Central South Üniversitesi Laboratuvar Hayvanları Bölümü'ndeki tüm bursiyerlere teşekkür etmek istiyoruz. Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (No. 81971791) tarafından desteklenmiştir; Şangay Adli Tıp Anahtar Laboratuvarı, Adli Bilimler Anahtar Laboratuvarı, Adalet Bakanlığı, Çin (Adli Bilimler Akademisi) (No. KF202104).

Hayvan deneyleri, Central South Üniversitesi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylandı. Tüm çalışmalar laboratuvar hayvanlarının refahı ve etik ilkeleri doğrultusunda yürütülmüştür.
1. Hayvan besleme ve anestezi prosedürü
<ol><li>280-320 g Sprague-Dawley erkek sıçanlarını gruplandırın ve onları yiyecek ve suya erişim ile 12 saat / 12 saat aydınlık/karanlık döngüsünde tutun. Sıçanlar 6 gün boyunca iklime alıştıktan sonra çalışmayı gerçekleştirin.</li>
	<li>Sıçanı, pençe veya kuyruk sıkışmasına yanıt vermeyene kadar bir indüksiyon kutusunda 0.6 L / dak hava akışında% 3 izofluran ile uyuşturun. Akış hızını 30 saniye koruyun. NOT: Nörodavranışsal değerlendirmelerde sıçanın tepkisini etkileyeceği için ağrı kesici ilaçlar kullanılmamıştır.</li>
</ol>2. Ameliyat öncesi kurulum
<ol><li>Sertlik değeri 35D (süngerin ağırlığı 35 kg/m3), aynı uzunluk ve genişlikte ancak 12 cm kalınlığında bir süngeri, üst kapağı olmayan akrilik bir kutuya (15 cm x 22 cm x 43 cm) yerleştirin.</li>
	<li>Bir teneke folyoyu (20 μm kalınlığında) kesin ve bir sıçanın ağırlığını taşıyabilecek tahrip edilebilir bir yüzey oluşturmak için yapışkan bant kullanarak akrilik kutuya yapıştırın. Ek olarak, sıçanın kafasını konumlandırmak için belirlenmiş yer olarak yaklaşık 10 cm'lik bir kesim çizgisi işaretleyin.</li>
	<li>Demir bir sehpa yardımıyla PVC boruyu yerine sıkıca sabitleyin. 18 milimetre çapında 550 gram ağırlığında delikli bir ağırlık hazırlayın. Ağırlığı, bir polivinil klorür veya PVC tüpün içinde 1 metre yükseklikte bir oltaya takın. ve kılavuz borunun konumunu kalay folyonun 3 santimetre yukarısına ayarlayın.</li>
	<li>Bir kask ve bir yastık hazırlayın. 10 mm çapında ve 3 mm kalınlığında paslanmaz çelik bir disk kullanarak bir kask yapın. Sıçanın başının altına yerleştirmek için kama şeklinde bir sünger yastık hazırlayın ve yerçekimi yönüne dik olduğundan emin olun. NOT: Darbe aparatının şematik bir diyagramı Şekil 1'de sunulmuştur. Kask, çarpma yerini belirleme ve dış kuvvetin dağılımını artırma amacına hizmet eder. Yastık, düzgün ve sabit hasarı garanti etmek için kullanılır.</li>
</ol>3. mTBI indüksiyonu
<ol><li>Anestezi uygulanmış fareyi hızlı bir şekilde göğsüne, teneke folyo üzerine yerleştirin. NOT: mTBI indüksiyonu için biri hazırlık, diğeri doğrulama için olmak üzere iki operatör gereklidir.</li>
	<li>Hazırlık: Yastığı farenin altına yerleştirin ve başının folyo kağıda paralel olduğundan emin olun. Kaskı farenin kulaklarıyla hizalayın ve yerine sabitleyin.</li>
	<li>Doğrulama: PVC borunun doğrudan kaskın üzerine yerleştirildiğini doğrulayın. Her iki operatör de doğru kurulumu onayladıktan sonra bir sonraki adıma geçin.</li>
	<li>Kafa dönüşünün indüksiyonu: Ağırlığı serbest bırakın, düşmesine ve farenin kafasına çarpmasına izin verin, süngerin üzerine düşmeye ve 180 ° dönmeye neden olun.</li>
	<li>Fareyi temiz bir kafese sırt üstü yerleştirin.</li>
</ol>4. Sahte indüksiyon
<ol><li>Sıçana önceki mTBI indüksiyon açıklamasıyla aynı şekilde davranın, ancak kafa darbesine maruz bırakmayın.</li>
</ol>5. Doğrulama prosedürü: Akut nörodavranışsal değerlendirmeler
NOT: Aşağıdaki değerlendirmeler Nörolojik Şiddet Skorları9 ve Flierl ve ark.10 protokolüne göre değiştirilmiştir. Tüm bu değerlendirmeler, sıçan düzeltme refleksini geri kazandıktan 10 dakika sonra yapıldı.
<ol><li>Bilinç kaybı zamanı: Sıçanın uyuşturulmasından doğrultma refleksini geri kazanmasına kadar geçen süreyi kaydedin. NOT: Doğrultma refleksi, sıçanın sırt üstü yatırıldığında döndüğü süreçtir. Düzeltme refleksinin kaybı, insancıl bir son nokta olarak kabul edilmeli ve hayvana kurumsal yönergelere göre ötenazi yapılmalıdır.</li>
	<li>İlk arama davranışı zamanı: Sıçanın uyuşturulduğu andan arama davranışını ilk kez gösterdiği zamana kadar geçen süreyi kaydedin. NOT: Davranış aramak, çevreye olan ilginin bir işaretidir, fizyolojik bir tepkidir.</li>
	<li>Kaçma yeteneği<ol><li>Fareyi, çıkışı (12,5 cm uzunluğunda ve 9 cm genişliğinde) dairesel bir aparatın (0,5 m çapında ve 0,3 m yüksekliğinde) ortasına yerleştirin.</li>
		<li>Sıçanın çemberden çıkması için geçen süreyi kaydedin. NOT: Sıçan 180 s içinde daireden çıkmazsa, süreyi 180 s olarak kaydedin.</li>
	</ol></li>
	<li>Işın dengesi yetenek testi<ol><li>Fareyi buna göre 1 dakika boyunca 3 cm, 2 cm ve 1,5 cm genişliğinde bir kirişe yerleştirin.</li>
		<li>Sıçan, kiriş üzerinde sabit bir duruşla dengeyi koruyorsa, 0 olarak puanlayın.</li>
		<li>Sıçan kirişin kenarını kavrarsa, 1 puan verin. Sıçan kirişe sarılırsa ve bir uzuv düşerse, 2 olarak puanlayın.</li>
		<li>Sıçan kirişe sarılırsa ve iki uzuv ondan düşerse veya üzerinde dönerse (>60 s), 3 olarak puanlayın.</li>
		<li>Sıçan kiriş üzerinde dengede durmaya çalışır ancak düşerse (> 40 s), 4 olarak puanlayın.</li>
		<li>Sıçan kiriş üzerinde dengede durmaya çalışır ancak düşerse (>20 sn), 5 olarak puanlayın.</li>
		<li>Sıçan kirişi dengelemeye veya asmaya çalışmazsa ve 20 saniye içinde düşerse, 6 olarak puanlayın. NOT: Işın dengesi testi bir ön deneme gerektirmez.</li>
	</ol></li>
</ol>6. Doğrulama prosedürü: Nörodavranış değerlendirmesi
NOT: Davranışsal deneylerden önce, sıçanlar, stresi ve yenilik bozulmasını en aza indirmek için art arda 3 gün boyunca günde 2 dakika boyunca ele alındı. Tüm davranışsal deneyler, deney başlamadan önce hayvanlar 60 dakika boyunca test ortamına yerleştirilerek gerçekleştirilmiştir.
<ol><li>Motor koordinasyon yeteneği (Işın görevi)<ol><li>Deney düzeneği<ol><li>Fareleri denge kirişinin bir ucuna (1,5 m uzunluğunda ve yerden 75 cm yukarıda) yerleştirin. Diğer ucuna bir kaçış kutusu (eğimli bir yatak ev kafesi) yerleştirin.</li>
			<li>Test sırasında düşme durumunda sıçanların potansiyel yaralanma riskini azaltmak için kirişin altına bir köpük dolgu yerleştirin.</li>
			<li>Video kamerayı açın.</li>
			<li>Test günlerini yaralanma sonrası veya sahte tedavi sonrası belirli zaman noktalarında planlayın (örneğin, 1. gün, 3. gün ve 7. gün).</li>
		</ol></li>
		<li>Eğitim aşaması (2 gün)<ol><li>Sıçanları 4 cm genişliğindeki kirişi art arda 3 kez geçmeleri için eğitin, ardından 2 cm genişliğindeki kiriş üzerinde iki deneme yapın.</li>
			<li>Eğitim sırasında, fareleri parazit olmadan kolayca geçebilene kadar kiriş boyunca nazikçe yönlendirin.</li>
		</ol></li>
		<li>Denge kirişi deneyi<ol><li>Fareleri art arda 5 deneme için 2 cm genişliğindeki kirişe yerleştirin.</li>
			<li>Sıçanın burnu sırasıyla başlangıç ve bitiş çizgilerini geçtiğinde her denemenin başlangıcını ve bitişini kaydedin.</li>
			<li>Deneyin sonunda fareleri kafeslerine geri koyun.</li>
		</ol></li>
		<li>Temel test<ol><li>Yaralanma veya tedaviden önce denge kirişi deneyini yapın.</li>
			<li>Her sıçan için taban çizgisini belirlemek için bu 5 ardışık denemeden elde edilen ortalama değerleri hesaplayın.</li>
		</ol></li>
		<li>Veri analizi<ol><li>Deneysel koşullara kör olan araştırmacılar tarafından video analizini kullanarak kirişi geçme süresini ve toplam arka ayak kayma sayısını analiz edin.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>Anksiyete (Açık alan testi)<ol><li>Deney düzeneği<ol><li>Açık alan arenasını hazırlayın, temiz olduğundan ve önceki koku ipuçlarından arınmış olduğundan emin olun. Arenayı üç bölgeye ayırın: merkezi bir iç bölge (33 cm x 33 cm), bir orta bölge (66 cm x 66 cm) ve bir dış bölge.</li>
		</ol></li>
		<li>Test aşaması<ol><li>Açık alan arenasının ortasına bir fare yerleştirin ve zamanlayıcıyı başlatın. Farenin arenayı 5 dakika boyunca özgürce keşfetmesine izin verin. 5 dakika sonra, fareyi dikkatlice ve nazikçe ev kafesine geri koyun.</li>
		</ol></li>
		<li>Veri toplama<ol><li>5 dakikalık keşif süresi boyunca sıçan tarafından kat edilen toplam mesafeyi ölçün. Sıçanın merkezi iç, orta ve dış bölgelerde geçirdiği süreyi belirleyin.</li>
		</ol></li>
		<li>Veri analizi<ol><li>Kat edilen toplam mesafeyi, genel keşif davranışının ve lokomotor yeteneğin bir ölçüsü olarak kullanın. Kaygı benzeri tepkilerin bir göstergesi olarak merkezi iç bölgede geçirilen zamanı hesaplayın.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
	<li>Öğrenme ve hafıza yetenekleri (Morris su labirenti testi)<ol><li>Su labirenti aparatının uygun durumda olduğundan emin olun. Suyu siyaha boyayın ve ipuçlarını dört ana yöne yerleştirin. Platformu su yüzeyinin 2,5 cm altına yerleştirin.</li>
		<li>Sıçanların davranışlarını kaydetmek ve gözlemlemek için bir izleme sistemi kurun.</li>
		<li>İz günü<ol><li>Fareyi hızlı bir şekilde su labirentine yerleştirin. Sıçan 2 dakika içinde platforma ulaşamazsa, tahta çubuğu kullanarak yavaşça yönlendirin.</li>
			<li>Platformda 20 saniye dururken farenin labirent ortamına alışmasına izin verin, ardından çıkarın. Sıçan platforma girdikten sonra 20 saniye kalmasına izin verin, ardından çıkarın.</li>
		</ol></li>
		<li>Günlük tekrarlama<ol><li>Sıçanı farklı kadranlardan suya yerleştirerek eğitim günü prosedürünü tekrarlayın. Adım 6.3.3'ü tekrarlayın. Arka arkaya 5 gün boyunca eğitime devam edin.</li>
		</ol></li>
		<li>Prob test günü: 6. günde , platformu çıkarın ve fareyi 2 dakika boyunca aynı kadrana yerleştirin.</li>
		<li>Gözlem ve kayıt: Deneme ve prob test günlerinde sıçanın davranışını izlemek için izleme sistemini kullanın.</li>
		<li>Temizleme: Fareyi su labirentinden çıkardıktan sonra, iyice kurutmak için bir havlu kullanın.</li>
	</ol></li>
</ol>

Bir mTBI Sıçan Modelinde Yaralanma Tepkisinin ve Davranışsal Değerlendirmelerin Doğrulanması

<ol>
	<li>Silverberg, N. D., Duhaime, A. C., Iaccarino, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mild+traumatic+brain+injury+in+2019-2020.">Mild traumatic brain injury in 2019-2020.</a> JAMA. 323 (2), 177-178 (2020).</li><li>Kim, K., Priefer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+current+post-concussion+protocols.">Evaluation of current post-concussion protocols.</a> Biomedicine &amp; Pharmacotherapy. 129, 110406 (2020).</li><li>Peeters, W., 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=Epidemiology+of+traumatic+brain+injury+in+Europe.">Epidemiology of traumatic brain injury in Europe.</a> Acta Neurochirurgica (Wien). 157 (10), 1683-1696 (2015).</li><li>Kabadi, S. V., Hilton, G. D., Stoica, B. A., Zapple, D. N., Faden, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluid-percussion-induced+traumatic+brain+injury+model+in+rats.">Fluid-percussion-induced traumatic brain injury model in rats.</a> Nature Protocols. 5 (9), 1552-1563 (2010).</li><li>Smith, D. H., 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+model+of+parasagittal+controlled+cortical+impact+in+the+mouse:+cognitive+and+histopathologic+effects.">A model of parasagittal controlled cortical impact in the mouse: cognitive and histopathologic effects.</a> Journal of Neurotrauma. 12 (2), 169-178 (1995).</li><li>Feeney, D. M., Boyeson, M. G., Linn, R. T., Murray, H. M., Dail, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Responses+to+cortical+injury:+I.+Methodology+and+local+effects+of+contusions+in+the+rat.">Responses to cortical injury: I. Methodology and local effects of contusions in the rat.</a> Brain Research. 211 (1), 67-77 (1981).</li><li>Cernak, I., 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+pathobiology+of+blast+injuries+and+blast-induced+neurotrauma+as+identified+using+a+new+experimental+model+of+injury+in+mice.">The pathobiology of blast injuries and blast-induced neurotrauma as identified using a new experimental model of injury in mice.</a> Neurobiology of Disease. 41 (2), 538-551 (2011).</li><li>Shultz, S. R., 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+potential+for+animal+models+to+provide+insight+into+mild+traumatic+brain+injury:+Translational+challenges+and+strategies.">The potential for animal models to provide insight into mild traumatic brain injury: Translational challenges and strategies.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 76 (Pt B), 396-414 (2017).</li><li>Chen, 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=Therapeutic+benefit+of+intravenous+administration+of+bone+marrow+stromal+cells+after+cerebral+ischemia+in+rats.">Therapeutic benefit of intravenous administration of bone marrow stromal cells after cerebral ischemia in rats.</a> Stroke. 32 (4), 1005-1011 (2001).</li><li>Flierl, M. 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=Mouse+closed+head+injury+model+induced+by+a+weight-drop+device.">Mouse closed head injury model induced by a weight-drop device.</a> Nature Protocols. 4 (9), 1328-1337 (2009).</li><li>Kane, M. 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=A+mouse+model+of+human+repetitive+mild+traumatic+brain+injury.">A mouse model of human repetitive mild traumatic brain injury.</a> J Neuroscience Methods. 203 (1), 41-49 (2012).</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), 749-757 (2014).</li><li>Pham, 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=Mild+closed-head+injury+in+conscious+rats+causes+transient+neurobehavioral+and+glial+disturbances:+A+novel+experimental+model+of+concussion.">Mild closed-head injury in conscious rats causes transient neurobehavioral and glial disturbances: A novel experimental model of concussion.</a> Journal of Neurotrauma. 36 (14), 2260-2271 (2019).</li><li>Jacotte-Simancas, A., Molina, P., Gilpin, N. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeated+mild+traumatic+brain+injury+and+JZL184+produce+sex-specific+increases+in+anxiety-like+behavior+and+alcohol+consumption+in+Wistar+rats.">Repeated mild traumatic brain injury and JZL184 produce sex-specific increases in anxiety-like behavior and alcohol consumption in Wistar rats.</a> Journal of Neurotrauma. , (2023).</li><li>Levin, H. 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=Association+of+sex+and+age+with+mild+traumatic+brain+injury-related+symptoms:+A+TRACK-TBI+study.">Association of sex and age with mild traumatic brain injury-related symptoms: A TRACK-TBI study.</a> JAMA Network Open. 4 (4), e213046 (2021).</li></ol>

Yazarların ifşa edecek herhangi bir mali çıkarı yoktur.

Bu model, kafa derisi kesisine veya kafatası açılmasına gerek kalmadan kapalı başlı bir mTBI'yi başarılı bir şekilde simüle ederek, insan vakalarında gözlemlenen etki senaryosunun daha doğru bir temsilini sağlar. Kafa derisi insizyonundan kaçınmak, gerçek durumla uyumlu olmayabilecek enflamatuar yanıtların önlenmesine yardımcı olur. Richelle Mychasiuk'un pediatrik modeli12 ile karşılaştırıldığında, bu çalışmada kullanılan model, 280-320 g ağırlığındaki yeti...

Hafif travmatik beyin hasarı (mTBI) veya beyin sarsıntısı, en yaygın yaralanma türüdür ve çeşitli kısa süreli ve kronik semptomlara yol açabilir1. Bu semptomlar, diğerlerinin yanı sıra baş dönmesi, baş ağrısı, depresyon ve anhedoniyi içerebilir ve mTBI2'den etkilenen bireyler için önemli acılara yol açabilir. Çoğu mTBI'ye künt kuvvet travması3 neden olduğundan, bu tür yaralanmaları doğru bir şekilde taklit eden hayvan modelleri geliştirmek zorunlu hale gelir. Bu modeller, yaralanmayı ve altında yatan mekanizmaları daha iyi anlamak için gereklidir ve insan çalışmalarına kıyasla daha az değişkenlik ve heterojenlik ile kontrollü bir ortam sunar.
Travmatik beyin hasarı (TBI) için sıvı perküsyon yaralanması (FPI)4, kontrollü kortikal etki (CCI)5, ağırlık düşürme yaralanması6, patlama travmatik beyin hasarı7 ve diğerleri dahil olmak üzere çok sayıda köklü kemirgen modeli geliştirilmiştir. Bununla birlikte, bu modeller öncelikle orta ila şiddetli TBI senaryolarını çoğaltmaya odaklanmaktadır. Buna karşılık, mTBI'yi simüle etmek için özel olarak tasarlanmış deneysel modeller nispeten daha az ilgi gördü ve yeterince keşfedilmedi8. Bu nedenle, mTBI'yi doğru bir şekilde temsil eden istikrarlı ve tekrarlanabilir bir hayvan modeli oluşturmak için kritik bir ihtiyaç vardır. Böyle bir model, mTBI ile ilişkili nörobiyolojik ve davranışsal sonuçlar hakkındaki anlayışımızı önemli ölçüde artıracaktır.
Anestezinin etkileri geçtikten sonra mTBI sıçanlarında fonksiyonel eksiklikler normal sıçanlara göre rastgele gözlem yoluyla ayırt edilemez. Bu nedenle, spesifik testlerin uygulanması gereklidir. İnsanlarda, hastaları değerlendirmek için çok çeşitli klinik değerlendirmeler kullanılır 9,10,11. Benzer şekilde, sıçan modelinde başarılı bir model oluşturmak, geçerliliğini belirlemek için hızlı değerlendirme araçlarının kullanılmasını da gerektirir.
Bu çalışmada, mTBH'nin insan durumuna çok benzer bir şekilde araştırılmasını sağlayan kapalı başlı bir mTBI sıçan modeli sunuyoruz. Modelin ayrıntılı açıklaması ve doğrulama prosedürü, mTBI çalışmasında kullanılan deneysel yaklaşımın kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağlar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acrylic box</td>
			<td>In-house</td>
			<td>N/A</td>
			<td>15 cm x 22 cm x 43 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia Machine</td>
			<td>RWD Life Science Co.</td>
			<td>R540 Mice &#38; Rat Animal Anesthesia Machine</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Helmet</td>
			<td>In-house</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Stainless-steel disk measuring 10 mm in diameter and 3 mm in thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Morris water maze</td>
			<td>RWD Life Science Co.</td>
			<td></td>
			<td>Diameter 150 cm, height 50 cm,platform diameter 35 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open field</td>
			<td>RWD Life Science Co.</td>
			<td>63007</td>
			<td>Width100 cm, height 40 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Panlab SMART V3.0</td>
			<td>RWD Life Science Co.</td>
			<td>SMART v3.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perforated weight</td>
			<td>In-house</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Weight of 550 g and diameter of 18 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pillow</td>
			<td>In-house</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Wedge-shaped sponge to place beneath the rat&#39;s head</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rat model of closed-head mild traumatic injury and its validation

Hayvan modelleri, hafif travmatik beyin hasarı (mTBI) anlayışımızı ilerletmek ve klinik araştırmalara rehberlik etmek için çok önemlidir. Anlamlı içgörüler elde etmek için istikrarlı ve tekrarlanabilir bir hayvan modeli geliştirmek çok önemlidir. Bu çalışmada, modelleme etkisini doğrulamak için kapalı başlı bir mTBI modelinin ayrıntılı bir tanımını ve Sprague-Dawley sıçanlarını kullanan temsili bir doğrulama yöntemini sunuyoruz. Model, 550 g'lık bir kütle ağırlığını 100 cm yükseklikten doğrudan tahrip edilebilir bir yüzey üzerinde bir sıçanın kafasına düşürmeyi ve ardından 180 derecelik bir dönüşü içerir. Yaralanmayı değerlendirmek için sıçanlar, yaralanmadan 10 dakika sonra, bilinç kaybı zamanı, ilk arama davranışı süresi, kaçış yeteneği ve ışın dengesi yetenek testi dahil olmak üzere bir dizi nörodavranışsal değerlendirmeye tabi tutuldu. Yaralanmayı takip eden akut ve subakut aşamalarda, motor koordinasyon yeteneğini (Işın görevi), anksiyeteyi (Açık Alan testi) ve öğrenme ve hafıza yeteneklerini (Morris Su Labirenti testi) değerlendirmek için davranış testleri yapıldı. Kapalı kafa mTBI modeli, minimum mortalite ve çoğaltılmış gerçek yaşam durumları ile tutarlı bir yaralanma yanıtı üretti. Doğrulama yöntemi, model geliştirmeyi etkili bir şekilde doğruladı ve modelin kararlılığını ve tutarlılığını sağladı.

Mild traumatic brain injury (mTBI), or concussion, is the most prevalent type of injury and can lead to various short-term and chronic symptoms1. These symptoms may include dizziness, headaches, depression, and anhedonia, among others, leading to significant suffering for individuals affected by mTBI2. Since most mTBIs are caused by blunt force trauma3, it becomes imperative to develop animal models that accurately mimic such injuries. These models are essential for gaining a better understanding of the injury and its underlying mechanisms, offering a controlled environment with reduced variability and heterogeneity compared to human studies.
Numerous well-established rodent models have been developed for traumatic brain injury (TBI), including fluid percussion injury (FPI)4, controlled cortical impact (CCI)5, weight-drop injury6, blast traumatic brain injury7, and others. However, these models primarily focus on replicating moderate to severe TBI scenarios. In contrast, the experimental models specifically designed to simulate mTBI have received relatively less attention and remain underexplored8. Therefore, there is a critical need to establish a stable and reproducible animal model that accurately represents mTBI. Such a model would significantly enhance our understanding of the neurobiological and behavioral consequences associated with mTBI.
One cannot distinguish the functional deficits in mTBI rats compared to normal rats via casual observation after the effects of anesthesia have worn off. Therefore, it is necessary to administer specific tests. In humans, a wide range of clinical assessments are used to evaluate patients9,10,11. Similarly, establishing a successful model in the rat model also requires using rapid assessment tools to determine its validity.
In this study, we present a closed-head mTBI rat model, enabling the investigation of mTBI in a manner that closely resembles the human condition. The detailed description of the model and its validation procedure provides a comprehensive understanding of the experimental approach utilized in studying mTBI.

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

Kapalı Kafa Hafif Travmatik Yaralanmanın Sıçan Modeli ve Validasyonu

In this study, we introduced a closed-head, mild traumatic brain injury rat model, and provided a comprehensive overview of its validation. Our goal was to offer a straightforward approach for replicating this type of brain injury and a rapid assessment method for confirming the success of the model. This model successfully simulates a closed-head, mild traumatic brain injury without the need for scalp incision or skull opening, provide a more accurate representation of the impact scenario observed in human cases.The avoidance of scalp incision helps to prevent inflammatory responses that may not align with the active situation. Mild traumatic brain injury lacks subjective and accurate diagnostic methods. In the future, our laboratory will continue to explore possible biomolecular markers and their deep molecular mechanisms, and help to transform the obtained molecular markers into clinical and forensic identification practices.

Bu çalışmada kullanılan aparat, Kane modelinin ve Richelle Mychasiuk'un pediatrik modelinin değiştirilmiş bir versiyonuydu11,12. Bu çalışmada, SD sıçanlar sahte ve mTBI gruplarına ayrıldı. Bu modelin tekrarlanabilirliğini göstermek için, her deneyde 8-12 sıçan içeren akut nörodavranışsal değerlendirme ile birlikte bu modelin üç bağımsız kopyasını gerçekleştirdik. Bu çalışmada 30'dan fazla mTBI ...

Watch this Scientific Journal Video about Advancing Traumatic Brain Injury Research — A Closed-Head Model for Accurate Replication and Rapid Assessment at JoVE.com

Burada, kapalı başlı hafif travmatik beyin hasarı (mTBI) sıçan modelini ve akut ve subakut evrelerdeki davranışsal belirtiler açısından insan mTBI'sına dikkate değer benzerlik gösteren doğrulamasını sunuyoruz.

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

Bu çalışmada, kapalı kafalı, hafif travmatik beyin hasarı olan bir sıçan modelini tanıttık ve doğrulamasına kapsamlı bir genel bakış sağladık. Amacımız, bu tür beyin hasarını çoğaltmak için basit bir yaklaşım ve modelin başarısını doğrulamak için hızlı bir değerlendirme yöntemi sunmaktı. Bu model, kafa derisi kesisine veya kafatası açılmasına gerek kalmadan kapalı kafalı, hafif travmatik beyin hasarını başarıyla simüle eder, insan vakalarında gözlemlenen etki senaryosunun daha doğru bir temsilini sağlar.Kafa derisi insizyonundan kaçınmak, aktif durumla uyumlu olmayabilecek inflamatuar yanıtları önlemeye yardımcı olur. Hafif travmatik beyin hasarı, subjektif ve doğru tanı yöntemlerinden yoksundur. Gelecekte laboratuvarımız olası biyomoleküler belirteçleri ve bunların derin moleküler mekanizmalarını keşfetmeye devam edecek ve elde edilen moleküler belirteçlerin klinik ve adli kimliklendirme uygulamalarına dönüştürülmesine yardımcı olacaktır.

rat-model-of-closed-head-mild-traumatic-injury-and-its-validation

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

718 Görüntüleme.  School of Basic Medical Science, Central South University. Bu çalışmada, kapalı kafalı, hafif travmatik beyin hasarı olan bir sıçan modelini tanıttık ve doğrulamasına kapsamlı bir genel bakış sağladık. Amacımız, bu tür beyin hasarını çoğaltmak için basit bir yaklaşım ve modelin başarısını doğrulamak için hızlı bir değerlendirme yöntemi sunmaktı. Bu model, kafa derisi kesisine veya kafatası açılmasına gerek kalmadan kapalı kafalı, hafif travmatik beyin hasarını başarıyla simüle eder, insan vakalarında ...

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

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.

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.

Nörobilim

Experimental Set Up to Create a Rat Model of Mild Traumatic Brain Injury (mTBI)

Experimental Set Up to Create a Rat Model of Mild Traumatic Brain Injury (MTBI)  

To begin, place a 12-centimeter thick sponge with a 35D hardness in an acrylic box, lacking a top cover. Then, cut a sheet of tinfoil and adhere it to the acrylic box with adhesive tape to create a fragile surface capable of supporting the weight of a rat. Also, mark a 10-centimeter long line as the designated location for positioning the rat's head.Using an iron stand, firmly secure a polyvinyl chloride or PVC tube in place. Prepare a perforated weight weighing 550 grams with an 18-millimeter diameter. Attach the weight to a fishing line at a height of one meter inside the PVC tube and adjust the position of the guide tube three centimeters above the tin foil.Next, make a helmet from a stainless steel disc. Prepare a wedge-shaped sponge pillow to place under the rat's head. Swiftly position the anesthetized rat on its chest in the tinfoil.Slide the pillow beneath the rat, ensuring its head remains parallel to the foil surface. Align the helmet with the rat's ears, and securely fasten it in place. Confirm that the PVC pipe is directly above the helmet.Then, release the weight and allow it to impact the rat's head resulting in a fall onto the sponge and a 180 degree rotation. Afterwards, position the rat on its back inside a clean cage.

Hafif Travmatik Beyin Hasarının (mTBI) Bir Sıçan Modelini Oluşturmak için Deney Düzeneği

Acute Neurobehavioral Assessments of the Closed-Head Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) Rat Model

Acute Neurobehavioral Assessments of the Closed-Head Mild Traumatic Brain Injury (MTBI) Rat Model  

After inducing a mild traumatic brain injury in an anesthetized rat, position it on its back inside a clean cage. Record the duration from when the rat is anesthetized to when it regains the righting reflex. Also record the time it takes for the rat to exhibit its first seeking behavior from the moment of anesthesia.Next place the rat in the center of a circular apparatus with an exit. Measure and record the time it takes for the rat to exit the circle. Then place the rat successively on three beams of varying length each for a duration of one minute.Score the rat on a scale of zero to six, depending on their performance on the beam. mTBI rats exhibited a significantly prolonged recovery from unconsciousness. The seeking behavior increased significantly in the mTBI group during the recovery period.Also, the mTBI rats took longer to exit the circle compared to sham rats. The beam balance test showed a significant injury effect in wide beam tasks indicating balance impairment in mTBI rats 10 minutes post impact. The 2 and 1.5 centimeter wide beams effectively differentiated between sham and mTBI groups in three independent experiments.

Kapalı Kafa Hafif Travmatik Beyin Hasarı (mTBI) Sıçan Modelinin Akut Nörodavranışsal Değerlendirmeleri

Neurobehavior Assessment of the Closed-Head Mild Traumatic Brain Injury (mTBI) Rat Model

Neurobehavior Assessment of the Closed-Head Mild Traumatic Brain Injury (MTBI) Rat Model  

After inducing a mild traumatic brain injury in an anesthetized rat, position it on its back inside a clean cage. Place foam padding beneath the balance beam to reduce the risk of injury to the rats in case of falls during the test. Place an escape box at one end of the beam.Activate the video camera to record the test. Once the animal recovers, position the rats at the other end of the balance beam. Position the rats on the two centimeter wide beam for a series of five consecutive trials.Record the initiation and conclusion of each trial when the rat's nose crosses the starting and finishing lines respectively. Prepare the open field arena, ensuring it is clean and devoid of any prior odor cues. Divide the arena into three distinct zones:a central inner zone, a middle zone, and an outer zone.Place a rat in the center of the open field arena and initiate the timer. Allow the rat to freely explore the arena for a duration of five minutes. After this period, carefully and gently return the rat to its home cage.Quantify the total distance covered by the rat during the five-minute exploration period. Additionally, determine the amount of time the rat spends in the three zones. Ensure that the water maze apparatus is in proper working condition.Place the platform at a depth of 2.5 centimeters below the water surface. Dye the water black and position cues in the four cardinal directions. Establish a monitoring system to record and observe the behavior of the rats.Then introduce the rat into the water maze. If the rat is unable to reach the platform within a two-minute timeframe, gently guide it using a wooden stick. Allow the rat to become accustomed to the maze environment while standing on the platform for a duration of 20 seconds, then remove it.On the sixth day, which is the probe test day, remove the platform from the water maze and position the rat in the same quadrant for a duration of two minutes. Employ the monitoring system to continuously observe and record the rat's behavior. Motor coordination was assessed pre and post-anesthesia or injury using the beam task.At day one post-injury, mTBI rats showed significantly more hindlimb slips compared to shams. However, after two days, hindlimb slips returned to sham levels. All six mTBI rats had more post-impact hindlimb slips with no differences in beam traversal times between mTBI and sham rats.Distance traveled showed no significant differences between sham and mTBI groups. Anxiety-like behavior was evident in mTBI rats at three and seven days post-injury, spending less time in the center zone during the open field test. Morris water maze results indicated impaired spatial learning and memory in mTBI rats.They took longer to find the hidden platform and spent less time searching for the removed platform during the probe trial without differences in swimming speed suggesting no impact on spontaneous locomotor function.