עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי המכונים הלאומיים לבריאות תחת מספרי הפרסים R01NS120882, RF1NS119165 ו- R01NS103785 ומספר הפרס של משרד ההגנה AZ190017. התוכן הוא באחריותם הבלעדית של המחברים ואינו מייצג את הדעות הרשמיות של המכונים הלאומיים לבריאות או משרד ההגנה.

הניסויים שבוצעו אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של אוניברסיטת קנטקי, והן הנחיות ARRIVE והן המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה מולאו במהלך המחקר.
1. מערך כירורגי
הערה: עכברים שוכנים בקבוצות של 4-5 / כלוב, לחות בחדר הדיור נשמרת ב 43%-47%, והטמפרטורה נשמרת על 22-23 מעלות צלזיוס. עכברים מקבלים גישה למזון ומים ונחשפים למחזור אור/חושך של 12 שעות/12 שעות (7:00/19:00).
<ol><li>השתמש באזור כירורגי ייעודי, כגון מכסה מנוע או חדר ניתוח ייעודי, כדי לבצע את ניתוח החיה.</li>
	<li>ודא שאזור הניתוח כולל כרית חימום, מסגרת סטריאוטקסית המצוידת במשפיען אלקטרומגנטי, ומסכת הרדמה המיועדת למתן גז איזופלורן (ראה איור 1A).</li>
	<li>יש להקפיד שהמנתח או אנשי הצוות המעורבים בניתוח ילבשו חלוק מעבדה נקי, מסכת פנים, כפפות וכובע כירורגי.</li>
	<li>השתמשו בכלי ניתוח סטריליים, אפליקטורים סטריליים עם קצוות כותנה ורפידות גזה. השתמש במעקר חרוזים חם כדי לעקר את המכשירים בין עכברים במהלך יום הניתוח.</li>
	<li>השתמש בתא השראת הרדמה כדי להכין את העכבר לניתוח באזור שלפני הניתוח.</li>
	<li>השתמש בכריות חימום כדי לשמור על טמפרטורת החיה, נקה כלובי אחיזה של עכבר לאחר הניתוח, וטיימרים כדי להקליט את רפלקס הימין של העכבר לאחר הניתוח.</li>
</ol>2. הליך טרום ניתוח
<ol><li>הכינו את מכשיר תמיכת הראש (ראו איור 1B).<ol><li>הסירו את רכס הקצה המגולגל מנורת פיפטה לטקס בנפח 1 מ"ל (קצה מתנפח) (ראו איור 1C).</li>
		<li>חברו את הנורה לצינורית באמצעות פרפילם (ראו איור 1C).</li>
		<li>חבר את הצינור למזרק 10 מ"ל באמצעות סטופר. מלאו את המזרק במים (ראו איור 1C). הערה: נורת פיפטה לטקס 1 מ"ל תמוקם מתחת לראש העכבר כדי להזיז את כוח הפגיעה מהאוזניים. נסו להוציא כמה שיותר אוויר מהנורה לפני השימוש כך שהנורה תתמלא בעיקר במים ולא באוויר.</li>
	</ol></li>
	<li>הגדרת משפיע.<ol><li>בחר את קצה הבדיקה 5 מ"מ, להבריג אותו לבוכנה במרכז התחתון של המפעיל (בתוך הצילינדר הגדול יותר), ולהדק בעדינות את הבדיקה מבלי להפעיל כוח מוגזם. הדקו מחדש את הקצה בין פגיעות (ראו איור 1B).</li>
		<li>לפני הפעלת המשפיע, ודא שמתג ההרחבה/הנסיגה ממוקם במצב כבוי במרכז. לאחר מכן, חבר את הכבל במפעיל לשקע בלוח הקדמי של תיבת הבקרה של המשפיען ואת כבל החיישן לשקע בלוח הקדמי. לאחר מכן, הפעילו את מתג ההפעלה בלוח האחורי (ראו איור 1D). הערה: המתג הדו-מצבי הרחבה/שליפה צריך להישאר במצב כבוי במרכז כאשר אינו בשימוש.</li>
		<li>הגדר את מהירות הפגיעה על-ידי סיבוב הידית הגדולה בצד שמאל של תיבת הבקרה עד שמהירות פגיעה של 5.0 ±-0.2 מטר לשנייה תופיע בצג (ראה איור 1D).</li>
		<li>הגדר את מונה ההשתהות ל- 100 אלפיות השנייה על-ידי סיבוב החוגות עד שה- dwell יקרא 0.01 (ראה איור 1D). הערה: זמן השהייה הוא זמן המגע לפני שמתרחשת פסילה אוטומטית.</li>
		<li>הניחו את מפעיל המשפיע על חבילת קרח כדי למנוע מגליל הפלסטיק להתרחב, אשר נועל את הגליל במקומו ומונע את תזוזת הגליל והעברת פגיעות עתידיות (ראו איור 1E).</li>
	</ol></li>
	<li>הכן את העכבר לניתוח.<ol><li>בדוק חזותית את העכבר לפני הניתוח ולחסל את העכבר מהמחקר אם אחד התנאים הבאים הוא ציין: מצב פרווה ירוד, עייפות, או משקל ירוד (<20 גרם) עבור עכבר בן 4 חודשים.</li>
		<li>מרדימים את העכבר עם 4%-5% איזופלורן ב-100% חמצן באמצעות תא אינדוקציה המונח על כרית חימום למשך 1-2 דקות.</li>
		<li>יש לגלח את הפרווה מאתר הניתוח באמצעות קוצץ שיער חשמלי.</li>
		<li>נקו את הראש עם רפידות סטריליות להכנת אלכוהול ומרחו חומר הרדמה מקומי על הקרקפת המגולחת לפחות 15 דקות לפני תחילת הניתוח.</li>
		<li>יש להחזיר את העכבר לכלוב אחיזה נקי לפני הניתוח. התחל את הניתוח לאחר לפחות 15 דקות של הרדמה מקומית (זמן זירוז). הערה: זמן ההרדמה עשוי להשתנות בהתאם לחומר ההרדמה המשמש בהליך.</li>
	</ol></li>
	<li>בדקו פעם נוספת שהמסגרת הסטריאוטקסית, המשפיען והתצוגה הסטריאוטקסית הדיגיטלית (ראו איור 1F) מוכנים לשימוש.</li>
	<li>החזירו את העכבר לתא האינדוקציה של איזופלורן עם איזופלורן 4%-5% ב-100% חמצן למשך כ-3 דקות.</li>
	<li>תקן את העכבר בשלב הראש.</li>
</ol>3. הליך כירורגי
<ol><li>אבטחו את העכבר לתוך המסגרת הסטריאוטקסית באמצעות מוטות אוזניים מחודדים קלים של שרף אצטלי, מוט נשיכה ומסכת הרדמה של עכבר (ראו איור 1G,H). גז האיזופלורן מועבר ב-2%-3% באוויר החדר במהירות של 100-200 מ"ל/דקה. עקוב בקפידה אחר נשימת העכבר כדי להבטיח את עומק ההרדמה ולהתאים את רמת הגז לפי הצורך.</li>
	<li>יש למרוח חומר סיכה סטרילי לעיניים כדי למנוע התייבשות הקרנית.</li>
	<li>לעקר את הקרקפת עם מקלוני יוד פובידון ופדים אלכוהול סטרילי שלוש פעמים.</li>
	<li>ודא שהעכבר מורדם עמוקות על ידי אימות היעדר תגובת צביטת בוהן.</li>
	<li>בצעו חתך קרקפת בקו האמצע של כ-1 ס"מ בין העיניים לצוואר באמצעות אזמל, תוך חשיפת הגולגולת (ראו איור 1I).</li>
	<li>הניחו לגולגולת להתייבש למשך 1-2 דקות.</li>
	<li>זהו ברגמה (נקודת ההצטלבות של התפרים העטרתיים והסגיטליים) ולמבדה (נקודת ההצטלבות של התפרים הסגיטליים והלמבדואידים) (ראו איור 1J). הערה: אטלס מוח עכבר יכול לשמש לעיון.</li>
	<li>הניחו את מנגנון תמיכת הראש מתחת לראש וניפחו את הנורה במים עד שהיא לוחצת על תחתית ראשו של העכבר אך לא מרימה את הראש הרחק ממוט הנשיכה. הערה: שלב זה חיוני כדי להפחית בעיות אוזניים אפשריות מה- CHI. כל בעל חיים עם נזק לאוזן מסורגי האוזן, וכתוצאה מכך גלגול או דימום, יש לסלק מהמחקר ולהרדים.</li>
	<li>העבר את המשפיע למקומו מעל ראשו של בעל החיים.</li>
	<li>הרחב את המשפיע על-ידי הצבת המתג הדו-מצבי הרחבה /שליפה (בתיבת הבקרה של המשפיע) על הרחבה. הערה: הקפד לבדוק שהקצה מורחב במלואו על ידי משיכת הקצה.</li>
	<li>סדרו את המשפיע עד שהוא ממורכז מעל הברגמה (ראו איור 1K).</li>
	<li>אפס את קואורדינטות x ו- y הסטריאוטקסיות הדיגיטליות בקורא הסטריאוטקסי ל- 0 (בפקד מסך המגע)</li>
	<li>יישרו את הגשושית מעל מיקום הפגיעה על ידי העברת הגשושית מהברגמה לקואורדינטות המטרה: מדיאלי-לטרלי = 0.0 מ"מ, קדמי-אחורי = −1.6 מ"מ.</li>
	<li>הצמידו את חיישן המגע לאוזן החיה.<ol><li>הורידו באיטיות את קצה הגשושית עם הגשושית המורחבת עד ליצירת מגע ראשון עם המשטח. עצור בצפצוף.</li>
		<li>אפס את קואורדינטות z הסטריאוטקסיות הדיגיטליות בקורא הסטריאוטקסי ל- 0.</li>
	</ol></li>
	<li>בדקו היטב אם הקצה צמוד לגולגולת (מישור מדיאלי-לטרלי ומישור קדמי-אחורי). הערה: מיקום קצה הבדיקה הוא השלב החיוני ביותר בתהליך זה למניעת שברים בגולגולת ונזק לאוזניים.</li>
	<li>משוך את המשפיע על-ידי הצבת מתג החלפת המצב בתיבת הבקרה במצב נסיגה. החוד נסוג ואין לו יותר מגע עם ראשו של בעל החיים עד לרגע הפגיעה.</li>
	<li>הגדר את עומק הפגיעה על ידי התאמת עומק הגב-גחון ל -1.2 מ"מ. הערה: עומק הפגיעה משפיע על חומרת הפגיעה. יש לכוון את העומק לגילאים שונים, משקלים וזנים שונים של עכברים לחומרת הפציעה הרצויה. ייתכן שיהיה צורך לכוונן/לכוונן מחדש את העומק לאורך זמן כדי לשמור על חומרת פציעה עקבית. ניתן להעריך את חומרת המחלה מבחינה נוירופתולוגית: מיקרוגליה ואסטרוציטים (IHC), ומבחינה התנהגותית: מבוך המים של הזרוע הרדיאלית ומבחן ההימנעות האקטיבית.</li>
	<li>עקוב בקפידה אחר נשימת העכבר כדי להבטיח את עומק ההרדמה ולהתאים את רמת הגז לפי הצורך. הערה: לעתים קרובות, יש להוריד או לכבות את אחוז גז איזופלורן למשך 10-20 שניות לפני הפגיעה. שימו לב היטב שהנשימה תואץ מעט. אם הנשימה איטית מדי בזמן הפגיעה, בעל החיים עלול למות בתוך 60 השניות הראשונות לאחר הפגיעה מדום נשימה. ניתן למנוע זאת על ידי התאמת עומק ההרדמה בשניות שלפני הפגיעה.</li>
	<li>השרה את ההשפעה על-ידי לחיצה על המתג הדו-מצבי הימני כדי להשפיע. קצה הגשושית יורד במהירות המוצגת, ואז נשאר למטה למשך זמן השהייה שנקבע ונסוג. הערה: עכברי דמה מקבלים טיפול זהה לעכברי CHI, אך הפגיעה אינה מועברת.</li>
	<li>הפעל את הטיימר מיד לאחר העברת פגיעת ה- CHI כדי להקליט את זמני התיקון (הזמן לחזור ממצב הצד למצב נוטה) או הפעל את הטיימר כאשר העכבר מוסר מהמסגרת הסטריאוטקסית עבור עכברי הדמה. זמן רפלקס הימין הממוצע הוא 5-15 דקות. הערה: זמני רפלקס הימין עשויים להשתנות בהתאם למאמץ העכבר ולגילו.</li>
	<li>הערך את העכברים עבור שברים גלויים בגולגולת, דימומים ודום נשימה. להוציא את העכברים עם שבר גולגולת מדוכא או דימום גלוי מן המחקר. הערה: ישנן רמות מדורגות של שברים בגולגולת. בעלי חיים עם שברים בגולגולת מפורקים, שבהם העצם נלחצת באופן נצפה לתוך רקמת המוח, מורדמים (CO2 תחילה, ועריפת ראשים משמשת כשיטה משנית). אם קצה המשפיע מוגדר כראוי, סוגים אלה של שברים בגולגולת הם נדירים ביותר. אם אכן מתרחש שבר בגולגולת, ההצגה הנפוצה יותר היא טיפת דם קטנה על הגולגולת וחספוס קל של הגולגולת, לרוב לאורך התפר המחבר את הקצה האחורי של עצם האף. עכברים אלה מצוינים כשבר אפשרי בגולגולת ברשומות, אך בדרך כלל אינם נכללים במחקר.</li>
	<li>הסר את החיה מהמסגרת הסטריאוטקסית.</li>
	<li>סגור את הקרקפת על ידי הידוק העור יחד. הערה: ניתן להשתמש בתפרים נספגים או לא נספגים כדי לסגור את הקרקפת כחלופה לסיכות.</li>
	<li>יש למרוח משחה אנטיביוטית משולשת עם מוליך סטרילי מכותנה על החתך הסגור.</li>
	<li>החזירו את העכבר לכלוב אחיזה נקי להתאוששות. מחצית מכלוב ההתאוששות נמצא על כרית חימום (במצב נמוך), מה שמספק את היכולת להתרחק מהחום כשהוא ער ולשמור על הטמפרטורה של החיה כשהיא מחוסרת הכרה (ראו איור 1L). הערה: העכבר מונח על צדו בכלוב ההתאוששות. כדי למנוע חנק, הניחו את בעל החיים בכלוב התאוששות ללא מצעים או על טישו אם המצעים נמצאים בכלוב.</li>
	<li>החזר את המתג הדו-מצבי הרחבה/נסיגה למצב מרכז/כיבוי . הערה: הזרם ימשיך לפעול אם המתג נשאר במצב הארכה או נסיגה, מה שיגרום לבוכנה להתנפח. לאחר מכן המשפיען לא יתפקד עד שהבוכנה תתקרר.</li>
	<li>הסר את המשפיע מהמחזיק שלו והנח אותו בעדינות על חבילת הקרח. הערה: שמירה על המשפיע על חבילת קרח מסייעת להפחית את הנפיחות הפוטנציאלית של המשפיע.</li>
	<li>עקבו אחר החיה עד שרפלקס התיקון מתרחש, ותעדו את הזמן עד לתיקון (ראו איור 1M). הערה: רפלקס הימין מוגדר כרגע שבו העכבר חוזר למצב נוטה. יש להשאיר את הכלוב ללא הפרעה; העכבר יכול לתקן אם נוגעים בכלוב, מזיזים אותו או חושפים אותו לרעשים מסוימים.</li>
	<li>החזירו את העכברים לכלוב הביתי שלהם כשהם ערים וערניים. בדרך כלל, תוך שעה לאחר הפציעה, בעלי החיים נמצאים בהכרה מלאה ונמצאים בכושר אמבולציה. כמו כן, הוסיפו מעט אוכל לח בתחתית הכלוב.</li>
</ol>4. טיפול לאחר הניתוח
<ol><li>לפקח על בעלי החיים במשך 5 ימים לאחר הניתוח.</li>
	<li>תעד את משקלם וכל שינוי פיזי / התנהגותי כמו קצב נשימה (תפקוד נשימתי איכותי), הליכה, מצב גוף ופרוות שיער, אכילה, שתייה, עשיית צרכים והטלת שתן.</li>
	<li>התבונן בעכבר עבור כל סימן של אי נוחות ואת הפצע כירורגי עבור נפיחות, exudates או קצוות אדומים, ordehiscence. צור קשר עם וטרינר אם בעל החיים מראה סימני כאב ואי נוחות (קולות, לא זז, היפותרמיה, לא שותה או אוכל).</li>
	<li>הסר את הסיכות 7-10 ימים לאחר הניתוח תחת הרדמה ועל כרית חימום. הערה: אם משתמשים בתפרים שאינם נספגים, יש להסירם 7-10 ימים לאחר הניתוח בהרדמה.</li>
</ol>5. ניקוי
<ol><li>נקו וחיקרו את אזור הניתוח ואת כלי העבודה.</li>
	<li>נקו את קצה הבדיקה לאחר כל שימוש ובסוף היום עם רפידות להכנת אלכוהול. הערה: המשפיען מכויל במפעל ומדווח שהוא יציב לאורך זמן ושימוש. אין צורך בכיול שגרתי. עם זאת, יש לבדוק באופן שגרתי את המסגרת המשפיעה והסטריאוטקסית. כמו כן, יש לעקוב אחר היקפי נקודות הקצה של המודל כגון תיקון זמן רפלקס, תמותה ונוירופתולוגיה כדי להעריך סחף ניסיוני אפשרי.</li>
</ol>6. קריטריוני אי-הכללה
<ol><li>אין לכלול בעלי חיים לפני ניתוח עם מצב בריאותי ירוד, כמו משקל נמוך <20 גרם לעכבר בן 4 חודשים, עייפות ומצב פרווה ירוד.</li>
	<li>אין לכלול בעלי חיים עם סיבוכים במהלך הניתוח כמו שבר מדוכא בגולגולת, דימום נראה לעין הקשור לניתוח או דימום באוזן.</li>
	<li>אין לכלול בעלי חיים במחקר עם הסימפטומים הבאים לאחר הניתוח: כישלון לאכול ו / או לזוז כרגיל, קולות חריגים, ירידה במשקל, או כישלון של הפצע לרפא באופן נורמלי לאחר הניתוח. הערה: מודל זה יכול לשמש כמודל חוזר של TBI קלה. אם העכברים מקבלים את הניתוח השני בהפרש של 24 שעות מהראשון, ניתן להסיר את הסיכות או התפר, ולהשתמש באותו חתך כדי לחשוף את הגולגולת. יש לבצע חתך חדש אם עובר זמן רב יותר בין הניתוחים.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Capizzi, A., Woo, J., Verduzco-Gutierrez, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+brain+injury:+An+overview+of+epidemiology,+pathophysiology,+and+medical+management.">Traumatic brain injury: An overview of epidemiology, pathophysiology, and medical management.</a> The Medical Clinics of North America. 104 (2), 213-238 (2020).</li><li>Bodnar, C. N., Roberts, K. N., Higgins, E. K., Bachstetter, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+review+of+closed+head+injury+models+of+mild+traumatic+brain+injury+in+mice+and+rats.">A systematic review of closed head injury models of mild traumatic brain injury in mice and rats.</a> Journal of Neurotrauma. 36 (11), 1683-1706 (2019).</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, 396-414 (2017).</li><li>Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+traumatic+brain+injury).">Animal models of traumatic brain injury).</a> Nature Reviews Neuroscience. 14 (2), 128-142 (2013).</li><li>Albert-Weissenberger, C., Varrallyay, C., Raslan, F., Kleinschnitz, C., Siren, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+protocol+for+mimicking+pathomechanisms+of+traumatic+brain+injury+in+mice.">An experimental protocol for mimicking pathomechanisms of traumatic brain injury in mice.</a> Experimental and Translational Stroke Medicine. 4, 1 (2012).</li><li>Chen, Y., Constantini, S., Trembovler, V., Weinstock, M., Shohami, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+model+of+closed+head+injury+in+mice:+pathophysiology,+histopathology,+and+cognitive+deficits.">An experimental model of closed head injury in mice: pathophysiology, histopathology, and cognitive deficits.</a> Journal of Neurotrauma. 13 (10), 557-568 (1996).</li><li>Dixon, C. E., Clifton, G. L., Lighthall, J. W., Yaghmai, A. A., Hayes, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+controlled+cortical+impact+model+of+traumatic+brain+injury+in+the+rat.">A controlled cortical impact model of traumatic brain injury in the rat.</a> Journal of Neuroscience Methods. 39 (3), 253-262 (1991).</li><li>Schwulst, S. J., Islam, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Murine+model+of+controlled+cortical+impact+for+the+induction+of+traumatic+brain+injury.">Murine model of controlled cortical impact for the induction of traumatic brain injury.</a> Journal of Visualized Experiments. (150), e60027 (2019).</li><li>Cole, J. T., 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=Craniotomy:+True+sham+for+traumatic+brain+injury,+or+a+sham+of+a+sham.">Craniotomy: True sham for traumatic brain injury, or a sham of a sham.</a> Journal of Neurotrauma. 28 (3), 359-369 (2011).</li><li>Brody, D. 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=Electromagnetic+controlled+cortical+impact+device+for+precise,+graded+experimental+traumatic+brain+injury.">Electromagnetic controlled cortical impact device for precise, graded experimental traumatic brain injury.</a> Journal of Neurotrauma. 24 (4), 657-673 (2007).</li><li>Webster, S. J., Van Eldik, L. J., Watterson, D. M., Bachstetter, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Closed+head+injury+in+an+age-related+Alzheimer+mouse+model+leads+to+an+altered+neuroinflammatory+response+and+persistent+cognitive+impairment.">Closed head injury in an age-related Alzheimer mouse model leads to an altered neuroinflammatory response and persistent cognitive impairment.</a> The Journal of Neuroscience. 35 (16), 6554-6569 (2015).</li><li>Macheda, T., Roberts, K. N., Morganti, J. M., Braun, D. J., Bachstetter, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+and+validation+of+a+modified+radial-arm+water+maze+protocol+using+a+murine+model+of+mild+closed+head+traumatic+brain+injury.">Optimization and validation of a modified radial-arm water maze protocol using a murine model of mild closed head traumatic brain injury.</a> PLoS One. 15 (8), 0232862 (2020).</li><li>Macheda, T., Snider, H. C., Watson, J. B., Roberts, K. N., Bachstetter, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+active+avoidance+behavioral+paradigm+for+use+in+a+mild+closed+head+model+of+traumatic+brain+injury+in+mice.">An active avoidance behavioral paradigm for use in a mild closed head model of traumatic brain injury in mice.</a> Journal of Neuroscience Methods. 343, 108831 (2020).</li><li>Bachstetter, A. D., 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=Attenuation+of+traumatic+brain+injury-induced+cognitive+impairment+in+mice+by+targeting+increased+cytokine+levels+with+a+small+molecule+experimental+therapeutic.">Attenuation of traumatic brain injury-induced cognitive impairment in mice by targeting increased cytokine levels with a small molecule experimental therapeutic.</a> Journal of Neuroinflammation. 12, 69 (2015).</li><li>Bachstetter, A. D., 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+effects+of+mild+closed+head+injuries+on+tauopathy+and+cognitive+deficits+in+rodents:+Primary+results+in+wild+type+and+rTg4510+mice,+and+a+systematic+review.">The effects of mild closed head injuries on tauopathy and cognitive deficits in rodents: Primary results in wild type and rTg4510 mice, and a systematic review.</a> Experimental Neurology. 326, 113180 (2020).</li><li>Lyons, D. N., 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+mild+traumatic+brain+injury+in+mice+produces+lasting+deficits+in+brain+metabolism.">A mild traumatic brain injury in mice produces lasting deficits in brain metabolism.</a> Journal of Neurotrauma. 35 (20), 2435-2447 (2018).</li><li>Yanckello, L. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inulin+supplementation+mitigates+gut+dysbiosis+and+brain+impairment+induced+by+mild+traumatic+brain+injury+during+chronic+phase.">Inulin supplementation mitigates gut dysbiosis and brain impairment induced by mild traumatic brain injury during chronic phase.</a> Journal of Cellular Immunology. 4 (2), 50-64 (2022).</li><li>Bachstetter, A. D., 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=Early+stage+drug+treatment+that+normalizes+proinflammatory+cytokine+production+attenuates+synaptic+dysfunction+in+a+mouse+model+that+exhibits+age-dependent+progression+of+Alzheimer's+disease-related+pathology.">Early stage drug treatment that normalizes proinflammatory cytokine production attenuates synaptic dysfunction in a mouse model that exhibits age-dependent progression of Alzheimer's disease-related pathology.</a> The Journal of Neuroscience. 32 (30), 10201-10210 (2012).</li><li>Zvejniece, 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=Skull+fractures+induce+neuroinflammation+and+worsen+outcomes+after+closed+head+injury+in+mice.">Skull fractures induce neuroinflammation and worsen outcomes after closed head injury in mice.</a> Journal of Neurotrauma. 37 (2), 295-304 (2020).</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>Yang, Z., 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=Temporal+MRI+characterization,+neurobiochemical+and+neurobehavioral+changes+in+a+mouse+repetitive+concussive+head+injury+model.">Temporal MRI characterization, neurobiochemical and neurobehavioral changes in a mouse repetitive concussive head injury model.</a> Scientific Reports. 5, 11178 (2015).</li><li>Petraglia, A. 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=The+spectrum+of+neurobehavioral+sequelae+after+repetitive+mild+traumatic+brain+injury:+a+novel+mouse+model+of+chronic+traumatic+encephalopathy.">The spectrum of neurobehavioral sequelae after repetitive mild traumatic brain injury: a novel mouse model of chronic traumatic encephalopathy.</a> Journal of Neurotrauma. 31 (13), 1211-1224 (2014).</li><li>Laskowitz, D. T., 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=COG1410,+a+novel+apolipoprotein+E-based+peptide,+improves+functional+recovery+in+a+murine+model+of+traumatic+brain+injury.">COG1410, a novel apolipoprotein E-based peptide, improves functional recovery in a murine model of traumatic brain injury.</a> Journal of Neurotrauma. 24 (7), 1093-1107 (2007).</li><li>Lloyd, E., Somera-Molina, K., Van Eldik, L. J., Watterson, D. M., Wainwright, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppression+of+acute+proinflammatory+cytokine+and+chemokine+upregulation+by+post-injury+administration+of+a+novel+small+molecule+improves+long-term+neurologic+outcome+in+a+mouse+model+of+traumatic+brain+injury.">Suppression of acute proinflammatory cytokine and chemokine upregulation by post-injury administration of a novel small molecule improves long-term neurologic outcome in a mouse model of traumatic brain injury.</a> Journal of Neuroinflammation. 5, 28 (2008).</li><li>Lillie, E. M., Urban, J. E., Lynch, S. K., Weaver, A. A., Stitzel, J. D. <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+skull+cortical+thickness+changes+with+age+and+sex+from+computed+tomography+scans.">Evaluation of skull cortical thickness changes with age and sex from computed tomography scans.</a> Journal of Bone and Mineral Research. 31 (2), 299-307 (2016).</li><li>Kawakami, M., Yamamura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cranial+bone+morphometric+study+among+mouse+strains.">Cranial bone morphometric study among mouse strains.</a> BMC Evolutionary Biology. 8, 73 (2008).</li></ol>

למחברים אין מה לחשוף.

מספר שלבים מעורבים ביצירה מחדש של מודל פציעה עקבי באמצעות המודל המתואר. ראשית, קריטי לאבטח נכון את בעל החיים לתוך המסגרת הסטריאוטקסית. ראשו של בעל החיים לא אמור להיות מסוגל לנוע לרוחב, והגולגולת צריכה להיות שטוחה לחלוטין עם ברגמה ולמבדה הקוראות את אותן קואורדינטות. מיקום נכון של מוטות האוזניים הוא ההיבט הקשה ביותר בניתוח זה, ואת זה ניתן ללמוד רק עם תרגול. אם הגולגולת אינה ישרה, יש לכוונן את הראש לפני השראת CHI. אי התאמת מיקום הראש תגרום לשבר בגולגולת. כדי להעריך שהגולגולת שטוחה, יש להסתכל על הרווח בין הגולגולת לקצה הפגיעה מכל הזוויות סביב הקצה. יש להוציא מניסויים עכברים עם שברים מדוכאים בגולגולת, שכן יש להם תגובה דלקתית חזקה בהרבה ופגיעה חמורה יותר בהשוואה לעכברים שלא סבלו משברים בגולגולת19. נוסף על כך, עכברים עם שברים בגולגולת מראים תוצאות TBI חמורות יותר, כגון דיכאון נשימתי פוסט-טראומטי, פציעה ריבאונד משנית ובסופו של דבר מוות20.
במחקר זה, ראשה של החיה היה מאובטח באמצעות מוטות אוזניים. בפרט, מומלץ להשתמש רק במוטות אוזניים ספציפיים לעכבר עם נקודה מחודדת, ולא במוטות אוזניים גדולים של חולדות. ניתן להשתמש במוטות אוזניים ללא נקב גומי, אך מוטות אוזניים אלה ידחסו את הגולגולת, ישנו את הביומכניקה של ה- CHI, והם פחות ניתנים לשחזור. בנוסף, קיימת מגבלה לשימוש במוטות אוזניים, שכן היא אינה מאפשרת כוחות סיבוביים. עם זאת, יכולת השחזור הגדולה יותר של מוטות האוזן עולה על המספר המוגבל של כוחות סיבוב שניתן ליצור אם הראש אינו קבוע. 
עם זאת, קיבוע הראש עם מוטות אוזניים יכול גם לגרום לפגיעה באוזן בעת הפגיעה אם כל כוחות ההשפעה ממוקמים על האוזניים. פותח מנגנון תמיכה לראש שהונח מתחת לראש כדי להזיז את הכוחות מהאוזניים. לאחר בדיקת מספר חפצים דמויי כרית, זה שעבד הכי טוב היה נורת פיפטה לטקס 1 מ"ל מלאה במים. ניתן להרחיב את נורת הפיפט מתחת לראשו של בעל החיים לאחר שהחיה נמצאת במסגרת הסטריאוטקסית, מה שמאפשר לה התאמה הדוקה ומספקת תמיכה מלאה מתחת לראש. כאשר מניחים אותו נכון, לא אמור להיות דימום מהאוזניים או סימנים התנהגותיים לנזק לאוזן (גלגול/הטיית ראש) לאחר הפציעה. 
גרסאות מסוימות של דגם CHI משתמשות בבדיקת קצה גומי 21,22 או קסדת מתכת 23,24 כדי להפחית את התרחשותם של שברים בגולגולת. כל עוד קצה הפגיעה בקוטר 5 מ"מ צמוד לגולגולת, אין צורך להשתמש באף אחד מהם. זה עשוי להיות מפתה עבור משתמשים חדשים שאין להם ניסיון רב עם ניתוח סטריאוטקסי לגרום לפציעה עם קצה לא סומק עם הגולגולת במישור המדיאלי-לטרלי. אם הגולגולת אינה ישרה במישור האמצעי-לטרלי, הסיבה לכך היא שמוטות האוזניים אינם ממוקמים כראוי. הפתרון היחיד לבעיה זו הוא להסיר את בעל החיים מהמשפיע ולהקצות את העכבר לפציעה מזויפת. אם הקצה אינו סומק במישור הקדמי-אחורי, יש לכוונן את גובה מוט הנשיכה וליישר את הקצה מחדש עם הברגמה. כמו כן, השימוש במפגע 5 מ"מ עם קצה שטוח מפחית את הסיכוי לגרום לשברים בגולגולת19 בהשוואה לקצות משפיעים בקטרים קטנים יותר. גורמים חשובים אחרים שיש לקחת בחשבון הם גיל ומשקל הנבדק, כמו גם עובי הגולגולת25 וזני העכברים26.
אצל אנשים, פגיעה מוחית טראומטית קלה אינה קשורה למוות בדקות הראשונות לאחר הפציעה. אצל בעלי חיים, אפילו פציעה קלה יכולה לגרום למוות. עם זאת, במודל זה, התמותה קשורה כמעט תמיד לסיבוכים ניתוחיים, ולא לפציעה לבדה. הסיבה הנפוצה ביותר לכך שעכבר ימות לאחר הפגיעה היא עומק ההרדמה. זה יכול לקרות אם הניתוח ארך זמן רב מהצפוי או אם גז האיזופלורן היה בריכוז גבוה יותר מהנדרש עבור אותה חיה. אם נשימתו של בעל החיים איטית או מאומצת, זה יכול להיות סימן לכך שיש להפחית את עומק ההרדמה לפני ביצוע הפגיעה. אם נשימתו של בעל החיים איטית או מאומצת בזמן הפגיעה, סביר להניח שבעל החיים יסבול מדום נשימה ועלול למות. 
ישנם מודלים רבים של פגיעה מוחית טראומטית קלה. לכל אחד מהם יש חוזקות וחולשות, והמודל הזה אינו שונה. כפי שדווח, כאן מתואר מודל פגיעה יחיד של TBI, אך המודל שימש כדי לגרום לפגיעה מוחית טראומטית15 חוזרת. ניתן לחזור על השלבים המתוארים בפרוטוקול זה כדי לגרום לפגיעה חוזרת בפגיעה מוחית טראומטית. בעת הערכת המודלים השונים של פגיעה מוחית טראומטית, חשוב לשקול אם למודל יש את הפתולוגיה הרצויה שמנסים למדל. יש גם לשקול עד כמה המודל ניתן לשחזור. מומלץ מאוד שנקודת המוצא לשימוש במודל TBI זה או בכל מודל TBI אחר היא לאמת ולאפיין באופן עצמאי שהמודל עובד כפי שדווח בעבר.

פגיעה מוחית טראומטית (TBI) נגרמת על-ידי כוח חיצוני על המוח, הקשור לעתים קרובות לנפילות, פציעות ספורט, אלימות פיזית או תאונות דרכים. בשנת 2014, המרכז לבקרת מחלות ומניעתן קבע כי 2.53 מיליון אמריקאים ביקרו במחלקת החירום כדי לבקש עזרה רפואית עבור תאונות הקשורות לפגיעה מוחית טראומטית1. מאחר ש-TBI קלה (mTBI) מייצגת את רוב המקרים של פגיעה מוחית טראומטית, במהלך העשורים האחרונים אומצו מודלים רבים של mTBI, הכוללים ירידה במשקל, פגיעת ראש סגורה מונעת בוכנה ופגיעה מבוקרת בקליפת המוח, פגיעה סיבובית, פציעה קלה של כלי הקשה מנוזלים ומודלים של פגיעות הדף 2,3. ההטרוגניות של מודלי mTBI שימושית כדי לטפל בתכונות השונות הקשורות ל-mTBI שנצפו אצל אנשים ולעזור להעריך את המנגנונים התאיים והמולקולריים הקשורים לפגיעה מוחית.
מבין המודלים הנפוצים של פגיעת ראש סגורה, אחד המודלים הראשונים והנפוצים ביותר הוא שיטת הירידה במשקל, שבה חפץ נופל מגובה מסוים על ראשו של בעל החיים (מורדם או ער)2,4. בשיטת הירידה במשקל, חומרת הפציעה תלויה במספר פרמטרים, כולל קרניוטומיה המבוצעת או לא, ראש קבוע או חופשי, והמרחק והמשקל של החפץ הנופל 2,4. חסרון אחד של מודל זה הוא השונות הגבוהה בחומרת הפגיעה ושיעור התמותה הגבוה הקשור לדיכאון נשימתי 5,6. חלופה נפוצה היא להעביר את הפגיעה באמצעות מכשיר פנאומטי או אלקטרומגנטי, אשר יכול להיעשות ישירות על דורה חשופה (פגיעה קליפת המוח מבוקרת: CCI) או גולגולת סגורה (פגיעת ראש סגורה: CHI). אחת מנקודות החוזק של הפציעה המונעת על ידי בוכנה היא יכולת השחזור הגבוהה שלה והתמותה הנמוכה. עם זאת, CCI דורש craniotomy7,8, ו craniotomy עצמו גורם דלקת9. במקום זאת, במודל CHI, אין צורך craniotomy. כאמור, לכל מודל יש מגבלות. אחת המגבלות של מודל CHI המתואר במאמר זה היא שהניתוח מבוצע באמצעות מסגרת סטריאוטקסית, וראשו של בעל החיים משותק. בעוד שתנועת ראש מלאה מבטיחה יכולת שחזור, היא אינה מתחשבת בתנועה לאחר הפגיעה שעלולה לתרום לפציעה הקשורה ל-mTBI.
פרוטוקול זה מתאר שיטה בסיסית לביצוע פגיעת CHI עם התקן השפעה אלקטרומגנטי זמין מסחרית10 בעכבר. פרוטוקול זה מפרט את הפרמטרים המדויקים המעורבים כדי להשיג פציעה בעלת יכולת שחזור גבוהה. בפרט, לחוקר יש שליטה מדויקת על הפרמטרים (עומק הפציעה, זמן השהייה ומהירות הפגיעה) כדי להגדיר במדויק את חומרת הפציעה. כפי שתואר, מודל CHI זה מייצר פגיעה הגורמת לפתולוגיה דו-צדדית, הן דיפוזית והן מיקרוסקופית (כלומר, הפעלה כרונית של גליה, נזק אקסונלי וכלי דם), ופנוטיפים התנהגותיים 11,12,13,14,15. בנוסף, המודל המתואר נחשב קל שכן הוא אינו גורם לנגעים מבניים במוח על סמך MRI או נגעים גסים על פתולוגיה אפילו שנה לאחר הפציעה16,17.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>9 mm Autoclip Applier</td>
			<td>Braintree scientific</td>
			<td>ACS- APL</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9 mm Autoclip Remover</td>
			<td>Braintree scientific</td>
			<td>ACS- RMV</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9 mm Autoclip, Case of 1,000 clips</td>
			<td>Braintree scientific</td>
			<td>ACS- CS</td>
			<td>Surgery (Staples)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aperio ImageScope software&#160;</td>
			<td>Leica BioSystems</td>
			<td>NA&#160;</td>
			<td>IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BladeFLASK Blade Remover</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22-444-275</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton tip applicator</td>
			<td>VWR</td>
			<td>89031-270</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digitial mouse stereotaxic frame</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51730D</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #7 Forceps</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5047</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ear bars</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51649</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EthoVision XT 11.0&#160;</td>
			<td>Noldus Information Technology</td>
			<td>NA</td>
			<td>RAWM&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber-Lite</td>
			<td>Dolan-Jeffer Industries</td>
			<td>UN16103-DG</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Bulb for Small Pipets</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>03-448-21</td>
			<td>Head support apparatus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gemini Avoidance System</td>
			<td>San Diego Instruments</td>
			<td>NA</td>
			<td>Active avoidance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Pad</td>
			<td>Sunbeam&#160;</td>
			<td>732500000U</td>
			<td>Surgery prep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HRP conjugated goat anti-rabbit IgG&#160;</td>
			<td>Jackson Immuno Research laboratories</td>
			<td>111-065-144&#160;</td>
			<td>IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Induction chamber</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>VetFlo-0530XS</td>
			<td>Surgery prep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane, USP</td>
			<td>Covetrus</td>
			<td>NDC: 11695-6777-2</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse gas anesthesia head holder</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51609M</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neuropactor Stereotaxic Impactor</td>
			<td>Neuroscience Tools</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Surgery: Formally distributed by Lecia as impact one</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NexGen Mouse 500</td>
			<td>Allentown&#160;</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Post-surgery, holding cage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Parafilm</td>
			<td>Bemis</td>
			<td>PM992</td>
			<td>Head support apparatus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peanut - Professional Hair Clipper</td>
			<td>Whal</td>
			<td>8655-200&#160;</td>
			<td>Surgery prep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-Iodine Solution USP, 10% (w/v), 1% (w/v) available Iodine, for laboratory</td>
			<td>Ricca</td>
			<td>3955-16</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puralube Vet Oinment,petrolatum ophthalmic ointment, Sterile ocular lubricant</td>
			<td>Dechra</td>
			<td>17033-211-38</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-GFAP&#160;</td>
			<td>Dako</td>
			<td>Z0334</td>
			<td>IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-IBA1&#160;</td>
			<td>Wako</td>
			<td>019-19741</td>
			<td>IHC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-arm Radial Arm Water Maze</td>
			<td>MazeEngineers</td>
			<td>n/a</td>
			<td>RAWM&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scale</td>
			<td>OHAUS CS series</td>
			<td>BAL-101</td>
			<td>Surgery prep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Handle #7 Solid 6.25&#34;&#160;</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-9847</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Alcohol Prep Pads (isopropyl alcohol 70% v/v)</td>
			<td>Fisher Brand</td>
			<td>22-363-750</td>
			<td>Surgery prep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SumnoSuite low-flow anesthesia system</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>SS-01</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL syringe Luer-Lok Tip</td>
			<td>BD Bard-Parker</td>
			<td>302995</td>
			<td>Head support apparatus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Timers</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>6KED8</td>
			<td>Surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Topical anesthetic cream</td>
			<td>L.M.X 4</td>
			<td>NDC 0496-0882-15</td>
			<td>Surgery prep</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triple antibiotic ointment</td>
			<td>Major</td>
			<td>NDC 0904-0734-31</td>
			<td>Post-surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing</td>
			<td>MasterFlex</td>
			<td>96410-16</td>
			<td>Head support apparatus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vaporizer Single Channel Anesthesia System</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>VetFlo-1210S</td>
			<td>Surgery prep</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electromagnetic controlled closed-head model of mild traumatic brain injury in mice

מודלים בעלי חיים בעלי יכולת שחזור גבוהה של פגיעה מוחית טראומטית (TBI), עם פתולוגיות מוגדרות היטב, נחוצים לבחינת התערבויות טיפוליות ולהבנת המנגנונים של האופן שבו פגיעה מוחית טראומטית משנה את תפקוד המוח. הזמינות של מודלים מרובים של בעלי חיים של פגיעה מוחית טראומטית נחוצה כדי למדל את ההיבטים והחומרה השונים של פגיעה מוחית טראומטית שנראים אצל אנשים. כתב היד הזה מתאר את השימוש בחבלת ראש סגורה בקו האמצע (CHI) כדי לפתח מודל עכברי של פגיעה מוחית טראומטית קלה. המודל נחשב קל מכיוון שהוא אינו מייצר נגעים מבניים במוח המבוססים על הדמיה מוחית או אובדן עצבי גס. עם זאת, השפעה אחת יוצרת מספיק פתולוגיה כך שהליקוי הקוגניטיבי ניתן למדידה לפחות חודש לאחר הפציעה. פרוטוקול שלב אחר שלב להשראת CHI בעכברים באמצעות משפיע אלקטרומגנטי מונחה סטריאוטקסית מוגדר במאמר. היתרונות של מודל CHI קו האמצע המתון כוללים את יכולת השחזור של השינויים הנגרמים על ידי פציעה עם תמותה נמוכה. המודל אופיין באופן זמני עד שנה לאחר הפגיעה בשל דימות מוחי, נוירוכימי, נוירופתולוגי ושינויים התנהגותיים. המודל משלים מודלים של גולגולת פתוחה של פגיעה מבוקרת בקליפת המוח באמצעות אותו מכשיר משפיע. לפיכך, מעבדות יכולות למדל גם TBI מפוזר קל וגם TBI מוקדי בינוני עד חמור עם אותו משפיע.

התקן השפעה אלקטרומגנטי סטריאוטקסי זה הוא רב-תכליתי. הוא משמש הן לפגיעה בקליפת המוח המבוקרת על ידי גולגולת פתוחה (CCI) והן לניתוח פגיעת ראש סגורה (CHI). יתר על כן, ניתן לווסת את חומרת הפציעה על ידי שינוי הפרמטרים של הפציעה כגון מהירות הפגיעה, זמן השהייה, עומק הפגיעה, קצה הפגיעה ויעד הפציעה. כאן מתואר ניתוח CHI באמצעות מפגע קצה פלדה 5.0 מ"מ. פגיעה זו נחשבת קלה מכיוון שאין נגעים מבניים במוח. שיעור התמותה בעכברים בוגרים הוא פחות מ-0.9%11,14 ועולה מעט ומגיע ל~2.5% בעכברים מבוגרים יותר (בני >8 חודשים)11. התמותה מתרחשת במהלך 2 הדקות הראשונות בגלל דום נשימה, אשר ניתן למנוע במידה רבה על ידי ניטור קפדני של עומק ההרדמה בשניות שלפני הפגיעה.
היתרון של מודל CHI זה הוא כי ההשפעה מייצרת פתולוגיה מפוזרת דו צדדית ללא צורך לחשוף את פני השטח dural קליפת המוח (craniotomy). מאפיין נוסף שהופך אותו למודל TBI יעיל הוא שפחות מ-1% מהעכברים אינם נכללים במחקר עקב שברים בגולגולת או בעיות אוזניים בעקבות ההליך הכירורגי. חשוב לציין כי המודל מייצר ליקויים נוירופתולוגיים והתנהגותיים עם השפעה אחת, המפחיתה את מורכבות הניסוי הקשורה למודלים חוזרים ונשנים של CHI קל15. לדוגמה, תבנית טמפורלית ניתנת לשחזור של שינויים מורפולוגיים במיקרוגליה ובאסטרוציטים מזוהה11 (איור 2A,B). בעת אימות הדגם, מומלץ להשתמש בטווחי ההתחלה של הקואורדינטות הקדמיות-אחוריות כ- 1.5- מ"מ ±- 0.2 מ"מ ועומק הפגיעה כ- 1.0 ± 0.2 מ"מ. ייתכן שיהיה צורך להתאים את הקואורדינטות לגיל ולזן של העכברים, כמו גם למותג ולדגם של הציוד בו נעשה שימוש. לאחר אימות ההגדרות, יש להחזיק אותן קבועות לצורך ניסוי. לצורך תיקוף, מומלץ לבצע אפיון נוירופתולוגי של מיקרוגליה ואסטרוציטים 3 ימים לאחר הפציעה. צביעה אימונוהיסטוכימית (IHC) הושלמה בעקבות השיטות של Bachstetter et al.18. באופן ספציפי, חלקים צפים חופשיים של קורונל 30 מיקרומטר הוכתמו עבור הפעלת גליה עם ארנב anti-GFAP (1:10,000) ועבור אסטרוציטים באמצעות ארנב anti-IBA1 (1:10,000). IgG נגד ארנב עז מצומד של HRP (1:200) שימש לזיהוי הן של GFAP והן של IBA-1. תוכנת כימות שימשה לכימות הצביעה בכל אזור שנחשב. בנוסף, יום אחד לאחר הפציעה, נמצאו סמני פגיעה אקסונליים בניאוקורטקס, ושינויים בחילוף החומרים במיטוכונדריה נמצאו עד 28 ימים לאחר CHI16 (הנתונים לא מוצגים).
נקודות הקצה המשניות לאימות המודל יהיו מבחני התנהגות. נמצאו ליקויים הניתנים לשחזור במבוך המים הרדיאלי של הזרוע (RAWM)12 והתנהגויות של הימנעות פעילה13 (איור 3). העכברים נבדקו במבחן RAWM בעל 8 זרועות, מבחן למידה מיוחד, כמתואר ב-Macheda et al.12. בקצרה, העכברים נבדקו בסך הכל ב-28 ניסויים בפרוטוקול של 4 ימים והיו להם 60 שניות לאתר את הפלטפורמה הממוקמת בזרוע המטרה. המספר הכולל של ניסויים ביום היה שבעה; יום 1 ויום 2 נחשבו כימי אימון ויום 3 ו-4 כימי מבחן. במהלך ימי האימונים, העכברים אומנו לאתר את הרציף, לסירוגין בין ניסויים גלויים ונסתרים; במהלך ימי הבדיקה, הפלטפורמה הוסתרה במהלך כל הניסויים. הניסויים הוקלטו באמצעות מצלמה, ומערכת מעקב שימשה לניתוח התנהגות (מספר שגיאות, מרחק כולל והשהיה). העכברים נבדקו שבועיים לאחר הפציעה. בעוד שלא הייתה השפעה של סקס, עכברי ה-CHI עשו יותר טעויות כדי לבצע את המשימה בהצלחה ולהגיע לפלטפורמה (איור 3A). יתר על כן, ליקויי זיכרון התגלו גם בבדיקת RAWM 11,14,15,16 בעלת 6 זרועות. הימנעות אקטיבית, מבחן אסוציאטיבי מבוסס למידה, שימש למדידת הליקויים הקוגניטיביים הקשורים למודל מתון זה של CHI. העכברים נבדקו באמצעות פרוטוקול של 5 ימים ונחשפו ל-50 ניסויים ביום13. העכברים אומנו להימנע מהלם קל ברגל (גירוי בלתי מותנה, US) על ידי שיוך גירוי מותנה (CS, אור) אליו. עם הזמן, העכברים למדו להימנע מארה"ב כאשר הוצג ניתוח קיסרי. לעכברי CHI היה תפקוד קוגניטיבי לקוי בהימנעות פעילה בהשוואה לעכברי דמה (איור 3B). נקבות העכברים המזויפות למדו מהר יותר באופן משמעותי בהשוואה לזכרים, אך המין לא שיחק תפקיד בעכברי CHI13. ההתנהגות נרשמה באמצעות תוכנת הימנעות אקטיבית/פסיבית. ליקוי בתפקוד המוטורי מעבר לשבוע הראשון לאחר הפציעה לא זוהה11.
במודל TBI מתון זה, לא נמצאו נגעים מבניים גסים במוח, ופגיעה אחת גרמה להפעלת גליה דו-צדדית ולשינויים במורפולוגיה של מיקרוגליה. כמו כן, ליקויים קוגניטיביים קשורים למודל TBI זה.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64556/64556fig01.jpg"> איור 1: שלב 1: הגדרת אזור כירורגי. (A) מוצגת דוגמה לאזור הניתוח ולכלים הדרושים לביצוע ניתוח CHI (חבילת קרח למשפיע, מסגרת סטריאוטקסית המצוידת במשפיע, תיבת בקרת משפיען וכלי ניתוח). (B) מבט מקרוב על קצה הגשושית מפלדה בקוטר 5 מ"מ, מוט נשיכה ומנגנון תמיכת ראש, הממחיש את המיקום הדרוש לפגיעה בקו האמצע. (C) מנגנון תמיכת הראש עשוי מנורת פיפטה לטקס בנפח 1 מ"ל המחוברת לצינור באמצעות פרפילם. מזרק 10 מ"ל מלא במים כדי לנפח את הנורה, עם סטופקוק כדי לשמור על הנורה מנופחת פעם במקומה. (D) תיבת בקרת משפיע: (1) ידית גדולה לכוונון מהירות הפגיעה, (2) מונה השתהות, (3) מתג מתג הארכה/שליפה, (4) מתג דו-מצבי שכאשר דוחפים אותו כלפי מטה, הוא יספק את הפגיעה. (E) כאשר אינו בשימוש, המשפיע נשמר על חבילת קרח כדי למנוע התחממות יתר ותקלה אפשרית. (F) תצוגה סטריאוטקסית דיגיטלית משמשת לקביעת הקואורדינטות x (קדמי-אחורי), y (מדיאלי-לטרלי) ו-z (גבי-גחוני). שלב 2: הליך כירורגי. (ז,ח) העכבר המרדים והמגולח מאובטח לתוך המסגרת הסטריאוטקסית, (I) חתך בקו האמצע נעשה כדי לחשוף את (J) bregma, (K) המשמש במהלך הניתוח כדי ליישר את המשפיע. שלב 3: התאוששות. (L) העכבר מוסר מהמסגרת הסטריאוטקסית. לאחר סגירת הקרקפת על ידי הידוק או תפירה של העור יחד, הוא ממוקם בכלוב התאוששות נקי על צידו. (M) העכבר מנוטר עד שהעכבר מתהפך ומתרחש רפלקס התיקון. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/64556/64556fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64556/64556fig02.jpg"> איור 2: הדפוסים הרקתיים של אסטרוציטים (GFAP) ומיקרוגליה (IBA1) שינויים מורפולוגיים לאחר CHI . (A) צביעת GFAP בהגדלה נמוכה מראה את העלייה האזורית בכתמים שנצפתה בקליפת המוח של קבוצת CHI. המראה המורפולוגי של האסטרוציטים מוצג בכניסות ההגדלה הגבוהות יותר, שנלקחו מחלקי המוח האמצעיים ומאותם אזורים בקליפת המוח. (B) צביעה חיובית ל-IBA1 בקליפת המוח לאחר יום, 7 ימים וחודשיים לאחר הפציעה מראה שינויים במורפולוגיית תאי המיקרוגליה בניאו-קורטקס לאחר ה-CHI (n = 7-14, 50/50 זכר/נקבה). העכברים (רקע CD-1/129) היו בני 8 חודשים בעת הניתוח. נתון זה הותאם מ-11 ושוחזר באישור. סרגל קנה מידה = 1 מ"מ, 50 מיקרומטר ו- 100 מיקרומטר כפי שמצוין באיור. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/64556/64556fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64556/64556fig03.jpg"> איור 3: ליקויי זיכרון הנגרמים על-ידי CHI ב-RAWM והימנעות פעילה . (A) שבועיים לאחר הפציעה, גם העכברים המופעלים על ידי CHI וגם עכברים המופעלים על ידי דמה היו מסוגלים ללמוד את משימת ה-RAWM, אולם עכברי ה-CHI ביצעו יותר טעויות בהשוואה לעכברי הדמה (*** p < 0.0005); sham (n = 20/20 זכר/נקבה); CHI (n = 20/20 זכר/נקבה). העכברים (C57BL/6J) היו בני 3-4 חודשים בעת הניתוח. (B) לאחר 4 שבועות לאחר הפציעה, עכברי CHI ועכברי דמה היו מסוגלים ללמוד את משימת ההימנעות הפעילה, אך עכברי CHI נמנעו מפחות זעזועים ברגל בהשוואה לעכברי הדמה (*** p = 0.0005; **** p < 0.0001); sham (n = 10/10 זכר/נקבה); CHI (n = 9/10 זכר/נקבה). העכברים (C57BL/6J) היו בני 3-5 חודשים בעת הניתוח. הנתונים מוצגים כממוצע ± SEM. (א) נתון זה הותאם מ-12 ושוחזר באישור. (ב) נתון זה הותאם מ-13 ושוחזר באישור. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/64556/64556fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice at JoVE.com

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

הפרוטוקול מתאר פגיעה מוחית טראומטית קלה במודל עכבר. בפרט, פרוטוקול שלב אחר שלב לגרימת פגיעת ראש סגורה קלה בקו האמצע ואפיון מודל בעלי החיים מוסבר במלואו.

מודל ראש סגור מבוקר אלקטרומגנטי של פגיעה מוחית טראומטית קלה בעכברים

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

electromagnetic-controlled-closed-head-model-mild-traumatic-brain

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

2.0K Views.  University of Kentucky. הפרוטוקול מתאר פגיעה מוחית טראומטית קלה במודל עכבר. בפרט, פרוטוקול שלב אחר שלב לגרימת פגיעת ראש סגורה קלה בקו האמצע ואפיון מודל בעלי החיים מוסבר במלואו.

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

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and mortality. Based on the nature of primary injury following TBI, complex and heterogeneous secondary consequences result, which are followed by regenerative processes 1,2. Primary injury can be induced by a direct contusion to the brain from skull fracture or from shearing and stretching of tissue causing displacement of brain due to movement 3,4. The resulting hematomas and lacerations cause a vascular response 3,5, and the morphological and functional damage of the white matter leads to diffuse axonal injury 6-8. Additional secondary changes commonly seen in the brain are edema and increased intracranial pressure 9. Following TBI there are microscopic alterations in biochemical and physiological pathways involving the release of excitotoxic neurotransmitters, immune mediators and oxygen radicals 10-12, which ultimately result in long-term neurological disabilities 13,14. Thus choosing appropriate animal models of TBI that present similar cellular and molecular events in human and rodent TBI is critical for studying the mechanisms underlying injury and repair.
Various experimental models of TBI have been developed to reproduce aspects of TBI observed in humans, among them three specific models are widely adapted for rodents: fluid percussion, cortical impact and weight drop/impact acceleration 1. The fluid percussion device produces an injury through a craniectomy by applying a brief fluid pressure pulse on to the intact dura. The pulse is created by a pendulum striking the piston of a reservoir of fluid. The percussion produces brief displacement and deformation of neural tissue 1,15. Conversely, cortical impact injury delivers mechanical energy to the intact dura via a rigid impactor under pneumatic pressure 16,17. The weight drop/impact model is characterized by the fall of a rod with a specific mass on the closed skull 18. Among the TBI models, LFP is the most established and commonly used model to evaluate mixed focal and diffuse brain injury 19. It is reproducible and is standardized to allow for the manipulation of injury parameters. LFP recapitulates injuries observed in humans, thus rendering it clinically relevant, and allows for exploration of novel therapeutics for clinical translation 20.
We describe the detailed protocol to perform LFP procedure in mice. The injury inflicted is mild to moderate, with brain regions such as cortex, hippocampus and corpus callosum being most vulnerable. Hippocampal and motor learning tasks are explored following LFP.

Lateral fluid percussion (LFP), an established model of traumatic brain injury in mice, is demonstrated. LFP fulfills three major criteria for animal models: validity, reliability and clinical relevance. The procedure, consisting of surgical craniotomy, fixation of hub followed by induction of injury, resulting in focal and diffuse injuries, is described.

נוזל הקשה Lateral: דגם של פגיעה מוחית טראומטית של עכברים

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

Investigations on Alterations of Hippocampal Circuit Function Following Mild Traumatic Brain Injury

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological impairments 1. Two pervasive and disabling symptoms experienced by TBI survivors, memory deficits and a reduction in seizure threshold, are thought to be mediated by TBI-induced hippocampal dysfunction 2,3. In order to demonstrate how altered hippocampal circuit function adversely affects behavior after TBI in mice, we employ lateral fluid percussion injury, a commonly used animal model of TBI that recreates many features of human TBI including neuronal cell loss, gliosis, and ionic perturbation 4-6.
	Here we demonstrate a combinatorial method for investigating TBI-induced hippocampal dysfunction. Our approach incorporates multiple ex vivo physiological techniques together with animal behavior and biochemical analysis, in order to analyze post-TBI changes in the hippocampus. We begin with the experimental injury paradigm along with behavioral analysis to assess cognitive disability following TBI. Next, we feature three distinct ex vivo recording techniques: extracellular field potential recording, visualized whole-cell patch-clamping, and voltage sensitive dye recording. Finally, we demonstrate a method for regionally dissecting subregions of the hippocampus that can be useful for detailed analysis of neurochemical and metabolic alterations post-TBI.
	These methods have been used to examine the alterations in hippocampal circuitry following TBI and to probe the opposing changes in network circuit function that occur in the dentate gyrus and CA1 subregions of the hippocampus (see Figure 1). The ability to analyze the post-TBI changes in each subregion is essential to understanding the underlying mechanisms contributing to TBI-induced behavioral and cognitive deficits. 
	The multi-faceted system outlined here allows investigators to push past characterization of phenomenology induced by a disease state (in this case TBI) and determine the mechanisms responsible for the observed pathology associated with TBI.

A multi-faceted approach to investigating functional changes to hippocampal circuitry is explained. Electrophysiological techniques are described along with the injury protocol, behavioral testing and regional dissection method. The combination of these techniques can be applied in similar fashion for other brain regions and scientific questions.

חקירות על שינויים בתפקוד המעגל היפוקמפוס בעקבות פגיעה מוחית טראומטית קלה

Traumatic Brain Injury (TBI) afflicts more than 1.7 million people in the United States each year and even mild TBI can lead to persistent neurological ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies using Drosophila have contributed important breakthroughs in understanding neurological processes. Thus, with the goal of understanding the cellular and molecular basis of TBI pathologies in humans, we developed the High Impact Trauma (HIT) device to inflict closed head TBI in flies. Flies subjected to the HIT device display phenotypes consistent with human TBI such as temporary incapacitation and progressive neurodegeneration. The HIT device uses a spring-based mechanism to propel flies against the wall of a vial, causing mechanical damage to the fly brain. The device is inexpensive and easy to construct, its operation is simple and rapid, and it produces reproducible results. Consequently, the HIT device can be combined with existing experimental tools and techniques for flies to address fundamental questions about TBI that can lead to the development of diagnostics and treatments for TBI. In particular, the HIT device can be used to perform large-scale genetic screens to understand the genetic basis of TBI pathologies.

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Here we describe a method to inflict closed head traumatic brain injury (TBI) in Drosophila. This method provides a gateway to investigate the cellular and molecular mechanisms that underlie TBI pathologies using the vast array of experimental tools and techniques available for flies.

שיטה לגרום סגור ראש הפגיעה מוחית טראומטית ב<em&gt; דרוזופילה</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in adult mammalian animals remains elusive. In this study, we describe an experimental procedure for measuring calcium dynamics through dual optical windows above bilateral primary somatosensory corticies (S1) in Thy1-GCaMP6s transgenic mice using 2-photon (2P) microscopy. This method enables recordings and quantifications of neural activity in bilateral mouse brain regions one at a time in the same experiment for a prolonged period in vivo. Key aspects of this method, which can be completed within an hour, include minimally invasive surgery procedures for creating dual optical windows, and the use of 2P imaging. Although we only demonstrate the technique in the S1 area, the method can be applied to other regions of the living brain facilitating the elucidation of structural and functional complexities of brain neural networks.

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

We describe an experimental procedure for measuring neuronal activity through dual optical windows above bilateral primary somatosensory corticies (S1) in Thy1-GCaMP6s transgenic mice using 2-photon (2P) microscopy in vivo.

הדמיה פעילות עצבית בתוך קליפת המגע הראשי באמצעות Thy1-העכברים הטרנסגניים GCaMP6s

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the detonation of explosive devices, however, the mechanisms that underlie the brain damage resulting from blast overpressure exposure are not entirely understood and are believed to be unique to this type of brain injury. Preclinical models are crucial tools that contribute to better understand blast-induced brain injury. A novel in vitro blast TBI model was developed using an open-ended shock tube to simulate real-life open-field blast waves modelled by the Friedlander waveform. C57BL/6N mouse organotypic hippocampal slice cultures were exposed to single shock waves and the development of injury was characterized up to 72 h using propidium iodide, a well-established fluorescent marker of cell damage that only penetrates cells with compromised cellular membranes. Propidium iodide fluorescence was significantly higher in the slices exposed to a blast wave when compared with sham slices throughout the duration of the protocol. The brain tissue injury is very reproducible and proportional to the peak overpressure of the shock wave applied.

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

This paper describes a novel model of primary blast traumatic brain injury. A compressed-air driven shock tube is used to expose in vitro mouse hippocampal slice cultures to a single shock wave. This is a simple and rapid protocol generating a reproducible brain tissue injury with a high throughput.

מודל הרומן במבחנה של פגיעה מוחית טראומטית הפיצוץ

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral vascular effects. Impact (i.e., non-blast) traumatic brain injury (TBI) is known to decrease pressure autoregulation in the cerebral vasculature in both humans and experimental animals. The hypothesis that blast-induced traumatic brain injury (bTBI), like impact TBI, results in impaired cerebral vascular reactivity was tested by measuring myogenic dilatory responses to reduced intravascular pressure in rodent middle cerebral arterial (MCA) segments from rats subjected to mild bTBI using an Advanced Blast Simulator (ABS) shock tube. Adult, male Sprague-Dawley rats were anesthetized, intubated, ventilated and prepared for Sham bTBI (identical manipulation and anesthesia except for blast injury) or mild bTBI. Rats were randomly assigned to receive Sham bTBI or mild bTBI followed by sacrifice 30 or 60 min post-injury. Immediately after bTBI, righting reflex (RR) suppression times were assessed, euthanasia at the time points post-injury was completed, the brain was harvested and the individual MCA segments were collected, mounted and pressurized. As the intraluminal pressure perfused through the arterial segments was reduced in 20 mmHg increments from 100 to 20 mmHg, MCA diameters were measured and recorded. With decreasing intraluminal pressure, MCA diameters steadily increased significantly above baseline in the Sham bTBI groups while MCA dilator responses were significantly reduced (p &#60; 0.05) in both bTBI groups as evidenced by the impaired, smaller MCA diameters recorded for the bTBI groups. In addition, RR suppression in the bTBI groups was significantly (p &#60; 0.05) higher than in the Sham bTBI groups. MCA&#39;s collected from the Sham bTBI groups exhibited typical vasodilatory properties to decreases in intraluminal pressure while MCA&#39;s collected following bTBI exhibited significantly impaired myogenic vasodilatory responses to reduced pressure that persisted for at least 60 min after bTBI.

Here, we present a protocol to describe methods for ex vivo vascular reactivity determination following a primary blast traumatic brain injury (bTBI) using isolated, pressurized, rodent middle cerebral arterial (MCA) segments. bTBI induction is accomplished using a shock tube, also known as an Advanced Blast Simulator (ABS) device.

השפעות הפיצוץ-induced Neurotrauma על מכרסם מווסת המזרח התיכון העורקים המוחיים

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Investigating Alterations in Caecum Microbiota After Traumatic Brain Injury in Mice

Increasing evidence shows that the microbiota-gut-brain axis plays an important role in the pathogenesis of brain diseases. Several studies also demonstrate that traumatic brain injuries cause changes to the gut microbiota. However, mechanisms underlying the bidirectional regulation of the brain-gut axis remain unknown. Currently, few models exist for studying the changes in gut microbiota after traumatic brain injury. Therefore, the presented study combines protocols for inducing traumatic brain injury using a lateral fluid percussion device and analysis of caecum samples following injury for investigating alterations in the gut microbiome. Alterations of the gut microbiota composition after traumatic brain injury are determined using 16S-rDNA sequencing. This protocol provides an effective method for studying the relationships between enteric microorganisms and traumatic brain injury.

Presented here is a protocol to induce diffuse traumatic brain injury using a lateral fluid percussion device followed by the collection of the caecum content for gut microbiome analysis.

חקירת שינויים Caecum Microbiota לאחר פציעה טראומטית במוח עכברים

Increasing evidence shows that the microbiota-gut-brain axis plays an important role in the pathogenesis of brain diseases. Several studies also ...

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

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

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

הדמיה מתקדמת דיפוזיה בהיפוקמפוס של חולדות עם פגיעה מוחית טראומטית מתון

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

Murine Model of Controlled Cortical Impact for the Induction of Traumatic Brain Injury

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the United States. In fact, TBI is a contributing factor to over a third of all injury-related mortality. Nonetheless, the cellular and molecular mechanisms underlying the pathophysiology of TBI are poorly understood. Thus, preclinical models of TBI capable of replicating the injury mechanisms pertinent to TBI in human patients are a critical research need. The controlled cortical impact (CCI) model of TBI utilizes a mechanical device to directly impact the exposed cortex. While no model can full recapitulate the disparate injury patterns and heterogeneous nature of TBI in human patients, CCI is capable of inducing a wide range of clinically applicable TBI. Furthermore, CCI is easily standardized allowing investigators to compare results across experiments as well as across investigative groups. The following protocol is a detailed description of applying a severe CCI with a commercially available impacting device in a murine model of TBI.

Here we describe a protocol for the induction of murine traumatic brain injury via an open-head controlled cortical impact.

מודל מורנה של השפעה בקליפת המוח הנשלטת על אינדוקציה של פגיעה מוחית טראומטית

The Centers for Disease Control and Injury Prevention estimate that almost 2 million people sustain a traumatic brain injury (TBI) every year in the ...

Low-intensity Blast Wave Model for Preclinical Assessment of Closed-head Mild Traumatic Brain Injury in Rodents

Traumatic brain injury (TBI) is a large-scale public health problem. Mild TBI is the most prevalent form of neurotrauma and accounts for a large number of medical visits in the United States. There are currently no FDA-approved treatments available for TBI. The increased incidence of military-related, blast-induced TBI further accentuates the urgent need for effective TBI treatments. Therefore, new preclinical TBI animal models that recapitulate aspects of human blast-related TBI will greatly advance the research efforts into the neurobiological and pathophysiological processes underlying mild to moderate TBI as well as the development of novel therapeutic strategies for TBI.
Here we present a reliable, reproducible model for the investigation of the molecular, cellular, and behavioral effects of mild to moderate blast-induced TBI. We describe a step-by-step protocol for closed-head, blast-induced mild TBI in rodents using a bench-top setup consisting of a gas-driven shock tube equipped with piezoelectric pressure sensors to ensure consistent test conditions. The benefits of the setup that we have established are its relative low-cost, ease of installation, ease of use and high-throughput capacity. Further advantages of this non-invasive TBI model include the scalability of the blast peak overpressure and the generation of controlled reproducible outcomes. The reproducibility and relevance of this TBI model has been evaluated in a number of downstream applications, including neurobiological, neuropathological, neurophysiological and behavioral analyses, supporting the use of this model for the characterization of processes underlying the etiology of mild to moderate TBI.

We present here a protocol of a blast wave model for rodents to investigate neurobiological and pathophysiological effects of mild to moderate traumatic brain injury. We established a gas-driven, bench-top setup equipped with pressure sensors allowing for reliable and reproducible generation of blast-induced mild to moderate traumatic brain injury.

מודל גל פיצוץ בעצימות נמוכה להערכה פרה-קלינית של פגיעה מוחית טראומטית קלה בראש סגור במכרסמים

Traumatic brain injury (TBI) is a large-scale public health problem. Mild TBI is the most prevalent form of neurotrauma and accounts for a large number of ...