Yazarlar, NIH finansman kaynağını (NIH R01HL146114) kabul eder.

Değişkenliği En Aza İndirmek İçin Sıçanlarda DIAm EMG Post-C2SH'nin Standardize Değerlendirmesi

Yazarların beyan edebilecekleri herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

C2 spinal hemiseksiyon Bu makalede anlatılan prosedür, dorsal fünikülleri korurken lateral ve ventral fünikülleri kesen bir C2 spinal lezyonunun doğrulanması olarak hizmet eden DIAm EMG aktivitesinin değerlendirmelerini vurgulamaktadır (Şekil 2A). Önerilen cerrahi yaklaşımın iki büyük faydası vardır. İlk olarak, sıçanlarda ambulatuvar fonksiyonu koruyan dorsal fünikülleri korurken, frenik motor nöronlara ipsilateral girdileri...

Amerika Birleşik Devletleri'nde omurilik yaralanması (SCI) olan 300.000'den fazla kişi vardır ve bunların yaklaşık yarısı servikal yaralanmalara sahiptir1. Bu yaralanmalar önemli ölçüde refah kaybına neden olur ve bireyler, aileleri ve sağlık sistemi üzerinde mali bir yük oluşturur. Neyse ki, SCI'lerin çoğu eksiktir ve korunan yolların güçlendirilmesi için potansiyel sağlar1. Bu nöroplastisite, ventilasyon ve ventilasyon dışı davranışlar için önemli olan DIAm aktivitesi de dahil olmak üzere en azından bazı fonksiyonların geri kazanılmasına izin verebilir. Bu nedenle, nöroplastisiteyi teşvik etmek, SCI2'li bireylere yardımcı olmak için umut verici bir araştırma yoludur.
SCI'nin kemirgen modelleri, insan sağlığını iyileştirmeye yönelik tedavilerin keşfine önemli ölçüde katkıda bulunma potansiyeline sahiptir. Nöroplastisiteyi incelemek için kullanılan klasik SCI modellerinden biri,C2'de (C2SH) omuriliğin tek taraflı bir transeksiyonudur (hemisection), bu da karşı tarafı 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13 olarak bırakır. C2SH'nin frenik çıktı üzerindeki etkisi ve korunmuş kontralateral yolların önemi ilk olarak yüz yıldan fazla bir süre önce, ufuk açıcı makalesi günümüz solunum nöroplastisitesi çalışmalarının temelini atan Porter12 tarafından ortaya çıkarıldı. C2SH modeli, solunum ritmi üretimi14'ün çıktısını iletmekten sorumlu premotor nöronları içeren medulladaki rostral ventral solunum grubundan (rVRG) azalan girişleri keser. Bu rVRG premotor nöronlar ayrıca frenik motor nöronlara uyarıcı nöral sürücü iletir (Şekil 1). Birkaç araştırmacı, C2SH modeli 10,11,15,16'ya farklı yaklaşımlar benimsemiştir, bu da çalışmalar arasında iyileşmedeki değişkenliğin bir kısmını kısmen açıklayabilir. Kısaca yaklaşımlar, dorsal füniküllerin korunması, tam hemiseksiyon yapılması veya ipsilateral rVRG'den inen girdileri tamamen kesmeyen lateral parsiyel transeksiyon yapılması açısından farklılık gösterir. Genel olarak, C2SH modelleri, nörotrofik sinyalleme 17,18,19,20,21 dahil olmak üzere çeşitli faktörlerle iyileştirilebilen, eupneik iDIAm elektromiyografik (EMG) aktivitesinin zaman içinde spontan iyileşme oranları nedeniyle solunum nöroplastisitesini incelemek için özellikle yararlıdır. Bununla birlikte, eupneik iDIAm EMG aktivitesinin susturulması olarak tanımlanan ilk fonksiyon kaybı, iyileşmenin açıkça sınıflandırılabilmesi için önce kurulmalıdır. C2SHsırasında hareketsizliğin bu doğrulanması, birkaç çalışmadayapılmamıştır 3,4,6,7,11,22,23.
Eksize edilen omuriliğin histolojik değerlendirmeleri, yalnızca omurilikteki frenik motor nöronları innerve eden ipsilateral uyarıcı bulbospinal yolların uygun yerinde hasara dair kanıt sağlar, ancak histoloji fizyolojik kanıtların (örneğin, DIAm EMG) yerini almaz. Ayrıca, histolojik değerlendirmeler in ex vivo olarak terminal zaman noktalarında (genellikle yaralanmadan birkaç hafta ila aylar sonra) gerçekleştirilir ve bunlar "gerçek zamanlı" bilgi sağlamaz. Bazı araştırmacılar, lezyonun büyüklüğünün fonksiyonel eksiklik veya eksikliği ile ilgili olduğunu belirtmişlerdir 5,24,25,26. Bu tür iddiaların geçerliliğinin büyük olasılıkla "işlevin" nasıl sınıflandırıldığına (yani, işlevsel görevlerin ne olduğuna ve nasıl nicelleştirildiğine) bağlı olduğunu ve çalışmalar arasındaki değişkenliğin, hayvanlar arasında işlevsel olarak aynı lezyonların üretilmesinin zorluğunu vurguladığını belirtmek önemlidir. Gerçekten de, araştırmacılar, yaralanmanın derecesi ile ekstremite kas lokomotor fonksiyonu arasındaki ilişkinin (Basso, Beattie ve Bresnahan (BBB) skoru24 ile ölçülür) doğrusal olmadığını vurgulamışlardır 27,28. Önceki çalışmalarda,C2SH'nin kapsamı ile yaralanma sonrası eupneik iDIAm EMG aktivitesinin iyileşme derecesi arasında bir ilişki bulamadık 10,29,30,31, ancak diğer araştırmacılar ventilasyon fonksiyonu ile beyaz cevher koruma derecesi arasında bir ilişki olduğunu bildirmişlerdir 5. Bu nedenle, C2SH modeli söz konusu olduğunda, ameliyat sırasında ve tercihen kronik omurilik yaralanması deneylerinin erken döneminde iDIAm inaktivitesinin fonksiyonel olarak doğrulanması için bir yaklaşım hem yararlı hem de gereklidir.
Bu makale,C2SH'den sonra solunum sırasında ilk DIAm EMG kaybının gerçek zamanlı doğrulanması için DIAm EMG'nin kullanımının yanı sıra yaralanmadan 3 gün sonra (3. gün) 18,21,31,32,33 sonraki doğrulayıcı değerlendirmelerin altını çizmektedir. C2SH modeli ile daha önceki çalışmalarda, DIAm EMG 10,13,30,34'ü kaydetmek için tekrarlanan laparotomiler yapıldı. Bununla birlikte, daha yeni çalışmalar, anestezi uygulanmış ve uyanık sıçanlarda EMG'nin kaydedilmesine izin veren kronik EMG elektrotlarını kullanmıştır. Ek olarak, kronik elektrotlar pnömotoraks riskini azaltır ve tekrarlanan laparotomiler gerektirmez, bu da DIAm35,36'nın inhibisyonuna neden olabilir. C2SH modelinin versiyonları birçok araştırmacı tarafından kullanılmış olmasına rağmen, ameliyat sırasında iDIAm aktivitesinin susturulmasının doğrulanmasıyapılmamıştır 3,4,6,7,11,22,23. Böyle bir hareketsizlik teyidi olmadan, sonraki iyileşmenin ne kadarının, farklı etkilere sahip olabilecek ipsilateral ve kontralateral yolların nöroplastisitesine atfedileceğini bilmek zordur. Bu önemli bir husustur, çünkü rVRG'den frenik motonöronlara inspiratuar nöral sürücü esas olarak ipsilateraldir veC2SH33'ten sonra frenik motor nöronlara giden uyarıcı glutamaterjik girdilerin yaklaşık% 50'si kaybedilir. Bununla birlikte, kontralateral rVRG'den, ipsilateral frenik motor nöronları innerve etmek için lezyon bölgesinin altına decussate yapan ve fonksiyonel iyileşmeyi teşvik etmek için nöroplastisite yoluyla güçlendirilebilen kalan inspiratuar uyarıcı girdiler vardır. Frenik motor nöronlara baskın ipsilateral uyarıcı girdiyi çıkararak, eupneik iDIAm EMG aktivitesi kaybolur (en azından anestezi altında), cDIAm'ın aktivitesi devam eder ve hatta artar. Solunum sırasında iDIAm EMG aktivitesinin kaybı bu nedenle başarılı bir C2SH'nin bir ölçüsüdür (Şekil 2).
Uyanık hayvanlardaC2SH'yi takiben 1-4 gün gibi erken bir sürede bir miktar iDIAm EMG aktivitesi mevcuttur23,37. Ek olarak, derebrat hayvanlarda, üst servikal hemiseksiyondan dakikalar ila saatler sonra iDIAm aktivitesi mevcuttur ve anestezi ile baskılanır38. Ek olarak, C2SH'nin başarısı, yaralanma sonrası 3. günde anestezi uygulanmış sıçanlarda solunum sırasında (eupnea) iDIAm EMG aktivitesinin olmadığını doğrulayarak doğrulanır. Konfokal görüntüleme çalışmaları, yaralanmanın bu ilk aşaması sırasında frenik motor nöronlar üzerindeki glutamaterjik sinaptik girdilerin kaybını doğruladı37. Yaralanmadan sonraki 3. günde, herhangi bir rezidüel eupneik iDIAm EMG aktivitesi varsa, bu, rVRG'den ipsilateral inleyen inspiratuar sürücünün eksik çıkarılmasının kanıtı olarak yorumlanır. Bu makale üç bölüme ayrılmıştır: (1) kronik DIAm EMG kayıtları, (2) C2SH ve (3) uyanık ve anestezi uygulanmış hayvanlarda EMG verilerinin toplanması. Bu protokol, solunumsal nöroplastisite, telafi edici cDIAm aktivitesi ve terapötik stratejiler ve farmasötikleri incelemek için mükemmel bir platform olan sıçanlarda titiz, tekrarlanabilir ve güvenilir birC2SH cSCI modelini tanımlar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>25 G Needle</td>
			<td>Cardinal Health</td>
			<td>1188825100</td>
			<td>Covidien Monoject Hypdermic Standard Needles: 25 G x 1&#34; (0.508 mm x 2.5 cm) A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-0 Vicryl Violet Braided</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>J774D</td>
			<td>3-0 Suture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adson-Brown Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11627-12</td>
			<td>Tip Shape: Straight, Tips: Shark Teeth, Tip Width: 1.4mm, Tip Dimensions: 2 x 1.4 m, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 12 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bowman Style Cage</td>
			<td>Braintree Scientific</td>
			<td>POR-530</td>
			<td>Weight range: 250 up to 750 g; Maximum length: 9&#34; (228 mm); Basic unit is constructed of .5&#34; (123 mm) jeweled acrylic.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Castroviejo Needle Holder</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12565-14</td>
			<td>Tip Shape: Straight, Tip Width: 1.5 mm, Clamping Length: 10 mm, Lock: Yes, Scissors: No, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 14 cm, Serrated: 
			Yes, Feature: Tungsten Carbide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clip Lead 1m TP Shielded</td>
			<td>Biopac Systems, Inc</td>
			<td>LEAD110S</td>
			<td>Shielded lead wires for EMG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data Acquisition Software</td>
			<td>LabChart</td>
			<td>LabChart 7.3.8</td>
			<td>Data recording, visualization, and analysis software for multi-channel recordings and real-time assessments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data Analysis Software - Matlab 2023b</td>
			<td>Mathworks, Inc.</td>
			<td>Version 23.2</td>
			<td>General purpose programming language for post hoc analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting Knife</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10056-12</td>
			<td>Cutting Edge: 4 mm, Thickness: 0.5 mm, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 12.5 cm, Blade Shape: Angled 30&#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #3 Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11293-00</td>
			<td>Style: #3, Tip Shape: Straight, Tips: Standard, Tip Dimensions: 0.17 x 0.1 mm, Length: 12 cm, Alloy / Material: Dumostar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electromyogram Amplifier</td>
			<td>Biopac Systems, Inc</td>
			<td>EMG100C</td>
			<td>EMG amplifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Friedman Rongeur</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>16000-14</td>
			<td>Tip Shape: Curved, Cup Size: 2.5mm, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 13cm, Joint Action: Single</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Friedman-Pearson Rongeurs</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>16021-14</td>
			<td>Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 14cm, Joint Action: Single, Cup Size: 1mm, Tip Shape: Curved</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isolated Power Supply Module</td>
			<td>Biopac Systems, Inc</td>
			<td>IPS100C</td>
			<td>Operates 100-series amplifier modules indepdent of the Biopac Systems, Inc.&#39;s MP series Data Acquisition System</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kelly Hemostats</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>13019-14</td>
			<td>Tips: Serrated, Tip Width: 1.5mm, Clamping Length: 22mm, Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 14cm, Tip Shape: Curved</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Knife Curette</td>
			<td>V. Mueller</td>
			<td>VM101-4414</td>
			<td>Tip: Sharp, Tip Diameter: 2 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Dissecting Scissors</td>
			<td>Biomedical Research Instruments, Inc.</td>
			<td>11-2420</td>
			<td>Length: 4&#34;, Angle: Straight, Blade Length: 23 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multistranded stainless steel wire</td>
			<td>Cooner Wire, Inc.</td>
			<td>AS 631</td>
			<td>AWG 40; Overall diameter: 0.011 mm (with insulation), 0.008 mm (without insulation).</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PowerLab 8/35</td>
			<td>ADInstruments</td>
			<td>PL3508</td>
			<td>Data acquisition system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Blade #11</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10011-00</td>
			<td>Blade Shape: Angled, Cutting Edge: 20 mm, Thickness: 0.4 mm, Alloy / Material: Carbon Steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Handle #3</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td>Alloy / Material: Stainless Steel, Length: 12 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague Dawley Rat</td>
			<td>Inotiv</td>
			<td>Order code: 002</td>
			<td>Sprague Dawley outbred rats (female and male)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>SZ61</td>
			<td>Surgical microscope&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture Cutting Scissors</td>
			<td>George Tiemann &#38; Co.</td>
			<td>110-1250SB</td>
			<td>Alloy / Material: Stainless Steel, Tip Shape: Straight, Tips: Sharp/Blunt, Length: 4.5&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas Spring Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15000-08</td>
			<td>Tips: Sharp, Cutting Edge: 2.5 mm, Tip Diameter: 0.05 mm, Length: 8 cm, Alloy / Material: Stainless Steel, Serrated: No, Tip Shape: Straight</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weitlaner Retractor</td>
			<td>Codman</td>
			<td>50-5647</td>
			<td>Prongs: 2 x 3 Blunt, Length: 4.5&#34;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessing functional recovery of eupneic diaphragm activity following unilateral cervical spinal cord hemisection in rats

cSCI'yi takiben, yaralanmanın boyutuna bağlı olarak DIAm'ın aktivasyonu etkilenebilir. Bu makale, sıçanlarda solunum sırasında öpneik ipsilateral diyafram (iDIAm) elektromiyografik (EMG) aktivitesini bozan tek taraflı birC2 hemiseksiyon (C2SH) cSCI modelini tanımlamaktadır. DIAm motor kontrolünün geri kazanılmasını değerlendirmek için, öncelikle C2SH'ye bağlı açığın derecesi açıkça belirlenmelidir. Solunum sırasında iDIAm EMG'nin tam bir başlangıç kaybını doğrulayarak, sonraki iyileşme yok veya mevcut olarak sınıflandırılabilir ve iyileşmenin derecesi EMG genliği kullanılarak tahmin edilebilir. Ek olarak, C2SH'yi takip eden akut spinal şok döneminden sonra solunum sırasında iDIAm EMG aktivitesinin devam eden yokluğunu ölçerek, ilk C2SH'nin başarısı doğrulanabilir. Kontralateral diyafram (cDIAm) EMG aktivitesinin ölçülmesi, nöroplastisiteyi de yansıtan C2SH'nin telafi edici etkileri hakkında bilgi sağlayabilir. Ayrıca, uyanık hayvanlardan alınan DIAm EMG kayıtları, C2SH sonrası DIAm'ın motor kontrolü hakkında hayati fizyolojik bilgiler sağlayabilir. Bu makale, solunumsal nöroplastisite, telafi edici cDIAm aktivitesi ve terapötik stratejiler ve farmasötikleri incelemek için mükemmel bir platform olan sıçanlarda titiz, tekrarlanabilir ve güvenilir birC2SH cSCI modeli için bir yöntemi açıklamaktadır.

There are more than 300,000 individuals with spinal cord injury (SCI) in the United States, approximately half of whom have cervical injuries1. These injuries result in significant loss of well-being and place a financial strain on individuals, their families, and the healthcare system. Fortunately, the majority of SCIs are incomplete&#8212;providing the potential for strengthening of spared pathways1. This neuroplasticity may allow recovery of at least some function, including DIAm activity, which is important for ventilatory and non-ventilatory behaviors. Thus, promoting neuroplasticity is a promising avenue of research to help individuals with SCI2.
Rodent models of SCI have the potential to contribute substantially to the discovery of treatments to improve human health. One of the classic models of SCI used to study neuroplasticity is a unilateral transection (hemisection) of the spinal cord at C2 (C2SH), which leaves the contralateral side intact3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13. The effect of C2SH on phrenic output and the importance of spared contralateral pathways was first revealed over a hundred years ago by Porter12, whose seminal article laid the foundation for modern-day studies of respiratory neuroplasticity. The C2SH model interrupts descending inputs from the rostral ventral respiratory group (rVRG) in the medulla, which contains premotor neurons responsible for transmitting the output of respiratory rhythm generation14. These rVRG premotor neurons also transmit excitatory neural drive to phrenic motor neurons (Figure 1). Several investigators have taken different approaches to the C2SH model10,11,15,16, which may partly explain some of the variability in recovery across studies. Briefly, approaches vary in terms of sparing the dorsal funiculi, performing a complete hemisection, or performing a lateral partial transection that does not completely interrupt descending inputs from the ipsilateral rVRG. Generally, C2SH models are particularly useful for studying respiratory neuroplasticity due to the rates of spontaneous recovery of eupneic iDIAm electromyographic (EMG) activity over time, which can be improved by several factors, including neurotrophic signaling17,18,19,20,21. However, an initial loss of function&#8212;defined as the silencing of eupneic iDIAm EMG activity&#8212;must be first established before recovery can be clearly classified. This validation of inactivity at the time of C2SH is not done in several studies3,4,6,7,11,22,23.
Histological assessments of the excised spinal cord only provide evidence of damage to the appropriate location of ipsilateral excitatory bulbospinal pathways innervating phrenic motor neurons in the spinal cord, but histology does not substitute for physiological evidence (e.g., DIAm EMG). Furthermore, histological assessments are performed in ex vivo at terminal time points (often several weeks to months post-injury) and thus do not provide &#34;real-time&#34; information. Some investigators have noted that the magnitude of the lesion relates to the amount of functional deficit or lack thereof5,24,25,26. It is important to note that the validity of such claims is likely highly dependent on how &#34;function&#34; is classified (i.e., what the functional tasks are and how they are quantified), and the variability across studies highlights the difficulty of producing functionally identical lesions across animals. Indeed, investigators have emphasized that the relationship between the extent of injury and limb muscle locomotor function (quantified by the Basso, Beattie, and Bresnahan (BBB) score24) is not linear27,28. In previous studies, we have found no relationship between the extent of the C2SH and the extent of recovery of eupneic iDIAm EMG activity post-injury10,29,30,31, although other investigators have reported a relationship between ventilatory function and the extent of white matter sparing5. Thus, in the case of the C2SH model, an approach for functional validation of iDIAm inactivity at the time of the surgery and preferably early in the time course of chronic spinal cord injury experiments is both beneficial and necessary.
The present article underscores the use of DIAm EMG for real-time confirmation of the initial loss of DIAm EMG during breathing after the C2SH as well as subsequent confirmatory assessments at 3 days (Day 3) after the injury18,21,31,32,33. In earlier work with the C2SH model, repeated laparotomies were performed to record DIAm EMG10,13,30,34. However, more recent work has used chronic EMG electrodes, which allow the recording of EMG in anesthetized and awake rats. Additionally, chronic electrodes reduce the risk of pneumothorax and don&#39;t require repeated laparotomies, which can cause inhibition of the DIAm35,36. Although versions of the C2SH model have been used by many investigators, confirmation of the silencing of iDIAm activity was not made at the time of surgery3,4,6,7,11,22,23. Without such a confirmation of inactivity, it is difficult to know what portion of subsequent recovery to attribute to the neuroplasticity of ipsilateral versus contralateral pathways, which may have differential impacts. This is an important consideration because the inspiratory neural drive from the rVRG to phrenic motoneurons is primarily ipsilateral, with a loss of about 50% of excitatory glutamatergic inputs to phrenic motor neurons after C2SH33. However, there are remaining inspiratory excitatory inputs from the contralateral rVRG that decussate below the site of the lesion to innervate ipsilateral phrenic motor neurons and can be strengthened via neuroplasticity to promote functional recovery. By removing the predominant ipsilateral excitatory input to phrenic motor neurons, eupneic iDIAm EMG activity is lost (at least under anesthesia), while the activity of the cDIAm continues and is even enhanced. The loss of iDIAm EMG activity during breathing is thus a measure of a successful C2SH (Figure 2).
Some level of iDIAm EMG activity is present as early as 1-4 days following C2SH in awake animals23,37. Additionally, in decerebrate animals, iDIAm activity is present within minutes to hours after upper cervical hemisection and is suppressed by anesthesia38. Additionally, the success of the C2SH is validated by confirming the absence of iDIAm EMG activity during breathing (eupnea) in anesthetized rats on Day 3 post-injury. Confocal imaging studies confirmed the loss of glutamatergic synaptic inputs on phrenic motor neurons during this initial stage of injury37. At Day 3 post-injury, if there is any residual eupneic iDIAm EMG activity, this is interpreted as evidence of incomplete removal of ipsilateral descending inspiratory drive from the rVRG. The present article is divided into three sections: (1) chronic DIAm EMG recordings, (2) C2SH, and (3) EMG data acquisition in awake and anesthetized animals. This protocol describes a rigorous, reproducible, and reliable C2SH model of cSCI in rats, which is an excellent platform for studying respiratory neuroplasticity, compensatory cDIAm activity, and therapeutic strategies and pharmaceuticals.

Yazar Spotlight: Sıçanlarda Servikal Spinal Hemiseksiyon Sonrası Nöromotor Kontrol ve Diyafram Fonksiyonunun İyileşmesi

Sıçanlarda Tek Taraflı Servikal Omurilik Hemiseksiyonu Sonrası Eupneik Diyafram Aktivitesinin Fonksiyonel İyileşmesinin Değerlendirilmesi

Our research focuses on neuromotor control of the diaphragm muscle during breathing. Phrenic motor neurons innervating diaphragm muscle fibers receive descending excitatory input from the brainstem, which is primarily ipsilateral and therefore disrupted by upper cervical spinal cord hemisection or C2SH. Following C2SH, there is spontaneous recovery of ipsilateral diaphragm activity reflecting neuroplasticity.A major development is demonstrating a role of brain-derived neurotropic factor or BDNF signaling through its high affinity TrkB receptor in the recovery of diaphragm activity following C2SH. A second development is the use of machine learning approaches to facilitate high throughput analyses of diaphragm activity during numerous respiratory cycles. The lack of reliable, unbiased high throughput techniques to evaluate basic elements of diaphragm neuromotor control is a challenge in defining recovery of function.This becomes especially important when you're dealing with recordings from animals that are not anesthetized. Our cervical spinal hemisection intentionally leaves the ipsilateral dorsal funiculus intact, minimizing limb muscle deficits, but still causing loss of diaphragm activity. This protocol emphasizes validation of the loss of diaphragm activity at the time of surgery, thereby establishing a clear starting point for recovery of diaphragm muscle function.Further exploring the role of BDNF TrkB signaling in neuroplasticity and recovery of diaphragm neuromotor control after cervical spinal cord injury.

Bu makalede sunulan yaklaşım,C2SH'ninbir sıçan modelinde DIAm EMG'yi değerlendirmek için net kriterler belirleyerek operatörler arası değişkenliği en aza indirir. İlk olarak, Şekil 2'de gösterildiği gibi,C2SH'denhemen sonra eupneik iDIAm EMG aktivitesinin durduğu gözlenmelidir. Aksi takdirde, öpneik iDIAm aktivitesi kaybolana kadar ikincil bir transeksiyon yapılabilir. İkincisi, C2SH sonrası 3. günde, hayvanlar anestezi uygulanırken öp...

Solunum komplikasyonları, servikal omurilik yaralanması (cSCI) olan bireylerde önde gelen ölüm nedenidir. cSCI'nin hayvan modelleri, mekanik değerlendirmeler ve klinik öncesi çalışmalar için gereklidir. Burada, sıçanlarda tek taraflı C2 spinal hemiseksiyon (C2SH) sonrası diyafram kası (DIAm) aktivitesinin fonksiyonel iyileşmesini değerlendirmek için tekrarlanabilir bir yöntem sunuyoruz.

Following cSCI, activation of the DIAm can be impacted depending on the extent of the injury. The present manuscript describes a unilateral C2 hemisection ...

assessing-functional-recovery-eupneic-diaphragm-activity-following

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Assessing Functional Recovery of Eupneic Diaphragm Activity Following Unilateral Cervical Spinal Cord Hemisection in Rats

232 Görüntüleme.  Mayo Clinic. Araştırmamız, solunum sırasında diyafram kasının nöromotor kontrolüne odaklanmaktadır. Diyafram kas liflerini innerve eden frenik motor nöronlar, esas olarak ipsilateral olan ve bu nedenle üst servikal omurilik hemiseksiyonu veya C2SH tarafından bozulan beyin sapından azalan uyarıcı girdi alır. C2SH'yi takiben, nöroplastisiteyi yansıtan ipsilateral diyafram aktivitesinde spontan iyileşme vardır.Önemli bir gelişme, C2SH'yi takiben...