Name: inducing post-traumatic epilepsy in a mouse model of repetitive diffuse traumatic brain injury
Uploaded: 2020-02-10T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury Video at JoVE.com

Эта работа была поддержана R01 NS105807/NS/NINDS NIH HHS/United States и CURE на основе гранта CURE, полученного от Армии США медицинских исследований и материальных средств командования, Министерство обороны (DOD), через психологическое здоровье и травматического мозга программы исследований в соответствии с премией No. W81XWH-15-2-0069. Иван Квидхук высоко ценится за коррективы рукописи.

Все процедуры для животных, описанные в этом протоколе, были выполнены в соответствии с Институциональным Комитетом по уходу за животными и использованию (IACUC) Технологического университета Вирджинии и в соответствии с «Руководством по уходу и использованию лабораторных животных» На?...

<ol>
	<li>Christensen, 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=Long-term+risk+of+epilepsy+after+traumatic+brain+injury+in+children+and+young+adults:+a+population-based+cohort+study.">Long-term risk of epilepsy after traumatic brain injury in children and young adults: a population-based cohort study.</a> Lancet. 373 (9669), 1105-1110 (2009).</li><li>Lowenstein, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epilepsy+after+head+injury:+an+overview.">Epilepsy after head injury: an overview.</a> Epilepsia. 50, 4-9 (2009).</li><li>Ferguson, P. 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=A+population-based+study+of+risk+of+epilepsy+after+hospitalization+for+traumatic+brain+injury.">A population-based study of risk of epilepsy after hospitalization for traumatic brain injury.</a> Epilepsia. 51 (5), 891-898 (2010).</li><li>Abou-Abbass, 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=Epidemiology+and+clinical+characteristics+of+traumatic+brain+injury+in+Lebanon:+A+systematic+review.">Epidemiology and clinical characteristics of traumatic brain injury in Lebanon: A systematic review.</a> Medicine (Baltimore). 95 (47), 5342 (2016).</li><li>Management of Concussion/mTBI Working Group. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VA/DoD+Clinical+Practice+Guideline+for+Management+of+Concussion/Mild+Traumatic+Brain+Injury.">VA/DoD Clinical Practice Guideline for Management of Concussion/Mild Traumatic Brain Injury.</a> The Journal of Rehabilitation Research and Development. 46 (6), 1-68 (2009).</li><li>Piccenna, L., Shears, G., O'Brien, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Management+of+post-traumatic+epilepsy:+An+evidence+review+over+the+last+5+years+and+future+directions.">Management of post-traumatic epilepsy: An evidence review over the last 5 years and future directions.</a> Epilepsia Open. 2 (2), 123-144 (2017).</li><li>Loscher, W., Brandt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevention+or+modification+of+epileptogenesis+after+brain+insults:+experimental+approaches+and+translational+research.">Prevention or modification of epileptogenesis after brain insults: experimental approaches and translational research.</a> Pharmacological Reviews. 62 (4), 668-700 (2010).</li><li>Ostergard, T., Sweet, J., Kusyk, D., Herring, E., Miller, J. <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+post-traumatic+epilepsy.">Animal models of post-traumatic epilepsy.</a> Journal of Neuroscience Methods. 272, 50-55 (2016).</li><li>Shandra, O., 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=Repetitive+Diffuse+Mild+Traumatic+Brain+Injury+Causes+an+Atypical+Astrocyte+Response+and+Spontaneous+Recurrent+Seizures.">Repetitive Diffuse Mild Traumatic Brain Injury Causes an Atypical Astrocyte Response and Spontaneous Recurrent Seizures.</a> Journal of Neuroscience. 39 (10), 1944-1963 (2019).</li><li>Foda, M. A., Marmarou, A. <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+II:+Morphological+characterization.">A new model of diffuse brain injury in rats. Part II: Morphological characterization.</a> Journal of Neurosurgery. 80 (2), 301-313 (1994).</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+I:+Pathophysiology+and+biomechanics.">A new model of diffuse brain injury in rats. Part I: Pathophysiology and biomechanics.</a> Journal of Neurosurgery. 80 (2), 291-300 (1994).</li><li>Paxinos, G., Keith, B. J., Franklin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2007).</li><li>Shandra, O., Robel, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+and+Manipulating+Astrocyte+Function+In+Vivo+in+the+Context+of+CNS+Injury.">Imaging and Manipulating Astrocyte Function In Vivo in the Context of CNS Injury.</a> Methods in Molecular Biology. 1938, 233-246 (2019).</li><li>Pitkanen, A., Immonen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epilepsy+related+to+traumatic+brain+injury.">Epilepsy related to traumatic brain injury.</a> Neurotherapeutics. 11 (2), 286-296 (2014).</li><li>Kharatishvili, I., Nissinen, J. P., McIntosh, T. K., Pitkanen, A. <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+posttraumatic+epilepsy+induced+by+lateral+fluid-percussion+brain+injury+in+rats.">A model of posttraumatic epilepsy induced by lateral fluid-percussion brain injury in rats.</a> Neuroscience. 140 (2), 685-697 (2006).</li><li>Pitkanen, A., Bolkvadze, T., Immonen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anti-epileptogenesis+in+rodent+post-traumatic+epilepsy+models.">Anti-epileptogenesis in rodent post-traumatic epilepsy models.</a> Neuroscience Letters. 497 (3), 163-171 (2011).</li><li>Gades, N. M., Danneman, P. J., Wixson, S. K., Tolley, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+magnitude+and+duration+of+the+analgesic+effect+of+morphine,+butorphanol,+and+buprenorphine+in+rats+and+mice.">The magnitude and duration of the analgesic effect of morphine, butorphanol, and buprenorphine in rats and mice.</a> Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 39 (2), 8-13 (2000).</li></ol>

В отличие от моделей CCI и FPI, вызывающих либо фокусные или комбинации фокусных и диффузных травм, модель повторяющихся диффузных TBI, описанная в данном протоколе, позволяет индукцию диффузной травмы при отсутствии очаговой черепно-мозговой травмы и не требует переломов кожи головы или ч...

Каждый год TBI затрагивает, по оценкам, 60 миллионов человек во всем мире. Воздействие лиц подвергаются более высокому риску развития эпилепсии, которая может проявляться лет после первоначальной травмы. Хотя тяжелые TBIs связаны с более высоким риском эпилепсии, даже мягкий ТБИ увеличивает шансы человека на развитие эпилепсии1,2,3,4. Все TBIs могут быть классифицированы как координационные, диффузные, или сочетание того и другого. Диффузная черепно-мозговая травма, присутствуюая во многих, если не во всех ТБО, является результатом стрижки мозгов различной плотности друг против друга из-за ускорения замедления и вращательных сил. По определению, диффузная травма происходит только в изоляции в мягкой / сотрясение не проникающей черепно-мозговой травмы, в которой не поражения головного мозга видны на компьютерной томографии5.
В настоящее время существуют две критические проблемы в области ведения пациентов, у которых развивается посттравматическая эпилепсия (ПТЭ). Во-первых, как только ПТЭ проявляется, судороги устойчивы к имеющимся противоэпилептических препаратов (AED)6. Во-вторых, AEDs одинаково неэффективны в профилактике эпилептогенеза, и нет эффективных альтернативных терапевтических подходов. Для того, чтобы решить этот дефицит и найти лучшие терапевтические цели и кандидатов на лечение, необходимо будет изучить новые клеточные и молекулярные механизмы в корне PTE6.
Одной из характерных особенностей посттравматической эпилепсии является скрытый период между первоначальным травматическим событием и наступлением спонтанных, неспровоцированных, периодических припадков. События, которые происходят в этом временном окне являются естественным фокусом для исследователей, потому что это время окно может позволить лечение и профилактика PTE в целом. Модели животных наиболее часто используются для этого исследования, потому что они предлагают несколько различных преимуществ, не последним из которых является то, что непрерывный мониторинг человеческих пациентов будет непрактичным и дорогостоящим в течение таких потенциально длительных периодов времени. Кроме того, клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе эпилептогенеза, могут быть исследованы только в моделях животных.
Модели животных со спонтанными посттравматическими припадками и эпилепсией предпочтительнее перед моделями, где припадки индуцируются после ТБИ менее физиологически значимыми средствами, такими как хемоконвульяторы или электрическая стимуляция остро, хронически или разжиганием. Спонтанные посттравматические модели припадков тест, как TBI изменяет здоровую сеть мозга, что приводит к эпилептогенезу. Исследования с использованием дополнительной стимуляции после TBI оценить, как воздействие TBI снижает порог захвата и влияет на восприимчивость к судорогам. Преимущества животных моделей с изъятиями, вызванными химически или с электрической стимуляцией, заключаются в тестировании специфических механизмов огнеупорности к AED и эффективности существующих и новых AED. Тем не менее, степень релевантности и перевода этих данных на людей может быть неоднозначной7 из-за следующего: 1) механизмы захвата могут отличаться от тех, которые индуцируются только ТБИ; 2) не все из этих моделей приводят к спонтанным припадков7; 3) поражения, созданные судорожным агентом себя, с канюлей, необходимых для его доставки, или путем стимулирования размещения электродов в глубинных структурах (например, гиппокампа или миндалины) уже может вызвать повышенную восприимчивость захвата и даже гиппокампа эпилептиформных потенциалов эпилептиформных7. Кроме того, некоторые судорожные агенты (т.е. кайновая кислота) производят прямые поражения гиппокампа и склероз, что не характерно после диффузного ТБИ.
До недавнего времени существовали только две животные модели посттравматической эпилепсии: контролируемое воздействие корки (CCI, фокус) или жидкие ударные травмы (FPI, фокусные и диффузные)8. Обе модели приводят к большим очаговым поражениям наряду с потерей тканей, кровоизлиянием и глиозом у грызунов8. Эти модели имитируют посттравматическую эпилепсию, вызванную крупными очаговыми поражениями. Недавнее исследование показало, что повторный (3x) диффузный ТБИ достаточен для развития спонтанных припадков и эпилепсии у мышей даже при отсутствии очаговых поражений9,добавляя третью модель грызунов PTE с подтвержденными спонтанными периодическими припадками. Эта новая модель имитирует клеточные и молекулярные изменения, вызванные диффузной TBI, лучше представляя население с мягкими, сотрясением туберкулеза. В этой модели, скрытый период в три недели или более до начала захвата и появление поздних, спонтанных, повторяющихся изъятий позволяет исследовать коренные причины посттравматического эпилептогенеза, тестирование эффективности профилактических подходов и новых терапевтических кандидатов после начала захвата, и имеет потенциал для развития биомаркеров посттравматического эпилепгенеза, потому что примерно половина животных развиваются посттравматического эпилепсии.
Выбор животной модели для изучения посттравматической эпилепсии зависит от научного вопроса, типа исследуемой черепно-мозговой травмы и того, какие инструменты будут использоваться для определения основных клеточных и молекулярных механизмов. В конечном счете, любая модель посттравматической эпилепсии должна продемонстрировать как появление спонтанных припадков после ТБИ, так и начальный период задержки в подмножестве животных ТБИ, потому что не все пациенты, которые несут ТБИ, переходят к развитию эпилепсии. Для этого в этом протоколе используется электроэнцефалография (ЭЭГ) с одновременным приобретением видео. Понимание технических аспектов, лежащих в основе оборудования и подходов к сбору данных, имеет решающее значение для точной интерпретации данных. Важнейшие аппаратные аспекты включают тип системы записи, тип электродов (винт или провод свинца) и материал, из которого они сделаны, синхронизированное приобретение видео (как часть системы ЭЭГ или третьей стороны), а также свойства компьютерной системы. Крайне важно установить соответствующие параметры приобретения в любом типе системы в зависимости от цели исследования, событий ЭЭГ, представляющих интерес, метода дальнейшего анализа и устойчивости хранения данных. Наконец, необходимо учитывать метод конфигурации электрода (монтаж), так как каждый из них имеет преимущества и недостатки и повлияет на интерпретацию данных.
Этот протокол подробно, как использовать модифицированные Marmarou падение веса модели10,11, чтобы вызвать диффузные травмы в результате спонтанного, неспровоцированные, периодические судороги у мышей, описывает хирургические подходы к приобретению одного и многоканального непрерывного, и синхронизированные видео ЭЭГ с использованием монополярного, биполярного или смешанного монтажа.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.10&#34; screw</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8209</td>
			<td>0.10 inch long stainless steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.10&#34; screw</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8403</td>
			<td>0.10 inch long with pre-soldered wire lead</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.12&#34; screw</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8212</td>
			<td>0.12 inch long stainless steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1EEG headmount</td>
			<td>Invitro1 (subsidiary of Plastics One), VA, USA</td>
			<td>MS333/8-A/SPC</td>
			<td>3 individually Teflon-insulated platinum iridium wire electrodes (twisted or untwisted, 0.005 inch diameter) extending below threaded plastic pedestal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2EEG/1EMG headmount</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8201</td>
			<td>2EEG/1EMG channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3% hydrogen peroxide</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Pharmacy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3EEG headmount</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td>8235-SM-C</td>
			<td>custom 6-Pin Connector for 3EEG channels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Par Pharmaceuticals, Cos. Inc., Spring Valley, NY, USA</td>
			<td>060969</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenorphine</td>
			<td>Par Pharmaceuticals, Cos. Inc., Spring Valley, NY, USA</td>
			<td>060969</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6 mice</td>
			<td>Harlan/Envigo Laboratories Inc</td>
			<td></td>
			<td>male, 12-16 weeks old</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6 mice</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td></td>
			<td>male, 12-16 weeks old</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carprofen</td>
			<td>Zoetis Services LLC, Parsippany, NJ, USA</td>
			<td>026357</td>
			<td>NOTE: this drug is added during weight drop only if stereotactic electrode implantation will be performed on the same day</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorhexidine antiseptic</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Pharmacy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dental cement and solvent kit</td>
			<td>Stoelting Co., USA</td>
			<td>51459</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill</td>
			<td>Foredom</td>
			<td>HP4-917</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit</td>
			<td>Meisinger USA, LLC, USA</td>
			<td>HM1-005-HP</td>
			<td>0.5 mm, Round, 1/4, Steel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry sterilizer</td>
			<td>Cellpoint Scientific, USA</td>
			<td></td>
			<td>Germinator 500</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG System 1</td>
			<td>Biopac Systems, CA, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG System 2</td>
			<td>Pinnacle Technology Inc., KS, USA</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol &#8805;70%</td>
			<td>VWR, USA</td>
			<td>71001-652</td>
			<td>KOPTEC USP, Biotechnology Grade (140 Proof)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye ointment</td>
			<td>Pro Labs Ltd, USA</td>
			<td></td>
			<td>Puralube Vet Ointment Sterile Ocular Lubricant available in general online stores and pharmacies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluriso liquid for inhalation anesthesia</td>
			<td>MWI Veterinary Supply Co., USA</td>
			<td>502017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair removal product</td>
			<td>Church &#38; Dwight Co., Inc., USA</td>
			<td></td>
			<td>Nair cream</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>MWI Veterinary Supply Co., USA</td>
			<td>502017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-iodine surgical solution</td>
			<td>Purdue Products, USA</td>
			<td>004677</td>
			<td>Betadine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rimadyl/Carprofen</td>
			<td>Zoetis Services LLC, Parsippany, NJ, USA</td>
			<td>026357</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Harware store</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soldering iron</td>
			<td>Weller, USA</td>
			<td>WP35</td>
			<td>ST7 tip, 0.8mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless steel disc</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile cotton swabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile gauze pads</td>
			<td>Fisher Scientific, USA</td>
			<td>22362178</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile poly-lined absorbent towels pads</td>
			<td>Cardinal Health, USA</td>
			<td>3520</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue adhesive</td>
			<td>3M Animal Care Products, USA</td>
			<td>1469SB</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

inducing post-traumatic epilepsy in a mouse model of repetitive diffuse traumatic brain injury

Травматическая черепно-мозговая травма (ТБИ) является основной причиной приобретенной эпилепсии. TBI может привести к очаговой или диффузной черепно-мозговой травмы. Фокусная травма является результатом прямых механических сил, иногда проникающих через череп, создавая прямое повреждение в тканях мозга. Они видны во время визуализации мозга как области с ушибами, рваной раной и кровоизлиянием. Очаговые поражения вызывают гибель нейронов и образование глиальных шрамов и присутствуют у 20%-25% всех людей, которые несут TBI. Однако в большинстве случаев ТБИ, травмы вызваны ускорением силы замедления и последующего стрижки тканей, в результате чего нефокальные, диффузные повреждения. Субпопуляция пациентов ТБИ продолжает развиваться посттравматическая эпилепсия (ПТЭ) после периода задержки месяцев или лет. В настоящее время невозможно предсказать, какие пациенты будут развиваться PTE, и судороги у пациентов PTE являются сложными для контроля, что требует дальнейших исследований. До недавнего времени поле ограничивалось только двумя моделями животных/грызунов с проверенными спонтанными посттравматическими припадками, оба из них представляли большие очаговые повреждения с массивной потерей тканей в коре, а иногда и подкорковых структурах. В отличие от этих подходов, было установлено, что диффузный TBI индуцированных с помощью модифицированной модели падения веса достаточно, чтобы инициировать развитие спонтанного судорожных и не судорожных припадков, даже при отсутствии очаговых поражений или потери тканей. Подобно пациентам с приобретенными посттравматическими эпилепсией, эта модель представляет собой период задержки после травмы до начала захвата. В этом протоколе, сообщество будет предоставлено с новой моделью посттравматической эпилепсии, подробно, как вызвать диффузные не-повреждение TBI следуют непрерывный долгосрочный видео-электроэнцефалографический мониторинг животных в течение нескольких месяцев. Этот протокол будет подробно обработки животных, процедура падения веса, размещение электродов для двух систем приобретения, а также частые проблемы, возникающие во время каждого из этапов операции, послеоперационный мониторинг, и приобретение данных.

В описанном здесь протоколе описывается метод индукции диффузной травмы в изоляции (например, при отсутствии очагового поражения) с помощью мышиной модели повторяющихся диффузных TBI (Рисунок 1). На рисунке 1А изображено устройство для снижения в...

Watch this Scientific Journal Video about Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury Video at JoVE.com

Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury Video (Video) | JoVE

Этот систематический протокол описывает новую модель животных посттравматической эпилепсии после повторяющихся легкой черепно-мозговой травмы. Первая часть детали шаги для индукции черепно-мозговой травмы с использованием модифицированной модели падения веса. Вторая часть содержит инструкции по хирургическому подходу к одно- и многоканальным системам получения электроэнцефалографических данных.

Индуцирование посттравматической эпилепсии в мышиной модели повторяющихся диффузных травматических травм головного мозга

Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of acquired epilepsy. TBI can result in a focal or diffuse brain injury. Focal injury is a result of ...

Наш протокол является первым подробно мыши модель посттравматического эпилепсии индуцированных легкой черепно-мозговой травмы. Использование легкой диффузной модели черепно-мозговой травмы имитирует важный аспект патологии человеческой черепно-мозговой травмы, которая почти всегда имеет рассеянный компонент. Для разработки биомаркеров и методов лечения необходимы исследования с использованием моделей, которые надлежащим образом воспроизводят аспекты патологии человека.Наша модель черепно-мозговой травмы также имеет потенциал, чтобы обеспечить понимание механизмов, которые вызывают ухудшение функции мозга после легкой черепно-мозговой травмы или сотрясения мозга. После подтверждения отсутствия реакции на болевой рефлекс, поместите мышь на пену площадку и положение головы мыши под трубку падения веса. Поместите плоский 1,3 сантиметра диаметром один миллиметр толщиной 880 миллиграммов вес диска из нержавеющей стали в центре головы животного между глазами и ушами.Удалите штифт в трубке падения веса, чтобы освободить 100-граммовый вес стержня с высоты 50 сантиметров. Чтобы вызвать фиктивную травму у контрольных мышей, удалите штангу из трубки, чтобы предотвратить случайное высвобождение булавки во время падения веса. После индукции падения веса, поместите животное на спину на грелку, покрытую стерильным поли выстроились абсорбционное полотенце с мониторингом до полной лежачих.Затем поместите мышь в чистую клетку, которая была подогрета на грелке с гелем восстановления и несколько увлажненной кусочки чау в течение 45 минут. Для подготовки хирургического поля для имплантации ЭЭГ электрода поместите датчик температуры на площадку и поместите повторно анестезированную мышь с повреждениями головного мозга на стерильную драпировку поверх грелки на стереотаксическом аппарате. После фиксации головы на месте с ушными прутьями, нанесите смазочковую мазь на глаза животного и используйте крем для удаления волос с головы.Дезинфицировать обитаемую кожу тремя 20-секундными переменными тампонами из пувиденовой йода хирургическим антисептическим раствором и 70%-ным этанолом круговыми движениями. После удаления кожи головы нанесите небольшие гемостаты на открытые границы кожи, чтобы расширить открытую область. Затем используйте скальпель, чтобы аккуратно удалить периостей и мазок черепа с перекисью водорода.Когда череп очищается от ткани и проявляет беловатый вид, высушите кость стерильной марлей или тампоном. Для имплантации электродов используйте высокоскоростную дрель с круглым стальным битом 0,5 миллиметра при 5 000-6000 оборотов в минуту, чтобы создать шесть отверстий заусенцев для винтовых электродов. Когда все отверстия были просверлены, поместите шесть винтовых электродов в отверстия заусенцев и смешайте половину совок зубного цементного порошка с несколькими каплями растворителя.Используйте шпатель, чтобы перемешать, пока зубной цементной смеси липкий, но податливый и достаточно жесткой, чтобы быть должным образом конденсируется при размещении на черепе животного. Нанесите цемент на всю выставленную поверхность черепа и каждый винтовой электрод. Через одну-две минуты включите припой железа и поместите три ЭЭГ голову горе в стереотаксическом держатель руку.Располагаем головной крепление над черепом так, чтобы шесть позиций свинца провода соответствовали положению провода свинца каждого винтового электрода. Опустите устройство так, чтобы его вентраловая часть покоиться поверх зубного цемента. Твист проволоки каждого свинца от каждого винта электродов с соответствующим проводом свинца головы горе, припой каждой витой пары проводов для надлежащей проводимости сигнала и использовать ножницы для обрезки любой избыток провода.Согните каждую припойную пару проводов ведет вокруг головы крепления. Когда все пары были согнуты, покрыть все провода со свежим зубным цементом оставив только черную часть головы горе подвергаются. Отпустите гемостаты, держащие лоскуты кожи и нанесите хлоргексидин антисептик в область вокруг имплантата, чтобы избежать инфекции.Затем перенесите животное из аппарата на баланс, чтобы измерить вес животного в качестве эталона для будущего мониторинга, прежде чем поместить животное в чистую клетку на теплую грелку с мониторингом, геля для восстановления и нескольких увлажневшихся кусочков чау. На этой цифре, спонтанный захват в мыши 97 дней после повторного падения веса черепно-мозговой травмы, записанные с помощью трех ЭЭГ голову установлен, как показано на этом видео-протокол показано. Здесь показан спонтанный неудорожный электрографический припадок, зарегистрированный у мыши через 65 дней после повторной черепно-мозговой травмы.На этом рисунке, спонтанный захват в мыши 23 дней после повторного падения веса черепно-мозговой травмы был записан с помощью одного ЭЭГ голову горе. Спектральная сила типичного захвата указывает на самую высокую плотность, чтобы быть в диапазоне от 10 до 40 герц с пиком в 15 герц. Этот протокол демонстрирует сроки начала захвата у животных после повторяющихся травмы падения веса черепно-мозговой травмы, демонстрируя частоту захвата кластеризации у некоторых животных и подчеркивая важность приобретения непрерывных, а не прерывистых записей.Правильное размещение стального диска, тщательная имплантация винтовых электродов и тщательный припой проводных проводов имеют решающее значение для успешного долгосрочного эксперимента. После мониторинга ЭЭГ, животные с черепно-мозговой травмой, которые развиваются судороги могут быть стратифицированы из тех, которые не для последующего анализа их клеточных, молекулярных и физиологических различий. Для стратификации животных с посттравматической эпилепсией от тех, которые несут черепно-мозговую травму, но не развиваются судороги имеет решающее значение для развития вмешательств и биомаркеров.

Research

JoVE Journal

Behavior

Inducing Post-Traumatic Epilepsy in a Mouse Model of Repetitive Diffuse Traumatic Brain Injury

Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke Video (Video) | JoVE

Компенсационные Limb Использование и поведенческая оценка двигательных навыков обучения После сенсомоторной коры травмы в мышиной модели ишемического инсульта

Mouse models have become increasingly popular in the field of behavioral neuroscience, and specifically in studies of experimental stroke. As models ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats Video (Video) | JoVE

Модифицированный Совет Hole - Измерение поведения, познания и социального взаимодействия у мышей и крыс

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

Exploring the Use of Isolated Expressions and Film Clips to Evaluate Emotion Recognition by People with Traumatic Brain Injury

Exploring the Use of Isolated Expressions and Film Clips to Evaluate Emotion Recognition by People with Traumatic Brain Injury Video (Video) | JoVE

Изучение использования изолированных выражений и клипов фильма для оценки Emotion распознавания людей с черепно-мозговой травмой

The current study presented 60 people with traumatic brain injury (TBI) and 60 controls with isolated facial emotion expressions, isolated vocal emotion ...

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain

Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation to the Unilateral Hemisphere of Rat Brain Video (Video) | JoVE

Повторные транскраниальной магнитной стимуляции к одностороннему полушарии мозга крысы

Previous rodent models of repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) adopted whole-brain stimulation instead of unilateral hemispheric rTMS, ...

Wheel Running and Environmental Complexity as a Therapeutic Intervention in an Animal Model of FASD

Wheel Running and Environmental Complexity as a Therapeutic Intervention in an Animal Model of FASD Video (Video) | JoVE

Колеса Запуск и окружающей среды Сложность в качестве терапевтического вмешательства в животную модель FASD

Aerobic exercise (e.g., wheel running (WR) extensively used in animal research) positively impacts many measures of neuroplastic potential in the brain, ...

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze

Assessing Spatial Memory Impairment in a Mouse Model of Traumatic Brain Injury Using a Radial Water Tread Maze Video (Video) | JoVE

Оценка нарушения пространственной памяти в мышиной модели травматической травмы головного мозга с использованием лабиринта с радиальной водой

Despite the recent increase in use of mouse models in scientific research, researchers continue to use cognitive tasks that were originally designed and ...

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury Video (Video) | JoVE

Обнаружение поведенческих дефицита в крыс после черепно-мозговой травмы

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

Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat

Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat Video (Video) | JoVE

Использование лазера Doppler визуализации и мониторинга для анализа спинного микроциркуляцию в крыса

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory ...

A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats

A New Method for Inducing a Depression-Like Behavior in Rats Video (Video) | JoVE

Новый метод для стимулирования депрессии подобное поведение у крыс

Contagious depression is a phenomenon that is yet to be fully recognized and this stems from insufficient material on the subject. At the moment, there is ...

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder

Stress-Enhanced Fear Learning, a Robust Rodent Model of Post-Traumatic Stress Disorder Video (Video) | JoVE

Страх, стресс расширение обучения, надежную модель грызунов посттравматического стрессового расстройства

Fear behaviors are important for survival, but disproportionately high levels of fear can increase the vulnerability for developing psychiatric disorders ...