Travmatik Beyin Hasarı Sonrası Yetişkin Sıçanlarda Baskın-İtaatkar Davranışların Değerlendirilmesi

Mevcut protokol, sıvı perküsyonuna bağlı travmatik beyin hasarının bir sıçan modelini ve ardından baskın ve itaatkar davranışın gelişimini anlamak için bir dizi davranış testini tanımlamaktadır. Bu travmatik beyin hasarı modelinin belirli davranış testleriyle birlikte kullanılması, beyin hasarını takiben sosyal bozuklukların incelenmesini sağlar.

Yiyecek, bölge ve eşler gibi kaynaklar üzerindeki rekabet, hayvan türleri içindeki ilişkileri önemli ölçüde etkiler ve genellikle baskın-itaatkar ilişkilere dayanan sosyal hiyerarşiler aracılığıyla aracılık eder. Baskın-itaatkar ilişki, bir türün bireyleri arasında normal bir davranış kalıbıdır. Travmatik beyin hasarı, sosyal etkileşim bozukluğunun ve hayvan çiftlerinde baskın-itaatkar ilişkilerin yeniden düzenlenmesinin sık görülen bir nedenidir. Bu protokol, yetişkin erkek Sprague-Dawley sıçanlarında, travmatik beyin hasarının indüksiyonundan sonra, indüksiyondan sonraki 29 gün ile 33 gün arasında yapılan bir dizi baskın-itaatkar test yoluyla naif sıçanlara kıyasla bir sıvı-perküsyon modeli kullanılarak itaatkar davranışları tanımlar. Baskın-itaatkar davranış testi, beyin hasarının yiyecek için yarışan hayvanlarda itaatkar davranışı nasıl tetikleyebileceğini göstermektedir. Travmatik beyin hasarından sonra, kemirgenler, besleyicide daha az zaman harcadıkları ve kontrol hayvanlarına kıyasla oluğa ilk önce gelme olasılıklarının daha düşük olduğu gibi daha itaatkardı. Bu protokole göre, yetişkin erkek sıçanlarda travmatik beyin hasarından sonra itaatkar davranış gelişir.

Türler arası rekabet, aynı türün üyeleri aynı anda sınırlı bir kaynak için rekabet ettiğinde ortaya çıkar¹. Buna karşılık, türler arası rekabet iki farklı türün üyeleri arasında gerçekleşir². Türler arası rekabet, müdahale (uyarlanmış) ve sömürü (yarışma) dahil olmak üzere iki türe ayrılır ve gıda ve bölge³ gibi çekişmeli kaynak türüne bağlı olarak ortaya çıkar.

Toplumsal hiyerarşilerin varlığı, baskın-itaatkâr ilişkiler (DSR'ler) olmadan mümkün değildir. Egemenlik, hayvan çiftleri içinde "kazanmak" ve tabi olmayı "kaybetmek" olarak sunar⁴. Bununla birlikte, DSR'ler sadece çiftler halinde değil, aynı zamanda üç veya daha fazla kişilik gruplar halinde de görünür. 1922'de Thorleif Schjelderup-Ebbe, evcil tavuklardaki baskınlık hiyerarşisini tanımladı. Baskın ve alt hayvanlar arasındaki başlıca ayırt edici işaretler, besleyicide geçirilen zaman ve agresif davranıştı. Baskınlık hiyerarşisi iki forma ayrılır: doğrusal ve doğrusal olmayan⁵. Doğrusal baskınlık, A ve B olmak üzere iki grubu içerir. Bu geçişli ilişkiler paradigmasında⁶, A grubu B grubuna hükmeder veya B grubu A grubuna hükmeder. Doğrusal olmayan baskınlık, en az bir dairesel ilişki olduğunda ortaya çıkar: A, B'ye hükmeder, B C'ye hükmeder ve C, A^7'ye hükmeder.

Baskın-itaatkar davranışı değerlendirmek için modeller, kemirgenler, kuşlar⁸, insan olmayan primatlar ^9,10,11 ve insanlar ¹² dahil olmak üzere farklı türler için mevcuttur. Baskın-itaatkar yöntem literatürde iyi temsil edilmiştir ve mani ve depresyon^13'ün yanı sıra antidepresan ilaç aktivitesi^14'ü değerlendirmek için bir model olarak uygulanmıştır. Bu model, yetişkin sıçanlarda maternal ayrılma sonrası erken yaşam stresini araştırmak için kullanılmıştır¹⁵. DSR paradigmaları üç modele ayrılabilir: baskın davranış modelinin azaltılması^13,16, itaatkar davranış modelinin azaltılması ¹⁴ ve baskınlık modelinin klonidin tersine çevrilmesi¹⁷.

Bu çalışma, DSR'nin gıda rekabetine dayalı görevler yoluyla araştırıldığını göstermektedir. Bu yöntemin avantajları, kolay tekrarlanabilirliği ve baskın-itaatkar davranışı gözlemleme ve doğru bir şekilde analiz etme yeteneğidir. Ek olarak, baskın-itaatkar davranışsal görev, karşılaştırılabilir davranışsal görevlerin aksine, bölgeden ziyade yiyeceğe dayanır, bu da bu davranışsal görevi daha düşük maliyetli ve daha basit hale getirir ve araştırmacıların görevi yerine getirmek ve verileri işlemek için karmaşık bir eğitimden geçmelerine gerek yoktur.

Bu çalışmanın genel amacı, travmatik beyin hasarı (TBH) sonrası DSR'nin gelişimini göstermektir. TBI, sosyal bozukluklar, depresyon ve anksiyete ile ilişkilidir. TBI'yı indükleme modeli, bir sıvı perküsyon cihazı^18,19 ile travmatik beyin hasarını indüklemeyi içeren basit ve etkili bir standart modeldir.

Deneyler, Negev'in Ben-Gurion Üniversitesi Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylandı.Deneyler, Helsinki ve Tokyo Deklarasyonlarının ve Avrupa Topluluğu Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı İçin Kılavuzların tavsiyeleri doğrultusunda gerçekleştirildi. Bu çalışmada 300-350 g ağırlığındaki yetişkin erkek Sprague-Dawley sıçanları kullanılmıştır. Hayvanlar, 22 ° C ± 1 ° C'lik bir oda sıcaklığında ve% 40 -% 60'lık bir nemde, açık-karanlık döngüleri ile barındırıldı.

1. Hayvan hazırlama

1. Rastgele 30 yetişkin erkek sıçan seçin ve bunları iki gruba ayırın: TBI ve sham.
2. Chow ( Malzeme Tablosuna bakınız) ve su ad libitum sağlayın.
   NOT: Günün saatinin davranışsal performans üzerindeki etkisini kontrol etmek için testin tüm adımlarını aynı anda gerçekleştirin. Genel aktiviteden rahatsızlık duymamak için davranış testlerini sabahları (06:00 ile 12:00 saatleri arasında) yapmak en iyisidir.
3. Her iki sıçan grubunda da yaralanmadan önce nörolojik şiddet skorunun temel değerlendirmelerini yapın, adım 3 ve Tablo 1'de ayrıntılı olarak açıklandığı gibi.
4. Sıçanları% 4 (indüksiyon için) ve% 1.5 (bakım için) izofluran ile uyuşturun. Buprenorfin enjekte edin (0.05-0.1 mg/kg; SC) önleyici analjezi için.
5. Bir uyarıcıya yanıt olarak hareket veya pedal refleksi eksikliğini test ederek sıçanın hareketsizliğini kontrol edin.
   NOT: Anestezi uygulaması için, sürekli bir izofluran akışı önerilir.

2. Cerrahi prosedür

NOT: Tüm prosedürler aseptik koşullarda gerçekleştirilmelidir. Steril eldiven kullanın. Steril olmayan herhangi bir yüzeye dokunulduğunda eldivenleri değiştirin. Kurumayı önlemek için her iki göze de oftalmik kayganlaştırıcı uygulayın. Parasagittal sıvı-perküsyon yaralanması daha önce yayınlanmış^18,20 raporlarını takiben yapıldı.

1. Kafa derisine% 0.5 bupivakain ile sızın ( Malzeme Tablosuna bakınız), 10 mm'lik bir kesi yapın ve dokuları yanal olarak geri çekin.
2. Kraniotomi^18,20 4 mm posterior ve 4 mm lateral bregma uygulayın.
   NOT: Cerrahi alan, hem iyot bazlı hem de klorheksidin bazlı ovma ve alkol ile dairesel bir hareketle birkaç kez dezenfekte edilmelidir.
3. TBI^18,19'u üç yönlü stopcock aracılığıyla 21-23 ms'nin üzerinde bir akışkan perküsyon cihazı (Malzeme Tablosuna bakınız) ile indükleyin.
   NOT: 2,5 atm genliğe sahip orta TBI gerçekleştirin.
4. Sahte ameliyat edilen sıçan grubuna kraniyotomi uygulayın (Şekil 1). Sahte olarak işletilen grup için TBI'yı indüklemeyin.
5. Yarayı kapatmadan önce% 0.1 bupivakain infiltrasyonu yapın. İzofluranı geri çekmeden önce intramüsküler buprenorfin (0.01-0.05 mg / kg) postoperatif analjezi olarak uygulayın.
   NOT: En az 48 saat boyunca her 12 saatte bir buprenorfin dozlarını tekrarlayın.
6. Sıçanı iyileşme odasına aktarın ve solunum (örneğin, solunum durması), nörolojik (örneğin felç) ve kardiyovasküler durumunu (örneğin, göz bebeklerinin rengindeki değişiklikler, yumuşak doku perfüzyonundaki azalmalar ve bradikardi) 24 saat boyunca izleyin.

3. Nörolojik şiddet skoru değerlendirmesi

NOT: Davranış değişiklikleri ve motor fonksiyon için mümkün olan en yüksek puan 24 puandır. 0 skoru sağlam nörolojik durumu, 24 skoru ise ciddi nörolojik disfonksiyonu^21,22,23 olarak temsil eder (Tablo 1).

1. Nörolojik şiddet skorunu (NSS) daha önce tarif edildiği gibi 24 TBI ve sahte sıçanlarda ameliyattan önce, ameliyattan 48 saat sonra (Şekil 2A) ve ameliyattan sonra²⁸. günde (Şekil 2B) değerlendirin.

4. Baskın-itaatkar davranışı incelemek

1. Testten 1 hafta önce fareleri rastgele kafeslere bölün.
   NOT: Her kafeste bir sahte ameliyat sıçanı ve bir TBI sıçanı bulunmalıdır.
2. Testten önce 2 gün boyunca her gün 15 dakikalık bir seans gerçekleştirin, böylece sıçanlar protokole alışabilir.
   NOT: Baskın-itaatkar görev, yaralanmadan sonraki 29. günde başlatıldı (Şekil 1).
3. İnce 15 cm x 15 cm x 60 cm tünel^15,19,25 ile bağlanmış iki şeffaf akrilik cam kutudan (30 cm x ²⁰ cm x 20 cm^, Kutu A ve Kutu B, Şekil 3) yapılmış bir aparat kullanın (Malzeme Tablosuna bakınız).
4. Bir besleyiciyi (Şekil 3) şekerli sütle doldurun ve tünelin ortasına yerleştirin. % 10 şeker ve% 3 yağdan oluşan süt kullanın.
5. Aparatı zeminden 80 cm yüksekliğe sahip bir masaya yerleştirin.
6. Her sıçanı ilk 2 günde alışkanlık için 15 dakika boyunca aparatın içine yerleştirin. 2 alışkanlık günü sonra görevi başlatın.
7. Kontrol grubundan bir sıçanı ve travmatik beyin hasarı (TBI) grubundan birini rastgele seçin ve onları besleyiciden eşit mesafelere ayarlayarak 5 dakika boyunca keşfetmelerini sağlayın.
8. Sıçanların su ad libitumuna erişmesine izin verin.
   Not: görev 5 gün sürdü. Tüm görev süresi boyunca gıda kısıtlaması yapıldı. Yiyecekler test süresinden sonra her gün 1 saat boyunca verildi.
9. Diğer sıçanlarla sonraki testleri yapmadan önce ekipmanı% 5 alkolle temizleyin.
   NOT: Aparatın temizlenmesi, önceki sıçanların kokusunu ortadan kaldıracaktır. Testi uygun hava sirkülasyonuna sahip bir odada yapın.

5. Video ve veri analizinin kaydedilmesi

1. Bir kamerayı konumlandırın ve verileri yakalamak, kaydetmek ve işlemek için önerilen bilgisayar yazılımını yükleyin ( Malzeme Tablosuna bakın).
   NOT: Fotoğraf makinesinin zeminden 290 cm yüksekliğe monte edilmesi gerekir.
2. Sıçanlar arenadayken videoyu kaydedin.
   NOT: Fotoğraf makinesi ve cihaz birbirinden 210 cm uzakta konumlandırılmıştır. Arenanın testin yapıldığı kısmı kamera çerçevesinde görünür olmalıdır.
3. Veri analizi²³ gruplara kör iki analist tarafından manuel olarak gerçekleştirin.

Nörolojik şiddet skoru değerlendirmesi
NSS kullanılarak TBH sonrası erkek sıçanlarda nörolojik defisitler değerlendirildi. Sıçanlar iki gruba ayrıldı: bir TBI grubu ve bir kontrol grubu. Kontrol grubu sahte cerrahiye tabi tutuldu. NSS, motor fonksiyon ve davranış değişikliklerinin bir puan sistemi^22,23 ile değerlendirilmesine izin verdi; 24 puan ciddi bir nörolojik işlev bozukluğunu gösterdi ve 0 puanı sağlam nörolojik...

Klinik çalışmalar, beyin hasarının psikiyatrik bozukluk riskini artırabileceğini göstermektedir^26,27. Ayrıca, TBH sosyal davranış gelişimini etkiler^28,29. Bu protokolde, TBI modelinin baskın-itaatkar davranışların sunumu üzerinde etkisi olmuştur. Baskın-itaatkar davranış, besleyiciye harcanan zaman ve besleyiciye ilk kimin geldiği açısından kendini gösterdi.

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.

Yapılan çalışmalar Dmitry Frank'in doktora tezinin bir parçası.