مقالة منهجية

وحدة للسيارات الكهربية عدد التقدير (المناعية) قياس إمكانية مجمع العضلات عمل (CMAP) في عضلات الفأر Hindlimb

DOI:

10.3791/52899

⸱

سبتمبر 25, 2015

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Neurology, The Ohio State University Wexner Medical Center, 2Department of Physical Medicine and Rehabilitation, The Ohio State University, 3Department of Neuroscience, The Ohio State University Wexner Medical Center, 4Department of Biochemistry and Pharmacology, The Ohio State University Wexner Medical Center

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نقدم بروتوكولات المكررة التي تسمح في رصد المجراة من وظيفة وحدة المحرك في الماوس. تقنيات لقياس إمكانية عمل العضلات مجمع (CMAP) وحدة المحرك تقدير عدد (المناعية) في عضلات الطرف هند ماوس معصب العصب الوركي موصوفة.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

جهد عمل العضلات المركب (CMAP) وتقدير عدد الوحدة الحركية (MUNE) هي تقنيات فيزيولوجية كهربية يمكن استخدامها لمراقبة الحالة الوظيفية لمجموعة الوحدات الحركية في الجسم الحي. يمكن أن توفر هذه التدابير نظرة ثاقبة للتطور الطبيعي وتنكس الجهاز العصبي العضلي. هذه التدابير لها إمكانات انتقالية واضحة لأنها تطبق بشكل روتيني في الدراسات البشرية التشخيصية والسريرية. نقدم تقنيات الفيزيولوجيا الكهربية المشابهة لتلك المستخدمة في البشر للسماح بتسجيلات وظيفة العصب الوركي للفأر. تمثل استجابة CMAP الناتج الفيزيولوجي الكهربي من عضلة أو مجموعة من العضلات بعد التحفيز فوق الأقصى للعصب المحيطي. MUNE هي تقنية فيزيولوجية كهربية تعتمد على تعديلات على استجابة CMAP. MUNE هي قيمة محسوبة تمثل العدد المقدر للخلايا العصبية الحركية أو المحاور (مدخلات التحكم الحركي) التي تزود العضلات أو مجموعة العضلات التي يتم اختبارها. نقدم طرقا لتسجيل استجابات CMAP من عضلات الساق القريبة باستخدام أقطاب تسجيل السطح بعد تحفيز العصب الوركي في الفئران. يتم وصف تقنية MUNE المتزايدة باستخدام المحفزات دون الحد الأقصى لتحديد متوسط حجم جهد الوحدة الحركية المفردة (SMUP). يتم حساب MUNE بقسمة سعة CMAP (من الذروة إلى الذروة) على سعة SMUP (من الذروة إلى الذروة). تسمح هذه التقنيات الفيزيولوجية الكهربية بإجراء مقاييس متكررة في كل من الفئران حديثي الولادة والبالغين بطريقة تسهل التحليل السريع وجمع البيانات مع تقليل عدد المطلوبة للاختبار التجريبي. علاوة على ذلك ، فإن هذه المقاييس مشابهة لتلك المسجلة في الدراسات البشرية مما يسمح بمزيد من المقارنات المباشرة.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المحرك رقم وحدة تقدير (المناعية) وصفت في الأصل من قبل McComas وآخرون. أكثر من ثلاثة عقود مضت 1. وكانت هذه التقنية الأصلي تعديل من إمكانات عمل العضلات مجمع (CMAP) تقنية التسجيل الذي يعمل على زيادة تدريجية من التحفيز للحصول على زيادات submaximal. وقد لخص هذه الزيادات ومتوسط ​​لتحديد حجم المقدرة لإمكانات وحدة محرك واحد (SMUP). تم تقسيم هذا الحجم في الاستجابة CMAP لتقدير عدد الوحدات الحركية التعصيب العضلات التي يجري اختبارها. بعد وصف الأصلي، والعديد من الاختلافات باستخدام كل ردود الكهربية وقوة إضافية استخدمت القياسات (الميكانيكية) في كلتا الدراستين الإنسان والنماذج الحيوانية 2. تم تعديل هذه التقنية المناعية التي Shefner وزملاؤها دراسة نماذج الماوس من التصلب الضموري العضلي الجانبي (ALS) 3، 4.

في وصف الحالي، فإننا التفاصيل simplifالتعديلات العبوات الناسفة من التقنيات المناعية التي تكون سريعة لأداء. الأهم من ذلك، CMAP والمناعية تسمح تدابير موثوق بها في كل حديثي الولادة والكبار الفئران 5-8. يمكن للأفراد من ذوي الخبرة تنفيذ هذه التدابير في 10-20 دقيقة لكل حيوان، والتدابير المتكررة مجدية التي تسمح للحصول على بيانات طولية 5. وفي الدراسات الحالية، ونحن توظيف نظام electrodiagnostic السريري. في تجربتنا، ويتم تحسين أنظمة electrodiagnostic السريرية لالتقاط السريع والفعال للبيانات الكهربية في الجسم الحي، منصات الكهربية مع ذلك قياسية يمكن بسهولة أن تتكيف لهذا التطبيق.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تمت الموافقة على هذا البروتوكول من قبل ويلتزم رعاية الحيوان والأخلاق المبادئ التوجيهية للمركز جامعة ولاية أوهايو يكسنر الطبية.

1. إعداد الحيوانية والتخدير

  1. ارتداء القفازات أثناء التعامل مع الفئران.
  2. تخدير الفئران مع isoflurane المستنشق ومكان في وضعية الانبطاح. حمل التخدير باستخدام 3-5٪ الأيزوفلورين و1 L في الدقيقة O 2 معدل التدفق. بعد التخدير، والحفاظ على التخدير في 2-3٪ و 1 L في الدقيقة O 2 معدل التدفق.
    1. ضبط O 2 تدفق ونسبة الأيزوفلورين للتخدير كافية وفقا لحالة المرض، والعمر، ومعدل التنفس الحيوان. قد تتطلب الحيوانات الصغيرة أو الضعيفة أقل الأيزوفلورين للتخدير الكافي (أي 1.5- 2.5٪ الأيزوفلورين).
    2. تأكيد التخدير الكافي من خلال تطبيق خفيفة hindlimb الضغط قاطع الطريق مع كائن مثل ملقط لإثبات عدم وجود استجابة الانسحاب.؛
  3. الحفاظ على درجة حرارة 37 درجة مئوية درجة الحرارة السطحية مع لوحة ظاهرة الاحتباس الحراري كما الاختلاف في درجات الحرارة يمكن أن تؤثر على حجم CMAP ومدتها.
  4. تطبيق مرهم يعتمد على النفط البيطري لعيون لمنع جفاف. مراقبة مستوى التخدير observing معدل التنفس وتقييم استجابات انسحاب التالية الضغوط التي مورست على وسادة القدم عبر ملقط.
  5. إزالة الشعر من hindlimb لدراستها باستخدام كليبرز. بعد إزالة الشعر من hindlimb زائر لدراستها، تمديد بخفة hindlimbs في الركبة، واختطاف في الوركين ويضعوا على سطح العمل باستخدام شريط لاصق (كما هو موضح في الشكل رقم 1).
  6. بعد CMAP والمناعية التسجيلات ووقف التخدير، لا تترك الحيوانات غير المراقب حتى استعاد وعيه أنه كاف للحفاظ على الاستلقاء القصية. لا عودة الحيوان إلى شركة من الحيوانات الأخرى حتى تعافى تماما.

2. Rتسجيل مفيدة الإعداد والمعدات

  1. وضع أقطاب كهربائية لCMAP والمناعية التسجيلات المصورة كما في الشكل 1.
  2. استخدام اثنين من أقطاب حلقة غرامة لأقطاب تسجيل.
    1. وضع النشط (E1) حلقة الكهربائي على الجلد المغطي الجزء القريب من عضلة الساق من أطرافه الخلفية، في مفصل الركبة، والقطب المرجعية (E2) حلقة على الجلد خلال منتصف مشط القدم جزء من القدم.
    2. من أجل الحد من مقاومة، ومعطف الجلد الكامنة الأقطاب حلقة مع هلام لتشبع بما فيه الكفاية الشعر المتبقي وتعظيم الاتصال الكهربائي والجلد. تجنب الاستخدام المفرط للهلام الكهربائي لأن هذا قد يسبب جسر الكهربائي بين الأقطاب ويمكن أن تحول دون تسجيل دقيق.
  3. لتحفيز العصب الوركي في هند أطرافهم القريبة، استخدام اثنين معزول 28 G الإبر أحادي كما الكاثود والأنود. إدراج القطب السالب في منطقة هند أطرافهم القريبة وإدراج الشرجدي أكثر قريب في الأنسجة تحت الجلد المغطي العجز.
    1. تجنب إدراج تحفيز كهربائي وثيقة بشكل مفرط إلى العصب الوركي أو عميقة جدا أنه سيكون مباشرة إصابة العصب الوركي أو بنية أخرى. ويوضح الشكل 1 وضع قطب كهربائي.
  4. لالقطب الأرض، ووضع القطب السطح القابل للتصرف على الطرف المقابل هند أو الذيل.

3. الحصول على البيانات

  1. CMAP الوركي
    1. الحصول على ردود CMAP الوركي من خلال تحفيز العصب الوركي مع نبضات مربع الموجة من 0.1 مللي مدة وكثافة تتراوح 1-10 مللي أمبير.
    2. الحصول على ردود CMAP مع زيادة كثافة التحفيز حتى مدى الاستجابة لم يعد يزيد. ثم، من أجل ضمان التحفيز فوق الأعظمي، وزيادة التحفيز ل~ 120٪ من كثافة التحفيز تستخدم للحصول على الاستجابة القصوى والحصول على استجابة إضافية. إذا لم يكن هناك زيادة طن حجم CMAP، وتسجيل هذه الاستجابة كما CMAP القصوى.
    3. سجل خط الأساس إلى الذروة والذروة إلى الذروة سعة CMAP في بالسيارات (الشكل 2).
  2. متوسط ​​احدة حدة للسيارات والمحتملة (SMUP) حجم والمناعية حساب
    1. تحديد متوسط ​​واحدة إمكانات وحدة المحرك (SMUP) حجم مع التحفيز التقنية الإضافية 1. للحصول على ردود الإضافية، وتقديم التحفيز submaximal من 0.1 مللي مدة بتردد 1 هرتز مع زيادة كثافة في 0.03 مللي أمبير الخطوات للحصول على الحد الأدنى من الردود كل شيء أو لا شيء. الحصول على استجابة مبدئية مع كثافة التحفيز بين 0.21 و 0.70 مللي أمبير أمبير.
      1. إذا لم تحدث استجابة أولية مع كثافة التحفيز بين 0.21 و 0.70 مللي أمبير أمبير، وضبط الموقف الكاثود محفزة إما أقرب أو أبعد من موقف العصب الوركي في الفخذ القريبة لتقليل أو زيادة كثافة التحفيز المطلوبة، على التوالي.
      2. إذا كنت الأولييتم الحصول على استجابة ncremental مع كثافة التحفيز بين 0.21 و 0.70 مللي أمبير أمبير ويحقق المعايير المذكورة أدناه (3.2.2) وتخزين وتسجيل زيادات إضافية مع زيادة شدة التحفيز تعديل خطوات من 0.03 مللي أمبير في الحصول على ما مجموعه 9 زيادات إضافية تلبية المعايير الموضوعة.
    2. خلال قياسات الردود الإضافية، تأكد من أن كل زيادة تفي بالمعايير التالية.
      1. ضمان أن ذروة السلبية الأولية للردود الإضافية تتماشى زمنيا داخل ذروة السلبية للاستجابة CMAP القصوى كما هو موضح في الجزء المظلل من الرسم التوضيحي CMAP في الشكل 2.
      2. تأكد من أن كل استجابة الإضافية مستقرة وبدون تجزئة، التي أنشئت من خلال مراقبة ثلاثة ردود مكررة. التمييز بين الاستجابات الإضافية بصريا في الوقت الحقيقي (فرضه على الزيادات المسجلة سابقا).
        ملاحظة: يجب أن تكون كل الزيادة متميزة بصرياوبالمقارنة مع أكبر الاستجابة السابقة (الشكل 3). تحليل في الوقت الحقيقي يتيح الاعتراف السعة الكبيرة (الإضافية) ردود مقارنة الاستجابات السابقة، والتغييرات الصغيرة التي تعزى للضجيج في الخلفية يمكن تجاهلها. ويرد عرض فرضه من 10 الزيادات في الشكل 4 (B و D) لمزيد من توضيح هذه النقطة.
      3. بعد التأكد بصريا كل زيادة، تأكد من أن الفرق السعة قياس (أكد استجابة مدى الاستجابة السابقة = الفرق السعة) هو 25 μV على الأقل.
      4. إذا كانت الزيادة أقل من 25 μV، ونبذ وإعادة قياس الاستجابة. بعد تسجيل 10 الردود الإضافية، وتقييم الزيادات لضمان سعة كل رد الإضافية الفردية ليست أكبر من 1/3 من مجموع كل الزيادات عشرة (أي السعة الإجمالية للاستجابة النهائية). إذا لم يتحقق هذا الشرط، إعادة قياس الاستجابات الإضافية.
    3. متوسط ​​10 القيم الإضافية لإعطاء تقدير للمتوسط ​​واحدة إمكانات وحدة المحرك (SMUP) سعة (الشكل 3). ملاحظة: الشكل 3 تفاصيل أساس متوسط ​​حساب SMUP، ولكن يمكن حساب متوسط ​​SMUP السعة ببساطة عن طريق قسمة السعة الكاملة للاستجابة الإضافية النهائية من قبل عدد من الزيادات (أي 10).
      مثال حسابات SMUP الفردية (موضح في الشكل 3):
      SMUP 1 = الذروة إلى الذروة السعة من الزيادة 1
      SMUP 1 = 0.050 بالسيارات
      SMUP 2 (السعة الذروة إلى الذروة من الزيادة 2) = - (الذروة إلى الذروة السعة من الزيادة 1)
      SMUP 2 = 0.150 بالسيارات-0.050 بالسيارات = 0.100 بالسيارات
      1. حساب كل زيادة لاحقة (إلى ما مجموعه 10)، وجعل متوسط ​​الزيادات عشرة.
    4. حساب المناعية بقسمة الحد الأقصى للCMAP السعة (من الذروة إلى الذروة) في متوسط ​​SMUP السعة (الذروة إلى الذروة). (MUNE = CMAP / المتوسط ​​SMUP). في بعض النظم الكهربية، ويتم قياس الزيادات SMUP في μV في حين يقدم عادة CMAP في بالسيارات. عند الضرورة، وتحويل CMAP وSMUP النتائج إلى وحدات مماثلة قبل المناعية الحساب.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تقنيات CMAP والمناعية وصفت في هذا التقرير تسمح بتسجيل ظيفة الاعصاب من الوركي معصب العضلات هند أطرافهم باستخدام مينيملي وضع قطب كهربائي (الشكل 1). فوق الأعظمي CMAP الحجم، وهو ما يمثل مجموع الناتج من مجموعة العضلات، ويمكن وصفها باستخدام المعلمات من السعة ومنطقة (الشكل 2)، ولكن في الأساليب الحالية، ونحن نستخدم السعة لقياس CMAP وأحجام SMUP. منذ تدابير الاستجابة CMAP محصلتها الاستقطاب من الألياف العضلية داخل العضلات، وعلم الأمراض في أي مكان من الخلايا العصبية الحركية إلى الألياف العضلية يمكن أن يؤدي إلى انخفاض في حجم CMAP. ولذلك، CMAP يعطي مقياس ممتاز من إجمالي الوضع الوظيفي. كما هو متوقع، فإن حجم CMAP زيادة خلال تطوير 5. بسبب التغيرات التعويضية التي يمكن أن تحدث بعد إزالة التعصيب (أي ضمانات sprouting)، فإنه يجوز الإبقاء على حجم CMAP على الرغم من عمليات neur السياراتأو فقدان محور عصبي السيارات. لذلك، لا بد من أسلوب المناعية لتحديد الخلايا العصبية الحركية أو إدخال محور عصبي لعضلة أو مجموعة من العضلات التي يجري اختبارها. تسجيل زيادات الفردية (الشكل 3) يسمح تقدير متوسط ​​الانتاج من الوحدات الحركية واحدة (حجم SMUP) لإعطاء معلومات أكثر تفصيلا عن الوضع الوظيفي الوحدات الحركية.

CMAP والمناعية يمكن استخدامها لقياس وظيفة العصبية والعضلية في نماذج الفئران مختلفة من الأمراض العصبية والعضلية. في الشكل (4)، وتتناقض النتائج في الماوس السيطرة الكبار والماوس الكبار 11 الأسابيع التالية الوركي سحق العصبية. بعد الوركي سحق العصبية، يتم تقليل المناعية بشدة في 50 وحدة للسيارات وظيفية تقدر مقارنة مع النتائج العادية من 278 وحدة للسيارات وظيفية في الماوس السيطرة. في المقابل، فإن السعة CMAP في الحيوان سحق (39.6 بالسيارات خط الأساس إلى الذروة، 74.9 بالسيارات الذروة إلى الذروة) معارض خفض معتدل فقط مقارنة مع الشاهد (49.0 بالسيارات الأساس ل -peak، 84.2 بالسيارات الذروة إلى الذروة) بسبب الضمانات التبرعم.

جرذ في التجربة الطبية الحيوية; إعداد التحفيز الكهربائي دراسة الاستجابة العصبية.
الشكل 1. الكهربائي الموضع. وأسود (E1) القطب "النشط" (A) ويتم وضعها الحمراء (E2) "المرجعية" القطب تسجيل (B) على الساق في الجزء القريب من الساق عند الركبة. الكاثود محفزة (أسود) (C) والقطب الموجب (الأحمر) (D) يتم إدراج proximal تحت الجلد لأقطاب تسجيل لتوليد استجابات البعيدة. يتم وضع القطب القرص القابل للتصرف (D) على هند أطرافهم أو الذيل أو العجز كسبب للحد من القطع الأثرية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

ضمن صفحة = "دائما"> مخطط التحليل الطيفي للامتصاص. منطقة الذروة المظللة ، تشير إلى تحليل المنطقة الطيفية ، التسميات A و B.
الشكل 2. مجمع عمل العضلات المحتملة. في الصورة مثال على استجابة CMAP التمثيلية. (A) وتقاس السعة الأساس إلى الذروة من خط الأساس كهرساوي إلى ذروة السلبية الأولية (يصور الجهد السلبي فوق خط الأساس). ( B) يتم قياس السعة الذروة إلى الذروة من سلبي إلى إيجابي ذروة الجهد ذروة الجهد. المنطقة الرمادية المظللة يدل المنطقة peak السلبية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرسم البياني لزيادة الجهد المتراكب ؛ رسم تخطيطي يوضح مستويات الجهد المختلفة ، 0.050 مللي فولت و 0.150 مللي فولت.
ويبين الشكل 3. الردود الإضافية. ردين الإضافية تمثيلية فرضه وايزولانشوئها. لالمناعية سعة حساب كل زيادة وقياس الذروة إلى الذروة. الاضافة # 1 هو أول كل شيء أو لا شيء سجلت استجابة ويمثل إمكانات وحدة محرك واحد (SMUP). كل زيادة لاحقة (# 2-10) تمثل زيادة كمي فرضه على الاستجابة السابقة. وبالتالي الحصول على سعة SMUP للزيادات 10/02، وطرح مدى الاستجابة مسبقة من السعة من الزيادة التي تم الحصول عليها. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

إمكانات عمل العصب الوركي الطبيعي والمسحق ؛ الرسم البياني الذي يقارن الاستجابة العصبية. الفيزيولوجيا الكهربية.
الرقم 4. مثال ركي CMAP والمناعية. (A) إمكانية عمل العضلات مجمع الوركي (CMAP) في الكبار (6 أشهر من العمر) التحكم في الماوس مع سعة خط الأساس إلى الذروة من 49.0 بالسيارات وذروة ل-السعة ذروة 84.2 بالسيارات. شاشة حساسية = 10 بالسيارات في الانقسام ومدة الشاشة 10 مللي ثانية. (B) عشرة المقابلة الردود الإضافية (في الماوس السيطرة) مع السعة الإجمالية 3،028 بالسيارات تنقسم بنسبة 10 إلى تحديد متوسط ​​حجم SMUP (0.3028 بالسيارات). شاشة حساسية = 0.5 فولت وسرعة اكتساح 1 مللي ثانية في تقسيم. تحسب المناعية = 278 (المناعية = CMAP / المتوسط ​​SMUP (84.2 بالسيارات / 0.3028 بالسيارات)) (C) وركي CMAP 11 الأسابيع التالية الوركي سحق العصبية في الماوس الكبار (6 أشهر من العمر) تبين انخفاض أقل ما يقال سعة خط الأساس إلى الذروة ( 39.6 بالسيارات) والذروة إلى الذروة السعة (74.9 فولت). حساسية الشاشة = 10 بالسيارات في الانقسام وسرعة اكتساح 1 مللي ثانية في قسم (D) عشرة الردود الإضافية (في الماوس مع سحق العصبية) مع مجموع السعة الذروة إلى الذروة من 14.923 بالسيارات مقسوما على 10 المقابلة للحصول على متوسط ​​SMUP حجم 1.4923 بالسيارات. حساسية الشاشة = 2 بالسيارات في الانقسام وسرعة اكتساح 1 مللي ثانية في تقسيم. تحسب المناعية = 50 (المناعية = CMAP/ المتوسط ​​SMUP (74.9 بالسيارات / 1.4923 بالسيارات)). (** لاحظ حساسية مختلفة للردود الإضافية لسحق الماوس الوركي). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

المناعية وCMAP هي التدابير ذات الصلة سريريا استخداما في البحوث والدراسات في مراقبة المرضى الذين يعانون من الاضطرابات العصبية والعضلية مثل ALS وضمور العضلات الشوكي (SMA) 9، 10. وعلى سبيل المثال، في SMA، CMAP والمناعية تتطابق جيدا مع التقدم في السن، شدة والسريرية مقاييس للوظائف 10-14. كل من التدابير الأقل بضعا وتسمح تقييم وظيفة طوليا في نفس الفرد. الأهم من ذلك، أن هذه التدابير لا قياس التنشيط أو تجنيد وحدة السيارات عن طريق الخلايا العصبية الحركية القشرية، ولكنها توفر تقييما سريريا ذات الصلة على سلامة الخلايا العصبية الحركية ونظيرتها الوظيفي، وحدة المحرك.

النماذج الحيوانية من الأمراض العصبية والعضلية حاسمة لفهم الآليات المسببة للأمراض من الأمراض التي تصيب البشر والتنمية قبل السريرية من العوامل العلاجية فعالا. القدرة على ترجمة مقاييس النتائج والمؤشرات الحيوية التي يمكن أن تكونتستخدم عبر الأنواع يمكن أن تسهل وتعجل ترجمة نتائج قبل السريرية واعدة لتجارب اكلينيكية على البشر. وقد استخدمت العديد من الجماعات في السابق على حد سواء الكهربية والقوة (الميكانيكية) قياسات لتقدير المحركات وظيفة وحدة في نماذج الماوس 2-4، 15-22. نظرا لتعقيد النسبي للتدابير، لدينا المكرر هذه التقنيات في شكل مرئي للسماح للاستخدام على نطاق أوسع وتنفيذها في الفئران. شكل مظاهرة الفيديو والتعليمات، ويسمح الخطوات الرئيسية لهذا الإجراء أن أبرز والمزالق المحتملة التي ينبغي معالجتها. تطبيق هذه التقنيات لاختبار ما قبل السريرية من العلاجات المحتملة في الأمراض العصبية الحركية قد يحسن ترجمة العلاجات المفترضة من الفئران إلى الأمراض التي تصيب البشر.

هناك العديد من الخطوات الهامة في عملية الحصول على CMAP والمناعية الردود. سليم وثابت وضع القطب تسجيل والاتصال الكهربائي كافية مع هندأطرافهم حاسمة لقياس استنساخه من السعة وتقليل الضوضاء في الخلفية. ولذلك، ينبغي تأكيد على اتصال وثيق بين هند skin الأطراف والأقطاب باستمرار. لقد وجدنا أن الأقطاب السطح توفر أكثر اتساقا CMAP والمناعية التسجيلات من أقطاب الإبرة. بسبب الأنسجة تحت الجلد رقيقة جدا، حركات صغيرة من إبرة تسجيل السطح قد يؤدي إلى تباين واسع في سعة CMAP. بالإضافة إلى ذلك، فإن طبيعة أكثر الغازية من أقطاب الإبرة ليست المثلى لالفئران حديثي الولادة أو الدراسات الطولية بسبب تعطل العضلات المحتملين والإصابات. عيب واحد محتمل من غير انتقائية، والتسجيلات القطب سطح يتعلق بإمكانية قرار النمط الظاهري تقلص عضلة معينة إذا هي أكثر أو أقل انخراطا مقارنة مع آخر، وهذا قد ذكرت في نموذج الفأر ALS 21.

الحصول على متوسط ​​حجم SMUP من الناحية الفنية أكثر صعوبة مقارنة CMAP. يرجع ذلك إلى رد و أصغرحجم ه (في حدود μV بدلا من السيارات) الضوضاء الخلفية يمكن أن يكون أكثر صعوبة. ويمكن تخفيض الضوضاء في الخلفية عن طريق ضبط القطب الأرض، الكاثود، أنود، وفحص المعدات الكهربائية الأخرى بالقرب من الإعداد التجريبية. قفص فاراداي، التي تستخدم عادة للتطبيقات الكهربية داخل الخلايا، غير مطلوب. تقرير مرئي للردود SMUP الفردية هو المهارة الأكثر صعوبة في الحصول على ويأخذ الممارسة لنتائج متسقة مع التكرار الكافي. من المهم للتأكد من أن SMUPs التي يتم تسجيلها الشروع خلال مدة الاستجابة CMAP القصوى. لقد حددنا معايير لقبول الردود الإضافية الفردية لجعل هذه العملية أكثر وضوحا لأداء وزيادة الموثوقية داخل وبين المقيم.

عيب واحد محتمل للتقنية المناعية الإضافية يتضمن إمكانية المبالغة في تقدير عدد الوحدات الحركية الوظيفية بسبب اختلاف الدراجات الناريةوحدات ص. لقد استخدمت تقنية مماثلة لShefner وآخرون. في أن كل استجابة ينبغي النظر بتكاثر ما مجموعه 3 مرات للحد من تأثير هذه الظاهرة 3.

في تجربتنا، ويتم تحسين أنظمة electrodiagnostic السريرية للدراسات الموصوفة هنا بسبب تحسين بيئة العمل واجهة نظام الفاحص electrodiagnostic السماح سهولة التحكم. وقد تم تجهيز نظام ثنائي القناة المستخدمة في مختبرنا مع اثنين من قنوات غير تبديل مكبر للصوت باستخدام مكبر للصوت مع 24 بت محول تناظري رقمي ومعدل أخذ العينات من 48 كيلو هرتز لكل قناة. مكاسب الأجهزة يمكن تعديلها من 10nV إلى 100 فولت / تقسيم. مرشح الترددات المنخفضة لديها مجموعة من 0.2 هرتز، 5 كيلو هرتز، وتتراوح إعدادات مرشح الترددات العالية من 30 هرتز، 10 كيلو هرتز. ويستخدم التحفيز والتشجيع المستمر الجاري (كثافة: 0-100 أمبير؛ المدة: ،02-1 مللي ثانية). معظم أنظمة السريرية لها ميزات مناسبة مماثلة، ويمكن تعديلها لتسجل نحو كاف CMAP والمناعية الردود. Additionally، منصات الكهربية القياسية يمكن تجميعها لتسجيل بشكل كاف CMAP والمناعية، ولكن قد تحتاج إلى تعديل واجهة لسهولة التكيف التحفيز والتعرف السريع على CMAP وSMUP الردود.

لقد استخدمت سابقا تقنيات CMAP ووصف المناعية هنا للسماح التقييم السريع واستنساخه من الوركي العضلات معصب من أطرافهم هند في الفئران خلال فترة ما بعد الولادة المبكرة إلى مرحلة البلوغ 5. هذه التقنيات تتيح تقييم في نماذج الماوس عند اختبار السلوكية لوظيفة الحركية غير ممكن أو أقل يمكن الاعتماد عليها. تطبيق هذه التقنية على الفئران حديثي الولادة يسهل دراسة تطوير وحدة المحرك وديه القدرة على توسيع فهمنا للتعصيب الخلايا العصبية الحركية والتقليم. على سبيل المثال، لقد أظهرنا أن عدد الوحدات الحركية الوظيفية سجلت مع المناعية ستزيد خلال تشذيب من polyneuronal إلى تعصيب mononeuronal خلال أسبوعين الأولالصورة من الحياة في الفئران حديثي الولادة 5. القدرة على اختبار الفئران على مدى فترات طويلة من الزمن مع هذه التقنية يفسح المجال لدراسة استجابة وحدة المحرك لإصابة الأعصاب الطرفية، والاضطرابات العصبية والعضلية وراثية والشيخوخة.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
يتم دعم

WDA بتمويل منح من NIH-NICHD (5K12HD001097-17) و Cure SMA. يتم دعم SJK بتمويل المنح من NINDS (K08NS067282 و U01NS079163).

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
Pro Trimmer Pet Grooming KitOster078577-010-003كليبرز لإزالة الشعر
Synergy T2 نظام EMGNatus Neurologyمتاحانظام التشخيص الكهربائي المحمول
الإبر أحادية القطب 28 GTeca017K121أقطاب محفزة للكاثود والأنود
Alpine Biomed Digital Ring Electrode مع أسلاك ملتوية وموصلات TP 1.5 مم.جبال الألب Biomed9013S0312أقطاب تسجيل
مساعدة الأيدي المشبك التمساح مع قاعدة حديديةراديو شاك64-079الحفاظ على وضع القطب الكهربائي للتسجيل 
Spectra 360 هلام القطب الكهربائي مختبرات باركر9013G5012المطبقة للحد من مقاومة الجلد
أحادية التوجيه منحني حقنة81412012 CovidienEMG هلام
القطب Teca902-RLC-TP & nbsp ؛لتوصيل الأقطاب الكهربائية أحادية القطب بمحفز التشخيص الكهربائي
كهربائي يمكن التخلص منه 2 × 2 بوصة أو ما شابه ذلك مشذب حسب الحاجةCarefusion019-415000   ؛القطب الأرضي
لوحة تسخين صغيرة مع مستشعر RTD مدمج ، لوحة تسخين 15 × 10 سمWorld Precision Instruments61830تستخدم مع جهاز التحكم في درجة حرارة لنقل الحرارة إلى
وسادة سيليكون للاستخدام معATC2000 World Precision Instruments503573وسادة موصلة قابلة للإزالة لتغطية لوحة الاحترار لسهولة
التنظيف جهاز التحكم في درجة حرارةWorld Precision InstrumentsATC2000نظام تسخين منخفض الضوضاء للحفاظ على درجة حرارة
مرهم العيون البيطري القائم على البترول   ؛يطبق Puralube26870أثناء التخدير لتجنب إصابة القرنية
لم يعد نموذج الري تستخدم لتطبيق كابل إبرة قطب

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. McComas, A. J., Fawcett, P. R., Campbell, M. J., Sica, R. E. Electrophysiological estimation of the number of motor units within a human muscle. Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry. 34 (2), 121-123 (1971).
  2. Shefner, J. M. Motor unit number estimation in human neurological diseases and animal models. Clinical Neurophysiology. 112 (6), 955-964 (2001).
  3. Shefner, J. M., Cudkowicz, M. E., Brown, R. H. Comparison of incremental with multipoint MUNE methods in transgenic ALS mice. Muscle & Nerve. 25 (1), 39-42 (2002).
  4. Shefner, J. M., Cudkowicz, M., Brown, R. H. Motor unit number estimation predicts disease onset and survival in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Muscle Nerve. 34 (5), 603-607 (2006).
  5. Arnold, W. D., et al. Electrophysiological Biomarkers in Spinal Muscular Atrophy: Preclinical Proof of Concept. Annals of clinical and translational neurology. 1 (1), 34-44 (2014).
  6. Li, J., et al. A comparison of three electrophysiological methods for the assessment of disease status in a mild spinal muscular atrophy mouse model. PloS one. 9 (10), e111428(2014).
  7. Srivastava, A. K., et al. Mutant HSPB1 overexpression in neurons is sufficient to cause age-related motor neuronopathy in mice. Neurobiology of disease. 47 (2), 163-173 (2012).
  8. Yalvac, M., Arnold, E., D, W., Hussain, S. R., et al. VIP-expressing dendritic cells protect against spontaneous autoimmune peripheral polyneuropathy. Molecular therapy: the journal of the American Society of Gene Therapy. 22 (7), 1353-1363 (2014).
  9. Gooch, C. L., et al. Motor unit number estimation: A technology and literature review. Muscle Nerve. 50 (6), 884-893 (2014).
  10. Arnold, W. D., Kassar, D., Kissel, J. T. Spinal muscular atrophy: diagnosis and management in a new therapeutic era. Muscle Nerve. , (2014).
  11. Swoboda, K. J., et al. Natural history of denervation in SMA: Relation to age, SMN2 copy number, and function). Annals of Neurology. 57 (5), 704-712 (2005).
  12. Finkel, R. S. Electrophysiological and motor function scale association in a pre-symptomatic infant with spinal muscular atrophy type I. Neuromuscular Disorders. 23 (2), 112-115 (2013).
  13. Kaufmann, P., et al. Prospective cohort study of spinal muscular atrophy types 2 and 3. Neurology. 79 (18), 1889-1897 (2012).
  14. Arnold, W. D., Burghes, A. H. Spinal muscular atrophy: The development and implementation of potential treatments. Annals of Neurology. 74 (3), 348-362 (2013).
  15. Li, J., Sung, M., Rutkove, S. B. Electrophysiologic biomarkers for assessing disease progression and the effect of riluzole in SOD1 G93A ALS mice. PloS one. 8 (6), e65976-65 (2013).
  16. Ngo, S. T., et al. The relationship between Bayesian motor unit number estimation and histological measurements of motor neurons in wild-type and SOD1 (G93A) mice. Clin Neurophysiol. 123 (10), 2080-2091 (2012).
  17. Shefner, J. M. Recent MUNE studies in animal models of motor neuron disease. Supplements to Clinical neurophysiology. 60, 203-208 (2009).
  18. Souayah, N., Potian, J. G., Garcia, C. C., et al. Motor unit number estimate as a predictor of motor dysfunction in an animal model of type 1 diabetes. American journal of physiology Endocrinology and metabolism. 297 (3), E602-E608 (2009).
  19. Zhou, C., et al. A method comparison in monitoring disease progression of G93A mouse model of ALS. Amyotrophic lateral sclerosis: official publication of the World Federation of Neurology Research Group on Motor Neuron Diseases. 8 (6), 366-3672 (2007).
  20. Feng, X. H., Yuan, W., Peng, Y., Ss Liu, M., Cui, L. Y. Therapeutic effects of dl-3-n-butylphthalide in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Chinese medical journal. 125 (10), 1760-1766 (2012).
  21. Mancuso, R., Santos-Nogueira, E., Osta, R., Navarro, X. Electrophysiological analysis of a murine model of motoneuron disease. Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 122 (8), 1660-1670 (2011).
  22. Lee, Y. i, Mikesh, M., Smith, I., Rimer, M., Thompson, W. Muscles in a mouse model of spinal muscular atrophy show profound defects in neuromuscular development even in the absence of failure in neuromuscular transmission or loss of motor neurons. Developmental biology. 356 (2), 432-444 (2011).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة