributes to the sometimes-catastrophic long-term consequences. This rat model combines microdialysis, allowing in vivo neurotransmitter quantification, with a weight-drop technique exerting rapid acceleration and deceleration of the head and torso, an important factor of human craniocerebral trauma.

In vivo serebral mikrodiyaliz ile kuvvet ve rotasyonu birleştiren bir yeni ve translasyonel rat modeli

Persistent cognitive and motor symptoms are known consequences of concussions/mild traumatic brain injury (mTBIs) that can be partly attributable to ...

Nörobilim

Advanced Diffusion Imaging in The Hippocampus of Rats with Mild Traumatic Brain Injury

Mild traumatic brain injury (mTBI) is the most common type of acquired brain injury. Since patients with traumatic brain injury show a tremendous variability and heterogeneity (age, gender, type of trauma, other possible pathologies, etc.), animal models play a key role in unraveling factors that are limitations in clinical research. They provide a standardized and controlled setting to investigate the biological mechanisms of injury and repair following TBI. However, not all animal models mimic the diffuse and subtle nature of mTBI effectively. For example, the commonly used controlled cortical impact (CCI) and lateral fluid percussion injury (LFPI) models make use of a craniotomy to expose the brain and induce widespread focal trauma, which are not commonly seen in mTBI. Therefore, these experimental models are not valid to mimic mTBI. Thus, an appropriate model should be used to investigate mTBI. The Marmarou weight drop model for rats induces similar microstructural alterations and cognitive impairments as seen in patients who sustain mild trauma; therefore, this model was selected for this protocol. Conventional computed tomography and magnetic resonance imaging (MRI) scans commonly show no damage following a mild injury, because mTBI induces often only subtle and diffuse injuries. With diffusion weighted MRI, it is possible to investigate microstructural properties of brain tissue, which can provide more insight into the microscopic alterations following mild trauma. Therefore, the goal of this study is to obtain quantitative information of a selected region-of-interest (i.e., hippocampus) to follow up disease progression after obtaining a mild and diffuse brain injury.

The overall goal of this procedure is to obtain quantitative microstructural information of the hippocampus in a rat with mild traumatic brain injury. This is done using an advanced diffusion-weighted magnetic resonance imaging protocol and region-of-interest based analysis of parametric diffusion maps.

Hafif Travmatik Beyin Hasarı Olan Sıçanların Hipokampuslarında İleri Difüzyon Görüntüleme

Mild traumatic brain injury (mTBI) is the most common type of acquired brain injury. Since patients with traumatic brain injury show a tremendous ...

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

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

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

Farelerde Hafif Travmatik Beyin Hasarının Elektromanyetik Kontrollü Kapalı Kafa Modeli

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

Assessing Changes in Synaptic Plasticity Using an Awake Closed-Head Injury Model of Mild Traumatic Brain Injury

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a prevalent health issue in North America. There is increasing pressure to utilize ecologically valid models of closed-head mTBI in the preclinical setting to increase translatability to the clinical population. The awake closed-headed injury (ACHI) model uses a modified controlled cortical impactor to deliver closed-headed injury, inducing clinically relevant behavioral deficits without the need for a craniotomy or the use of an anesthetic.
This technique does not normally induce fatalities, skull fractures, or brain bleeds, and is more consistent with being a mild injury. Indeed, the mild nature of the ACHI procedure makes it ideal for studies investigating repetitive mTBI (r-mTBI). Growing evidence indicates that r-mTBI can result in a cumulative injury that produces behavioral symptoms, neuropathological changes, and neurodegeneration. r-mTBI is common in youths playing sports, and these injuries occur during a period of robust synaptic reorganization and myelination, making the younger population particularly vulnerable to the long-term influences of r-mTBI.
Further, r-mTBI occurs in cases of intimate partner violence, a condition for which there are few objective screening measures. In these experiments, synaptic function was assessed in the hippocampus in juvenile rats that had experienced r-mTBI using the ACHI model. Following the injuries, a tissue slicer was utilized to make hippocampal slices to evaluate bidirectional synaptic plasticity in the hippocampus at either 1 or 7 days following the r-mTBI. Overall, the ACHI model provides researchers with an ecologically valid model to study changes in synaptic plasticity following mTBI and r-mTBI.

Here, it is demonstrated how an awake closed-head injury model can be used for examining the effects of repeated mild traumatic brain injury (r-mTBI) on synaptic plasticity in the hippocampus. The model replicates important features of r-mTBI in patients and is used in conjunction with in vitro electrophysiology.

Hafif Travmatik Beyin Hasarının Uyanık Kapalı Kafa Travması Modelini Kullanarak Sinaptik Plastisitedeki Değişikliklerin Değerlendirilmesi

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a prevalent health issue in North America. There is increasing pressure to utilize ecologically valid models of ...

Bir mTBI Sıçan Modelinde Yaralanma Tepkisinin ve Davranışsal Değerlendirmelerin Doğrulanması

Rat Model of Closed-Head Mild Traumatic Injury and its Validation

Animal models are crucial for advancing our understanding of mild traumatic brain injury (mTBI) and guiding clinical research. To achieve meaningful insights, developing a stable and reproducible animal model is essential. In this study, we report a detailed description of a closed-head mTBI model and a representative validation method using Sprague-Dawley rats to verify the modeling effect. The model involves dropping a 550 g mass weight from a height of 100 cm directly onto the head of a rat on a destructible surface, followed by a 180-degree turn. To assess the injury, rats underwent a series of neurobehavioral assessments 10 min post-injury, including time of loss of consciousness, first seeking-behavior time, escape ability, and beam balance ability test. During the acute and subacute stages following the injury, behavioral tests were conducted to assess motor coordination ability (Beam task), anxiety (Open Field test), and learning and memory abilities (Morris Water Maze test). The closed-head mTBI model produced a consistent injury response with minimal mortality and replicated real-life situations. The validation method effectively verified the model development and ensured the stability and consistency of the model.

Yazar Spotlight: Travmatik Beyin Hasarı Araştırmalarını İlerletmek - Doğru Çoğaltma ve Hızlı Değerlendirme için Kapalı Kafa Modeli 

Here, we present a closed-head mild traumatic brain injury (mTBI) rat model and its validation exhibiting remarkable similarity to human mTBI concerning behavioral manifestations during the acute and subacute stages.

Kapalı Kafa Hafif Travmatik Yaralanmanın Sıçan Modeli ve Validasyonu

Animal models are crucial for advancing our understanding of mild traumatic brain injury (mTBI) and guiding clinical research. To achieve meaningful ...

Çocuk Rats için Hafif Travmatik Beyin Hasarı Yeni Bir Model

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Travmatik beyin hasarı sonra Sıçanlarda algılama davranış açıkları

Travmatik Beyin Hasarı Sonrası Yetişkin Sıçanlarda Baskın-İtaatkar Davranışların Değerlendirilmesi

Tek ve Tekrarlayan Hafif Travmatik Beyin Hasarı İçin Bir Fare Modeli

In vivo serebral mikrodiyaliz ile kuvvet ve rotasyonu birleştiren bir yeni ve translasyonel rat modeli

Hafif Travmatik Beyin Hasarı Olan Sıçanların Hipokampuslarında İleri Difüzyon Görüntüleme

Farelerde Hafif Travmatik Beyin Hasarının Elektromanyetik Kontrollü Kapalı Kafa Modeli

Hafif Travmatik Beyin Hasarının Uyanık Kapalı Kafa Travması Modelini Kullanarak Sinaptik Plastisitedeki Değişikliklerin Değerlendirilmesi

Kapalı Kafa Hafif Travmatik Yaralanmanın Sıçan Modeli ve Validasyonu

Kapalı Kafa Hafif Travmatik Yaralanmanın Sıçan Modeli ve Validasyonu

Kapalı Kafa Hafif Travmatik Yaralanmanın Sıçan Modeli ve Validasyonu