Analysis of activity and motor coordination in rats undergoing stereotactic surgery and implantation of a cannula into the dorsal hippocampus

Abstract

Introduction: Stereotactic surgery is used to place electrodes or cannulas in the brain in order to study the function of several brain structures in preclinical research. The hippocampus has been extensively studied with this methodology due to its involvement in a wide range of neurological, cognitive, emotional, and affective disorders. However, the effects of stereotactic surgery on coordination and motor activity should be evaluated in order to determine whether this surgical procedure causes any neurological alterations that may bias the results of studies incorporating this technique. Methods: We evaluated the effects of stereotactic surgery and implantation of a cannula into the hippocampus of female Wistar rats on the motor activity, forced swim, and rotarod tests. The stage of the oestrous cycle was included in the statistical analysis. Results: Stereotactic surgery had no impact on any of the motor activity variables assessed in the open field (squares crossed, time spent in grooming, and rearing), forced swim (turning behaviour, lateral swimming, latency to first immobility, and time spent immobile), and rotarod (latency to fall) tests, compared with intact rats. Regardless of surgical manipulation, rats in the metestrus and diestrus stages crossed a greater number of squares and displayed longer immobility times than those in the proestrus and estrus stages. Conclusion: Stereotactic surgery for cannula placement in the dorsal hippocampus does not affect coordination and motor activity in rats. We can therefore conclude that this procedure has no neurological complications that may interfere in the interpretation of results of studies applying this technique. Resumen: Introducción: La cirugía estereotáxica permite el implante de electrodos o cánulas para estudiar el funcionamiento de diversas estructuras cerebrales a nivel preclínico. El hipocampo ha sido ampliamente estudiado con esta metodología, debido a su participación en desórdenes neurológicos, cognitivos, emocionales y afectivos. Sin embargo, el efecto per se de esta metodología sobre la coordinación y la actividad motora, para identificar o descartar alteraciones neurológicas que pudieran influir en los resultados de protocolos que la utilizan, requiere ser explorado. Métodos: Se evaluó el efecto de la cirugía estereotáxica y el implante de cánula en el hipocampo de ratas hembra Wistar en las pruebas de actividad locomotora, nado y Rota-rod. El análisis estadístico consideró la fase del ciclo estral de las ratas. Resultados: Ninguna de las variables evaluadas en las pruebas de actividad locomotora (cuadros cruzados, tiempo de acicalamiento y conducta vertical), nado (giros, nado lateral, latencia a la primera inmovilidad y tiempo de inmovilidad) o Rota-rod (latencia a la caída), fueron modificadas por la manipulación quirúrgica, en relación con ratas intactas. Independientemente de la manipulación quirúrgica, las ratas en metaestro-diestro cruzaron más cuadros y tuvieron mayor tiempo de inmovilidad, que las ratas en proestro-estro. Conclusión: La cirugía estereotáxica y el implante de cánula en el hipocampo dorsal carecen de efectos sobre la coordinación y la actividad locomotora de la rata, por lo que se descarta algún daño neurológico que pudiera interferir en la interpretación de resultados en protocolos que incluyen esta manipulación experimental. Keywords: Stereotactic surgery, Cannula placement, Hippocampus, Motor coordination, Locomotor activity, Microinjection, Palabras clave: Cirugía estereotáxica, Implante de cánula, Hipocampo, Coordinación motriz, Actividad locomotora, Microinyección