الكينماتيكا وتحديد أرضية قوة الرد : A القدرات مظاهرات الحركي تحديد مقدار من الشباب البالغين ، في منتصف العمر والشيخوخة الفئران

يوضح هذا الفيديو إجراء لقياس قوى رد الفعل الأرضي وحركية الأطراف الخلفية في الفئران التي تتصرف بحرية. يتم تدريب الفئران أولا على عبور المدرج باستمرار للحصول على مكافأة غذائية. ثم يتم وضع علامات عاكسة في المعالم التشريحية الطبوغرافية الرئيسية للطرف الخلفي.

يتم جمع تسجيل الفيديو وبيانات قوة رد الفعل الأرضي أثناء قيام بتحديد المواقع للحصول على مكافأة الطعام. يتم رقمنة العلامات العاكسة ومعالجة البيانات بأثر رجعي. لوحظت الاختلافات النوعية والكمية في القدرات الحركية في الفئران من مجموعة متنوعة من نماذج الأمراض.

مرحبا ، اسمي أوبري ويب. أنا أستاذ مساعد في كلية الطب البيطري ومعهد Hotchkiss Brain في جامعة كالجاري في كالجاري ، ألبرتا ، كندا. الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية مثل مقاييس تصنيف القاطرات ومقاييس نقطة النهاية الأخرى هي أن هذه التقنية توفر بيانات كمية حساسة وموضوعية للمساعدة في التمييز بين الاختلافات الدقيقة بين مجموعات الفئران القاطرة.

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علم الأعصاب وجراحة العظام ، مثل ما هي آثار العلاج المحتمل. تمتد الآثار المترتبة على هذه التقنية نحو العلاج لنماذج مختلفة من المرض لأن احتمال عدم وجود تأثير عندما يكون هناك تأثير محدود. باستخدام هذه التقنية ، توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة لحركة الفئران.

يمكن تطبيقه أيضا على أنظمة أخرى مثل النماذج المختلفة للأمراض العصبية والعظام في مجموعة متنوعة من أنواع. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة لأن التحليل الميكانيكي الحيوي يتطلب وقتا وصبرا كبيرين ، ولأن المعرفة المتقدمة بالميكانيكا الحيوية مطلوبة لاستكشاف أخطاء تحليل البيانات وإصلاحها ، فقد تم استخدام هذه المنهجية في أنواع متعددة لعدة عقود ، على الرغم من أنها كانت متاحة للاستخدام في القوارض مؤخرا فقط بسبب المعدات المتاحة تجاريا. تتمثل الخطوة الأولى في قياس القدرات الحركية للفئران في تدريب كل على عبور مدرج سطح مستو.

عند تلقي الفئران من مورد مناسب ، يجب أن تتأقلم مع منزلها الجديد. لمدة أسبوع. خلال وقت التأقلم هذا ، ضع العديد من Cheerios في قفص الفئران.

اليومية هي طعام يقتصر على متطلبات طاقة الصيانة الخاصة بها لمنع السمنة وضمان الدافع لأداء المهمة بعد ذلك. تعامل مع كل لمدة 10 إلى 15 دقيقة يوميا لمدة أسبوع واحد خلال نفس الفترة الزمنية ، ضع كل في المدرج مع وجود Cheerios في كلا الطرفين. عندما تصبح على دراية ببيئتها ، ستبدأ في أكل Cheerios.

بمجرد أن يشعر بالراحة في تناول Cheerios داخل المدرج ، يجب أن يكون مكيفا بشكل عملي لتشغيل طول المدرج للحصول على مكافأة غذائية. يتم تحقيق ذلك عن طريق رمي ربع cheerio إلى الطرف الآخر من المدرج حيث يتم وضع الفئران. بمجرد أن يأكل الجرذ هذا cheerio ، ضع ربع cheerio آخر في الطرف الآخر من المدرج.

كرر هذا حتى يتحرك الجرذ باستمرار على طول المدرج بسرعة هرولة ثابتة إن أكل البهجة دون الركض أو الاقتراب من تكييف لهذه المهمة يمكن أن يؤدي إلى الركض والبوابات المحيطة ، والتي يصعب تفسيرها ميكانيكيا حيويا. الآن دعونا نرى كيفية إجراء الموقف المشترك. وضع علامة على أربعة.

لا يمكن الاعتماد على التحليل الحركي للأطراف بسبب وضعية الانحناء الشديدة والقطعة الأثرية اللاحقة لحركة الجلد المفروضة عن طريق وضع علامات جلدية على الأطراف الأربعة. بدلا من ذلك ، يجب تحقيق حركية الأطراف الأمامية باستخدام التصوير السينمائي بالأشعة السينية أو التنظير الفلوري. لذلك ، سيصف هذا الفيديو فقط وضع علامة موضع مفصل Hindin.

بمجرد تخدير ، احلق الأطراف الخلفية والظهر إلى مستوى القمم الحرقفية. ثم ضع الخارجي الراقد وضع أطرافه الخلفية في وضع الوقوف التقريبي باستخدام رغوة التعبئة الصلبة لدعمه بعلامة علامة دائمة غير سامة. معظم أجزاء الجمجمة من القمم الحرقفية ، وأكبر ترنت عظم الفخذ ، ونتوء الظنبوب الجانبي ، والمفصل الرصغي ، والجانب البعيد والجانبي للمشط الخامس.

مطلوب تسليط الضوء اليومي على المعالم التشريحية التي تم تحديدها مسبقا حيث ستزيل الفئران العلامات ببطء من خلال سلوك الاستمالة الطبيعي. الآن دعونا نرى كيفية تسجيل البيانات. ضع حجم المعايرة داخل المنطقة المحددة مسبقا من المدرج.

يتم التقاط إطار واحد من حجم المعايرة داخل المدرج من كل كاميرا. قبل بدء جلسة التسجيل، افحص المنظر من كل كاميرا. تأكد من أن مجال الرؤية هو نفسه من جميع الكاميرات الأربع ، وأنه يتضمن لوحة القوة في المنتصف ، وطول المدرج كافيا لالتقاط خطوتين.

يتم رقمنة جميع العلامات المعايرة على طول كل من الاستطلاعات. تعد خطوة المعايرة هذه أمرا بالغ الأهمية قبل جمع البيانات. إذا لم يتم إجراء المعايرة بدقة أو لم تحدث مباشرة قبل جلسة التسجيل ، فستكون جميع البيانات الناتجة غير دقيقة وغير قابلة للاستخدام.

بمجرد تحقيق خطأ مرض في الرقمنة ، انتقل إلى جمع بيانات القاطرة مباشرة قبل وضع في المدرج. سجل وزنه وقم بلصق علامات الجلد العاكسة المخروطية على علامات اللباد المحددة مسبقا على المعالم الطبوغرافية للطرف الخلفي. بمجرد وضع العلامات على الأطراف الخلفية ، اجلس على الكمبيوتر واجعل علامة الحدث في متناول اليد متصلة من خلال نظام محرك Vicon.

يؤدي استخدام الملف الذي تمت معايرته كقالب إلى إنشاء عدة ملفات قبل التسجيل. عادة ما تكون هناك حاجة إلى 25 إلى 30 ملفا لضمان جمع أعداد كافية من عمليات التشغيل ، مما يعني معيار التضمين والسرعة. بمجرد إنشاء الملفات ، ابدأ في جمع البيانات.

أولا ، حث الجرذ على المكوك داخل المدرج عن طريق رمي ربع قطع من Cheerios على طرفي المدرج بتنسيق وتوقيت دقيقين. يتم تشغيل علامة الحدث عند البدء وقبل أن يكمل الجرذ بنجاح المرور على طول المدرج. بعد فحص التفاعل الأرضي الخام ، وتتبع القوة وبعد تسجيل ما إذا كانت الأطراف اليسرى أو اليمنى ، اضغط على لوحة القوة ، واحفظ الملف وأغلقه.

يجب تسجيل أعداد متساوية من ضربات لوحة قوة الطرف الأيسر والأيمن. تتكرر عملية تسجيل البيانات من تشغيل معين حتى يتم تسجيل عدد كاف من عمليات التشغيل. الآن دعونا نرى كيفية تحليل البيانات من عمليات التشغيل عند الانتهاء من جمع البيانات للحركية وقوى رد الفعل الأرضي ، كل تشغيل من كل يحتاج إلى تقييم السرعة باستخدام برنامج vicon modus ، وهما علامتان ثابتتان نسبيا.

على سبيل المثال ، يمكن استخدام أجنحة الدقاق لتقييم نقطة افتراضية بين العلامات. يمكن حساب سرعة هذه النقطة الافتراضية في الاتجاه الأفقي عند القيام بذلك ، حيث يتم تضمين الجري فقط حيث يتحرك بين 60 إلى 90 سم في الثانية. للتحليل ، هناك حاجة إلى ما لا يقل عن 10 أشواط.

خمسة أشواط حيث يتصل الطرف الأيسر بمنصة القوة ، وخمسة أشواط حيث يتصل الطرف الأيمن بمنصة القوة. بمجرد تحديد الأشواط المقبولة لكل ، يجب إكمال رقمنة علامات الجلد المتبقية للتعويض عن حركة الجلد. يتم حساب القطعة الأثرية فوق تقدير الركبة لوضع الركبة باستخدام زوايا التثليث والورك والركبة والمفصل H.

يتم تحديد السرعات والتسارع والموقف ويمكن أيضا تقييم أوقات التأرجح. يتم تحليل بيانات قوة رد الفعل الأرضي التي تم جمعها في وقت واحد باستخدام نفس البرنامج ، ويمكن حساب مجموعة متنوعة من المتغيرات للقوى في كل اتجاه من الاتجاهات المتعامدة الثلاثة. يتم تحليل بيانات قوة رد الفعل الأرضي التي تم جمعها في وقت واحد باستخدام نفس البرنامج ، يمكن حساب مجموعة متنوعة من المتغيرات للقوى في كل اتجاه من الاتجاهات الثلاثة المتعامدة.

سنعرض الآن بعض النتائج التمثيلية لتمثيل فائدة هذا الشكل من تحليل القاطرات. تم تحديد الحركية وقوى رد الفعل الأرضي لإناث الفئران الصغيرة والمتوسطة والشيخوخة. من هذا التحليل ، تم العثور على اختلافات مرتبطة بالعمر لإناث الفئران الويستري.

على وجه الخصوص ، يوضح تحليل قوة رد الفعل الأرضي أن الفئران المسنة قد قللت من قدرة الكبح على أربعة أطراف وتميل إلى استخدام أطرافها الخلفية أكثر لتحقيق الاستقرار الجانبي مقارنة بالمجموعات الأخرى من ، ولم يكشف التحليل الحركي عن أي اختلافات إحصائية بين كل مجموعة. على الرغم من أنه يوضح أنه يمكن تسجيل الحركية بسهولة من أي عمر تقريبا للفئران أثناء محاولة تنفيذ هذا الإجراء. من المهم وزن مباشرة قبل جمع البيانات أو بعدها مباشرة ومعايرة النظام بعناية قبل جمع البيانات باتباع هذا الإجراء.

يمكن استخدام طرق أخرى مثل الفيزيولوجيا الكهربية السريرية للحيوان بالكامل للإجابة على أسئلة إضافية. على سبيل المثال ، هل ترتبط نتائج قوة التفاعل الحركية والأرضية بالتجديد العصبي أو أي شكل آخر أوسع من اللدونة التشريحية العصبية ، على سبيل المثال ، تجديد الأعصاب الطرفية؟ بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية جمع قوة رد الفعل الأرضي والبيانات الحركية للأطراف الخلفية من الفئران التي تتصرف بحرية باستخدام المعدات المتاحة تجاريا.