Developing Brain-Strain-Based Scaling to Inform the Clinical Relevance of Mouse Models of Concussion Induced by Rotation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Laboratory animal experiments are an invaluable tool for studying mild traumatic brain injury (mTBI)/concussion. Among them, rodent neurotrauma experiments have been most widely used, as transgenic and gene targeting technologies in mice allow us to test the roles of different genes in recovery from brain injury. Furthermore, the clinical relevance of rodent concussion studies can be improved by using these technologies to study concussions in animals that carry the human versions of genes known to play a role in neurological disease. However, delivering concussion injuries to the mice that are relevant to real-world human head impacts is challenging, as the mouse and human heads are dramatically different in shape and size. In the vast majority of mouse concussion experiments, the pathological and behavioral consequences of the injuries are evaluated without considering whether the injury model produces brain stretches (maximum principal strains) of the same magnitude as those experienced by human brains undergoing similar impacts. Methods We conducted a total of 201 computational simulations to understand both human and mouse brain strains that are directly linked to neuronal damage during closed-head concussive impacts. To represent real-world human head impacts we simulated mouse head impacts with durations of 1.5 ms (Type 1 scaling), followed by simulations with durations between 1 and 2 ms (Type 2), and finally, simulations with durations from 0.75 to 4.5 ms (Type 3) to develop scaling between human and mouse, as well as to reveal the predicted effects of small and large changes in impact durations on brain strain. Results Guided by these simulations we calculated that peak rotational velocities in mice could be achieved by scaling human peak rotational velocities with factors of 5.8, 4.6, and 6.8, for flexion/extension, lateral bending, and axial rotation, respectively, to reach equal brain strains between human and mouse. The effects of impact durations on scaling were also calculated and longer-duration mouse head impacts needed larger scaling factors to reach equal strain. Conclusions The scaling method will help us to create brain injury in the mouse with brain strain loading equivalent to those experienced in real-world human head impacts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».