ВПЛИВ ЛЕГКОЇ ВИБУХОВОЇ ЗАКРИТОЇ ЧЕРЕПНО-МОЗКОВОЇ ТРАВМИ НА КОГНІТИВНІ ФУНКЦІЇ ТА НЕРВОВО-М’ЯЗОВІ Й РЕФЛЕКТОРНІ ПОКАЗНИКИ У МИШЕЙ

Д. О. Сальников

doi:10.21802/artm.2026.2.38.68

Автор(и)

Д. О. Сальников Інститут проблем кріобіології і кріомедицини Національної академії наук України, м. Харків, Україна https://orcid.org/0009-0003-7183-2517

DOI:

https://doi.org/10.21802/artm.2026.2.38.68

Ключові слова:

вибухова черепно-мозкова травма, рефлекс, сила хвату, когнітивні функції, розпізнавання, неврологічний статус, дефіцит

Анотація

У сучасній медицині вибухова черепно-мозкова травма є важливою клінічною проблемою, актуальність якої особливо зростає в умовах воєнних дій. Метою дослідження було вивчення впливу легкої вибухової закритої черепно-мозкової травми на показники когнітивних функцій в поєднанні з тестуванням нервово-м’язового контролю та рефлекторних показників у мишей.

Моделювання легкої вибухової закритої черепно-мозкової травми (ЛВЗЧМТ) із застосуванням вдосконаленої моделі пристрою для створення вибухової хвилі заданої потужності (207 кПа, що еквівалентно 30 psi) виконували на самцях мишей лінії BALB/c. Через 3, 7, 14, 21, 28 діб і 2 місяці після травми оцінювали в динаміці загальний стан тварин, силу хвату передніми кінцівками, статус неврологічних порушень і когнітивні функції у поведінковому тесті на розпізнавання нових об’єктів із розрахунком індексу дискримінації та показника переваги новизни. Статистичний аналіз експериментальних даних проводили за допомогою критерію Фрідмана з подальшим post-hoc аналізом за критерієм Вілкоксона з поправкою Бонферроні.

За результатами досліджень встановлено відсутність виражених змін загального стану та стійких неврологічних дефіцитів у тварин з експериментальною ЛВЗЧМТ. У ранні строки після травми виявлено транзиторне зниження індексу дискримінації та переваги новизни зі збереженням дослідницької активності, що свідчить про тимчасові порушення процесів розпізнавання. Сила хвату зменшувалася на 3-тю добу з подальшим відновленням до вихідних значень. Досліджувані рефлекси переважно зберігалися, поодинокі відхилення мали короткочасний характер. У пізні строки спостереження показники нормалізувалися.

Легка вибухова закрита черепно-мозкова травма у мишей спричиняє когнітивні порушення за відсутності стійких рефлекторних і нервово-м’язових дефіцитів. Отримані дані підтверджують, що застосована модель є придатною для дослідження ранніх посттравматичних змін когнітивних функцій та подальшого тестування потенційних нейропротекторних та реабілітаційних препаратів.

Завантажити

Дані для завантаження поки недоступні.

Посилання

Zozulia IS, Volosovets AO, Zozulia AI. Poranennia cherepa i holovnoho mozku: diahnostyka, ekstrena medychna dopomoha na etapakh evakuatsii. Ukrainskyi Medychnyi Chasopys. 2022; 5(151):IX/X. https://doi.org/10.32471/umj.1680-3051.151.234471 [in Ukrainian] DOI: https://doi.org/10.32471/umj.1680-3051.151.234471

Chayka AV, Zaben’ko YY, Labunets IF, Pivneva TA. Traumatic brain injury: pathogenesis, experimental models, prospects of cell-based therapy. Cell and Organ Transplantology. 2017; 5(2):209-215. https://doi.org/10.22494/COT.V5I2.78 DOI: https://doi.org/10.22494/cot.v5i2.78

Sulhan S, Lyon KA, Shapiro LA, Huang JH. Neuroinflammation and blood-brain barrier disruption following traumatic brain injury: Pathophysiology and potential therapeutic targets. J Neurosci Res. 2020; 98(1):19-28. https://doi.org/10.1002/jnr.24331 DOI: https://doi.org/10.1002/jnr.24331

Kaur P, Sharma S. Recent Advances in Pathophysiology of Traumatic Brain Injury. Curr Neuropharmacol. 2018; 16(8):1224-1238. https://doi.org/10.2174/1570159X15666170613083606 DOI: https://doi.org/10.2174/1570159X15666170613083606

Wang S, Liu A, Xu C, Hou J, Hong J. GLP-1(7-36) protected against oxidative damage and neuronal apoptosis in the hippocampal CA region after traumatic brain injury by regulating ERK5/CREB. Mol Biol Rep. 2024; 51(1):313. https://doi.org/10.1007/s11033-024-09244-8 DOI: https://doi.org/10.1007/s11033-024-09244-8

Ng SY, Lee AYW. Traumatic Brain Injuries: Pathophysiology and Potential Therapeutic Targets. Front Cell Neurosci. 2019; 13:528. https://doi.org/10.3389/fncel.2019.00528 DOI: https://doi.org/10.3389/fncel.2019.00528

Kurland D, Hong C, Aarabi B, Gerzanich V, Simard JM. Hemorrhagic progression of a contusion after traumatic brain injury: a review. J Neurotrauma. 2012; 29(1):19-31. https://doi.org/10.1089/neu.2011.2122 DOI: https://doi.org/10.1089/neu.2011.2122

Chauhan P, Yadav N, Wadhwa K, Ganesan S, Walia C, Rathore G, et al. Animal Models of Traumatic Brain Injury and Their Relevance in Clinical Settings. CNS Neurosci Ther. 2025; 31(4):e70362. https://doi.org/10.1111/cns.70362 DOI: https://doi.org/10.1111/cns.70362

Fesharaki-Zadeh A, Datta D. An overview of preclinical models of traumatic brain injury (TBI): relevance to pathophysiological mechanisms. Front Cell Neurosci. 2024; 18:1371213. https://doi.org/10.3389/fncel.2024.1371213 DOI: https://doi.org/10.3389/fncel.2024.1371213

Nonaka M, Taylor WW, Bukalo O, Tucker LB, Fu AH, Kim Y, et al. Behavioral and Myelin-Related Abnormalities after Blast-Induced Mild Traumatic Brain Injury in Mice. J Neurotrauma. 2021; 38(11):1551-1571. https://doi.org/10.1089/neu.2020.7254 DOI: https://doi.org/10.1089/neu.2020.7254

Heldt SA, Elberger AJ, Deng Y, Guley NH, Del Mar N, Rogers J, et al. A novel closed-head model of mild traumatic brain injury caused by primary overpressure blast to the cranium produces sustained emotional deficits in mice. Front Neurol. 2014; 5:2. https://doi.org/10.3389/fneur.2014.00002 DOI: https://doi.org/10.3389/fneur.2014.00002

Chub OV, Prokopiuk VIu, Salnykov DO, Shcheniavskyi II, Shevchenko MV, Prokopiuk OS, Krasnov AM, Prystavka DS, vynakhidnyky. Prystrii dlia stvorennia vybukhovoi khvyli zadanoi potuzhnosti dlia modeliuvannia lehkoi kontuziinoi travmy. Patent Ukrainy 161249. 19 lystop. 2025. [in Ukrainian]

Zheng Y, Lunn A, Gao J, Chen H, Yao Y. Quantitative evaluation of hindlimb grip strength in mice as a measure of neuromuscular function. MethodsX. 2024; 14:103118. https://doi.org/10.1016/j.mex.2024.103118 DOI: https://doi.org/10.1016/j.mex.2024.103118

Miedel CJ, Patton JM, Miedel AN, Miedel ES, Levenson JM. Assessment of Spontaneous Alternation, Novel Object Recognition and Limb Clasping in Transgenic Mouse Models of Amyloid-β and Tau Neuropathology. J Vis Exp. 2017; (123):55523. https://doi.org/10.3791/55523 DOI: https://doi.org/10.3791/55523-v

Zheng L, Pang Q, Xu H, Guo H, Liu R, Wang T. The Neurobiological Links between Stress and Traumatic Brain Injury: A Review of Research to Date. Int J Mol Sci. 2022; 23(17):9519. https://doi.org/10.3390/ijms23179519 DOI: https://doi.org/10.3390/ijms23179519

Rubovitch V, Ten-Bosch M, Zohar O, Harrison CR, Tempel-Brami C, Stein E, et al. A mouse model of blast-induced mild traumatic brain injury. Exp Neurol. 2011; 232(2):280-9. https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2011.09.018 DOI: https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2011.09.018

Lueptow LM. Novel Object Recognition Test for the Investigation of Learning and Memory in Mice. J Vis Exp. 2017; (126):55718. https://doi.org/10.3791/55718 DOI: https://doi.org/10.3791/55718-v

Grayson B, Leger M, Piercy C, Adamson L, Harte M, Neill JC. Assessment of disease-related cognitive impairments using the novel object recognition (NOR) task in rodents. Behav Brain Res. 2015; 285:176-93. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2014.10.025 DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2014.10.025

Lynall RC, Wasser JG, Brooks DI, Call JA, Hendershot BD, Kardouni JR, et al. Investigating post-mild traumatic brain injury neuromuscular function and musculoskeletal injury risk: A protocol for a prospective, observational, case-controlled study in service members and active individuals. BMJ Open. 2023; 13(3):e069404. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2022-069404 DOI: https://doi.org/10.1136/bmjopen-2022-069404

Acuña SA, Tyler ME, Thelen DG. Individuals with Chronic Mild-to-Moderate Traumatic Brain Injury Exhibit Decreased Neuromuscular Complexity During Gait. Neurorehabil Neural Repair. 2022; 36(4-5):317-327. https://doi.org/10.1177/15459683221081064 DOI: https://doi.org/10.1177/15459683221081064

Evans TM, Jaramillo CA, Sataranatarajan K, Watts L, Sabia M, Qi W, et al. The effect of mild traumatic brain injury on peripheral nervous system pathology in wild-type mice and the G93A mutant mouse model of motor neuron disease. Neuroscience. 2015; 298:410-23. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2015.04.041 DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2015.04.041

Koliatsos VE, Cernak I, Xu L, Song Y, Savonenko A, Crain BJ, et al. A mouse model of blast injury to brain: initial pathological, neuropathological, and behavioral characterization. J Neuropathol Exp Neurol. 2011; 70(5):399-416. https://doi.org/10.1097/NEN.0b013e3182189f06 DOI: https://doi.org/10.1097/NEN.0b013e3182189f06

Barker GR, Warburton EC. Object-in-place associative recognition memory depends on glutamate receptor neurotransmission within two defined hippocampal-cortical circuits: a critical role for AMPA and NMDA receptors in the hippocampus, perirhinal, and prefrontal cortices. Cereb Cortex. 2015; 25(2):472-81. https://doi.org/10.1093/cercor/bht245 DOI: https://doi.org/10.1093/cercor/bht245

Brown MW, Barker GR, Aggleton JP, Warburton EC. What pharmacological interventions indicate concerning the role of the perirhinal cortex in recognition memory. Neuropsychologia. 2012; 50(13):3122-40. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2012.07.034 DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2012.07.034

Barker GR, Warburton EC. When is the hippocampus involved in recognition memory? J Neurosci. 2011; 31(29):10721-31. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.6413-10.2011 DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.6413-10.2011

Tweedie D, Rachmany L, Rubovitch V, Zhang Y, Becker KG, Perez E, et al. Changes in mouse cognition and hippocampal gene expression observed in a mild physical- and blast-traumatic brain injury. Neurobiol Dis. 2013; 54:1-11. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2013.02.006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.nbd.2013.02.006

Shlosberg D, Benifla M, Kaufer D, Friedman A. Blood-brain barrier breakdown as a therapeutic target in traumatic brain injury. Nat Rev Neurol. 2010; 6(7):393-403. https://doi.org/10.1038/nrneurol.2010.74 DOI: https://doi.org/10.1038/nrneurol.2010.74

Simon DW, McGeachy MJ, Bayır H, Clark RS, Loane DJ, Kochanek PM. The far-reaching scope of neuroinflammation after traumatic brain injury. Nat Rev Neurol. 2017; 13(3):171-191. https://doi.org/10.1038/nrneurol.2017.13 DOI: https://doi.org/10.1038/nrneurol.2017.13

Acosta SA, Tajiri N, Shinozuka K, Ishikawa H, Grimmig B, Diamond DM, et al. Long-term upregulation of inflammation and suppression of cell proliferation in the brain of adult rats exposed to traumatic brain injury using the controlled cortical impact model. PLoS One. 2013; 8(1):e53376. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0053376 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0053376