Name: فهم شامل لتغيير المشية الناجم عن الخمول في القوارض (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-07-06T13:10:00.000+00:00
Duration: 4 min 37 s
Description: اكتشف تحليل الحركة المفصلية ثلاثية الأبعاد لتقييم تغيرات المشية في القوارض بعد تفريغ الأطراف الخلفية. يوفر هذا البروتوكول تعريفات موحدة للمعلمات الحركية لدراسات البيوميكانيكا.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

تم دعم هذه الدراسة جزئيا من قبل الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (JSPS) KAKENHI (رقم 18H03129 و 21K19709 و 21H03302 و 15K10441) والوكالة اليابانية للبحث والتطوير الطبي (AMED) (رقم 15bk0104037h0002).

تمت الموافقة على هذه الدراسة من قبل لجنة التجارب الحيوانية بجامعة كيوتو (Med Kyo 14033) وتم إجراؤها وفقا للمبادئ التوجيهية للمعهد الوطني للصحة (دليل رعاية واستخدام المختبر ، الطبعة 8th). تم استخدام ذكور فئران Wistar البالغة من العمر 7 أسابيع في هذه الدراسة. ويرد مخطط يمثل تسلسل الإجراءات في الملف التكميلي 1.
1. التعرف على الفئران مع المشي على جهاز المشي
ملاحظة: يرجى الاطلاع على التقرير13 المنشور سابقا للحصول على تفاصيل بشأن الإجراء.
<ol><li>ضع الفئران على جهاز المشي المصمم للقوارض (انظر جدول المواد). في الجلسة الأولى ، اسمح للحيوان باستكشاف جهاز المشي ليعتاد على البيئة. ملاحظة: تستغرق هذه العملية حوالي 5 دقائق.</li>
	<li>قم بزيادة سرعة الحزام تدريجيا إلى المستوى المطلوب (20 سم / ثانية) وامش الفئران. استخدم صدمة كهربائية في نهاية جهاز المشي إذا لزم الأمر14. ملاحظة: تستغرق جلسة المشي الواحدة حوالي 10-20 دقيقة.</li>
	<li>كرر هذه العملية كل يومين لمدة أسبوع واحد أو أكثر بشكل متكرر إذا لزم الأمر15،16،17. ملاحظة: ابدأ فترة التعريف قبل 1 أسبوع من الخطوة 2.</li>
	<li>احتفظ بالفئران في مجموعات في أقفاص (2-3 فئران في كل قفص) مع دورة ضوء وظلام لمدة 12 ساعة. توفير الغذاء والماء بشكل خاص.</li>
</ol>2. تطبيق تفريغ الأطراف الخلفية على الفئران ووضع علامات مشتركة
ملاحظة: ارفع الأطراف الخلفية للفئران باستخدام خيط وشريط لاصق متصل بالذيل كما هو موضح في التقارير السابقة18،19،20. تأكد من تثبيت الخيط والشريط في قاعدة الذيل لمنع انزلاق جلد الذيل. راقب الحيوانات جيدا واضبط ارتفاع التفريغ أو ضيق الشريط إذا لزم الأمر.
<ol><li>تحت 2-5 ٪ استنشاق الايزوفلوران مع قناع مخدر ، لف النصف الأول من شريط طوله 30 سم من الشريط اللاصق حول الجزء القريب من ذيل الفئران.</li>
	<li>قم بطي خيط قطني بطول 1 متر (خيوط مطبخ قطنية ، قطرها 1 مم تقريبا) إلى نصفين. قم بعمل حلقة عن طريق ربط عقدة عند نقطة الوسط المطوية 50 سم. يجب أن تكون العقدة على بعد حوالي 5 سم من الطرف لترك حلقة محيط 10 سم.</li>
	<li>اسمح لل 15 سم المتبقية من الشريط اللاصق بالمرور مرة واحدة عبر حلقة الخيط لتأمين الشريط. لف الشريط المتبقي حول الجزء البعيد من الذيل.</li>
	<li>قم بتأمين الطرف الآخر من الخيط على المنصة العلوية للقفص. احتفظ بالحيوانات في قفص مرتفع بما يكفي لرفع أطرافها الخلفية من ذيولها. بخلاف التفريغ ، قم بتوفير نفس البيئة مثل تلك الخاصة بمجموعة Ctrl ، مثل الطعام والماء وفراش الأرضيات.</li>
	<li>قم بإعداد العلامات والبرامج المشتركة (انظر جدول المواد) باتباع الخطوات أدناه. ملاحظة: للحصول على تفاصيل بشأن هذه الخطوة، يرجى الاطلاع على Wang et al.13.<ol><li>تحت 2-5 ٪ استنشاق الايزوفلوران ، نعلق علامات شبه كروية ملونة (قطرها 3 مم) على الجلد الحليق المقابلة للمعالم العظمية. حافظ على مستوى الأيزوفلوران منخفضا قدر الإمكان لمنع التخدير العميق جدا.</li>
		<li>تأكد من أن المعالم هي العمود الفقري الحرقفي العلوي الأمامي (ASIS) ، والمدوراتير الرئيسي (مفصل الورك) ، ومفصل الركبة (الركبة) ، و malleolus الجانبي (الكاحل) ، والمفصل المشطي الخامس (MTP) 21. ملاحظة: قم بطلاء طرف إصبع القدم إذا كانت هناك حاجة إلى زاوية إصبع القدم. استخدم علامة طلاء زيتية (انظر جدول المواد). يفضل استخدام الغراء السائل للمواد اللاصقة لأن الشكل السائل يجف بشكل أسرع.</li>
	</ol></li>
</ol>3. تتبع العلامة باستخدام مقاطع الفيديو التي تم التقاطها
<ol><li>افتح تطبيق MotionRecorder (انظر جدول المواد) وقم بتشغيل جهاز المشي. ضع الفئران على حزام جهاز المشي. ملاحظة: تم وضع الكاميرات الأربع لالتقاط الفيديو (انظر جدول المواد) على طول الحواف الطويلة لجهاز المشي: كاميرتان على كل حافة، على بعد حوالي 50 سم × 50 سم، في مواجهة مركز منطقة حزام جهاز المشي.</li>
	<li>زيادة سرعة الحزام حتى 20 سم / ثانية. عندما يبدأ الفئران في المشي بشكل طبيعي بالسرعة المطلوبة ، انقر فوق رمز التسجيل لبدء التقاط الفيديو. بمجرد الحصول على خطوات كافية (5 خطوات متتالية ، ويفضل 10 خطوات) ، أوقف الالتقاط بالنقر فوق رمز التسجيل مرة أخرى. ملاحظة: التقط بيانات عن متعددة في تجربة واحدة. جرب ما يصل إلى خمس مرات لكل فأر. إذا كان الفئران لا يمشي ، فالتقط واحدة مختلفة وجرب الأولى لاحقا. كان معدل التقاط الكاميرا 120 إطارا / ثانية.</li>
	<li>افتح تطبيق 3DCalculator (انظر جدول المواد) وملف الفيديو المراد تحليله.</li>
	<li>قم باقتصاص الفيديو عن طريق ضبط شريط التمرير الأفقي في الأعلى ليحتوي على أعداد كافية من الخطوات المتتالية. تغييرات الصورة التي تم التقاطها عن طريق سحب رمز (أيقونات) طرف النهاية في شريط الشرائح الأصفر.</li>
	<li>لالتقاط العلامات، حدد وسائل إيضاح العلامات بالنقر فوق رموز إيضاح العلامات في نموذج صورة العصا، وسحبها إلى العلامة المقابلة على الفيديو الذي تم التقاطه، وتحرير الزر. تقوم هذه العملية بتخصيص لون العلامة لوسيلة إيضاح العلامة في صورة العصا. كرر هذه العملية لكل علامة يتم تعقبها.</li>
	<li>انقر على أيقونة التتبع التلقائي . إذا لم يتتبع النظام علامات التتبع بدقة أو توقفت عملية التتبع بسبب فقدان العلامة، فقم بالتبديل إلى الوضع اليدوي. ملاحظة: لا تتوقف هذه العملية التلقائية إلا إذا تم تفويت العلامات. إذا حدثت عمليات التوقف في كثير من الأحيان أكثر من كل عدد قليل من الإطارات ، ففكر في تغيير موضع العلامات المفقودة.</li>
	<li>إذا كانت هناك حاجة إلى الوضع اليدوي، فانقر فوق الرمز يدوي للتبديل. انقر فوق وسيلة إيضاح العلامة المفقودة على صورة العصا والعلامة المقابلة على الفيديو. يستمر الفيديو بإطار واحد لكل نقرة في الوضع اليدوي. ملاحظة: استخدم التطبيقات المتاحة مجانا التي تمكن النقر التلقائي لمنع إرهاق أولئك الذين يتتبعون (رقمنة) العلامات (انظر جدول المواد).</li>
</ol>4. حساب المعلمات المطلوبة
<ol><li>افتح تطبيق KineAnalyzer (راجع جدول المواد) وقم بتحميل الملف.</li>
	<li>انتقل إلى القائمة عرض > تحرير العلامة الرئيسية . يفتح نافذة "تحرير العلامة الرئيسية". ملاحظة: تحتوي العلامات التي تم التقاطها على أرقام بسيطة حتى يتم تصنيفها.</li>
	<li>انقر على التسمية المطلوبة (معلم) في علامة التبويب علامة التبويب ، ثم انقر فوق اللون المطلوب. تحدد هذه العملية كل علامة إلى معلم معين.</li>
	<li>انتقل إلى علامة التبويب الرابط . قم بإنشاء خطوط بالنقر فوق علامتين على التوالي. تقوم هذه العملية بإنشاء خطوط تتوافق مع كل طرف باستخدام علامات مصنفة.</li>
	<li>قم بتعيين الألوان للخطوط التي تم إنشاؤها عن طريق تحديد اللون المطلوب من عمود اللون .</li>
	<li>تعريف الزوايا عن طريق تعيين خطوط مرجعية/متحركة واتجاهات الزوايا. انتقل إلى علامة تبويب الزاوية. بعد تسمية الزاوية ، قم بتعيين المتجه A (الخط المرجعي) والمتجه B (الخط المتحرك) بالنقر فوق العلامات المقابلة لكل معلم. ثم حدد اتجاه الزاوية بقيمة في قسم التشغيل في علامة التبويب نفسها. ملاحظة: بالنسبة لهذه الدراسة ، كانت المعلمات التي تم التركيز عليها بشكل أساسي في منتصف مرحلة الوقوف (الوسط): KSt (زاوية الركبة) ، ASt (زاوية الكاحل) ، MHD (مسافة الورك المشطية: أي ما يعادل ارتفاع الورك ، انظر القسم التالي). تم تعريف زاوية الركبة وزاوية الكاحل على أنها الزاوية بين عظم الفخذ والساق والساق وعظم مشط القدم الخامس ، على التوالي. زاوية 0 درجة تعني أن المفصل كان مثنيا بالكامل.</li>
	<li>في علامة التبويب المسافة ، حدد معلمة المسافة (MHD). حدد علامتين مطابقتين في قسم إعداد المسافة . كما ستتوفر مسارات مشتركة كدالة لدورة الخطوة الطبيعية. ملاحظة: يجب إجراء تحديد الزوايا/المعلمات مرة واحدة فقط. ستكون إعدادات المعلمات متاحة للتقييمات اللاحقة بمجرد اكتمال عملية التحديد هذه.</li>
</ol>

<ol><li>Bloomfield, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+musculoskeletal+structure+and+function+with+prolonged+bed+rest%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine+and+Science+in+Sports+and+Exercise%22%5BJournal%5D)">Changes in musculoskeletal structure and function with prolonged bed rest.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 29 (2), 197-206 (1997).</li>
<li>Booth, F. W., Roberts, C. K., Laye, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lack+of+exercise+is+a+major+cause+of+chronic+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Comprehensive+Physiology%22%5BJournal%5D)">Lack of exercise is a major cause of chronic diseases.</a> Comprehensive Physiology. 2 (2), 1143-1211 (2012).</li>
<li>Walton, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postnatal+development+under+conditions+of+simulated+weightlessness+and+space+flight%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Reviews%22%5BJournal%5D)">Postnatal development under conditions of simulated weightlessness and space flight.</a> Brain Research Reviews. 28 (1-2), 25-34 (1998).</li>
<li>Canu, M. H., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+hindlimb+unloading+on+locomotor+strategy+during+treadmill+locomotion+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Applied+Physiology+and+Occupational+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of hindlimb unloading on locomotor strategy during treadmill locomotion in the rat.</a> European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 74 (4), 297-304 (1996).</li>
<li>Shpakov, A. V., Voronov, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+the+effects+of+simulated+weightlessness+and+lunar+gravitation+on+the+biomechanical+parameters+of+gait+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+Behavioral+Physiology%22%5BJournal%5D)">Studies of the effects of simulated weightlessness and lunar gravitation on the biomechanical parameters of gait in humans.</a> Neuroscience and Behavioral Physiology. 48 (2), 199-206 (2018).</li>
<li>Kawano, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tension-+and+afferent+input-associated+responses+of+neuromuscular+system+of+rats+to+hindlimb+unloading+and%2For+tenotomy%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology+-+Regulatory%2C+Integrative+and+Comparative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Tension- and afferent input-associated responses of neuromuscular system of rats to hindlimb unloading and/or tenotomy.</a> American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 287 (1), 76-86 (2004).</li>
<li>Canu, M. H., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+hindlimb+unloading+on+interlimb+coordination+during+treadmill+locomotion+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Applied+Physiology+and+Occupational+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of hindlimb unloading on interlimb coordination during treadmill locomotion in the rat.</a> European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 78 (6), 509-515 (1998).</li>
<li>Canu, M. H., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+hindlimb+unloading+on+two+hindlimb+muscles+during+treadmill+locomotion+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Applied+Physiology+and+Occupational+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of hindlimb unloading on two hindlimb muscles during treadmill locomotion in rats.</a> European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 75 (4), 283-288 (1997).</li>
<li>Walker, J. L., Evans, J. M., Meade, P., Resig, P., Sisken, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait-stance+duration+as+a+measure+of+injury+and+recovery+in+the+rat+sciatic+nerve+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Gait-stance duration as a measure of injury and recovery in the rat sciatic nerve model.</a> Journal of Neuroscience Methods. 52 (1), 47-52 (1994).</li>
<li>Rui, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+cycle+analysis+parameters+sensitive+for+functional+evaluation+of+peripheral+nerve+recovery+in+rat+hind+limbs%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Plastic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Gait cycle analysis parameters sensitive for functional evaluation of peripheral nerve recovery in rat hind limbs.</a> Annals of Plastic Surgery. 73 (4), 405-411 (2014).</li>
<li>Ueno, M., Yamashita, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematic+analyses+reveal+impaired+locomotion+following+injury+of+the+motor+cortex+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Kinematic analyses reveal impaired locomotion following injury of the motor cortex in mice.</a> Experimental Neurology. 230 (2), 280-290 (2011).</li>
<li>Zörner, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Profiling+locomotor+recovery%3A+Comprehensive+quantification+of+impairments+after+CNS+damage+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Profiling locomotor recovery: Comprehensive quantification of impairments after CNS damage in rodents.</a> Nature Methods. 7 (9), 701-711 (2010).</li>
<li>Wang, T., Ito, A., Tajino, J., Kuroki, H., Aoyama, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+kinematic+analysis+for+the+functional+evaluation+in+the+rat+model+of+sciatic+nerve+crush+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">3D kinematic analysis for the functional evaluation in the rat model of sciatic nerve crush injury.</a> Journal of Visualized Experiments. (156), e60267(2020).</li>
<li>Canu, M. H., Garnier, C., Lepoutre, F. X., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+3D+analysis+of+hindlimb+motion+during+treadmill+locomotion+in+rats+after+a+14-day+episode+of+simulated+microgravity%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">A 3D analysis of hindlimb motion during treadmill locomotion in rats after a 14-day episode of simulated microgravity.</a> Behavioural Brain Research. 157 (2), 309-321 (2005).</li>
<li>Gruner, J. A., Altman, J., Spivack, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+arrested+cerebellar+development+on+locomotion+in+the+rat%3A+Cinematographic+and+electromyographic+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of arrested cerebellar development on locomotion in the rat: Cinematographic and electromyographic analysis.</a> Experimental Brain Research. 40 (4), 361-373 (1980).</li>
<li>Bouët, V., Borel, L., Harlay, F., Gahéry, Y., Lacour, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematics+of+treadmill+locomotion+in+rats+conceived%2C+born%2C+and+reared+in+a+hypergravity+field+%282+g%29%3A+Adaptation+to+1+g%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Kinematics of treadmill locomotion in rats conceived, born, and reared in a hypergravity field (2 g): Adaptation to 1 g.</a> Behavioural Brain Research. 150 (1-2), 207-216 (2004).</li>
<li>Bojados, M., Herbin, M., Jamon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematics+of+treadmill+locomotion+in+mice+raised+in+hypergravity%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Kinematics of treadmill locomotion in mice raised in hypergravity.</a> Behavioural Brain Research. 244, 48-57 (2013).</li>
<li>Morey-Holton, E. R., Globus, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hindlimb+unloading+rodent+model%3A+Technical+aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Hindlimb unloading rodent model: Technical aspects.</a> Journal of Applied Physiology. 92 (4), 1367-1377 (2002).</li>
<li>Tajino, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discordance+in+recovery+between+altered+locomotion+and+muscle+atrophy+induced+by+simulated+microgravity+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Motor+Behavior%22%5BJournal%5D)">Discordance in recovery between altered locomotion and muscle atrophy induced by simulated microgravity in rats.</a> Journal of Motor Behavior. 47 (5), 397-406 (2015).</li>
<li>Liu, x, Gao, X., Tong, J., Yu, L., Xu, M., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvement+of+Osteoporosis+in+Rats+With+Hind-Limb+Unloading+Treated+With+Pulsed+Electromagnetic+Field+and+Whole-Body+Vibration%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy+%26+Rehabilitation+Journal%22%5BJournal%5D)">Improvement of Osteoporosis in Rats With Hind-Limb Unloading Treated With Pulsed Electromagnetic Field and Whole-Body Vibration.</a> Physical Therapy & Rehabilitation Journal. , (in print) (2022).</li>
<li>Thota, A. K., Watson, S. C., Knapp, E., Thompson, B., Jung, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromechanical+control+of+locomotion+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Neuromechanical control of locomotion in the rat.</a> Journal of Neurotrauma. 22 (4), 442-465 (2005).</li>
<li>Canu, M. H., Langlet, C., Dupont, E., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+hypodynamia-hypokinesia+on+somatosensory+evoked+potentials+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of hypodynamia-hypokinesia on somatosensory evoked potentials in the rat.</a> Brain Research. 978 (1-2), 162-168 (2003).</li>
<li>Dupont, E., Canu, M. H., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+14-day+period+of+hindpaw+sensory+deprivation+enhances+the+responsiveness+of+rat+cortical+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A 14-day period of hindpaw sensory deprivation enhances the responsiveness of rat cortical neurons.</a> Neuroscience. 121 (2), 433-439 (2003).</li>
<li>Langlet, C., Bastide, B., Canu, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hindlimb+unloading+affects+cortical+motor+maps+and+decreases+corticospinal+excitability%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Hindlimb unloading affects cortical motor maps and decreases corticospinal excitability.</a> Experimental Neurology. 237 (1), 211-217 (2012).</li>
<li>Trinel, D., Picquet, F., Bastide, B., Canu, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendritic+spine+remodeling+induced+by+hindlimb+unloading+in+adult+rat+sensorimotor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Dendritic spine remodeling induced by hindlimb unloading in adult rat sensorimotor cortex.</a> Behavioural Brain Research. 249, 1-7 (2013).</li>
<li>Alkner, B. A., Norrbrand, L., Tesch, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromuscular+adaptations+following+90+days+bed+rest+with+or+without+resistance+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22Aerospace+Medicine+and+Human+Performance%22%5BJournal%5D)">Neuromuscular adaptations following 90 days bed rest with or without resistance exercise.</a> Aerospace Medicine and Human Performance. 87 (7), 610-617 (2016).</li>
<li>English, K. L., Bloomberg, J. J., Mulavara, A. P., Ploutz-Snyder, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise+countermeasures+to+neuromuscular+deconditioning+in+spaceflight%5BTitle%5D)+AND+%22Comprehensive+Physiology%22%5BJournal%5D)">Exercise countermeasures to neuromuscular deconditioning in spaceflight.</a> Comprehensive Physiology. 10 (1), 171-196 (2020).</li>
<li>Parks, M. T., Wang, Z., Siu, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+low-cost+video-based+motion+analysis+options+for+clinical+rehabilitation%3A+A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy%22%5BJournal%5D)">Current low-cost video-based motion analysis options for clinical rehabilitation: A systematic review.</a> Physical Therapy. 99 (10), 1405-1425 (2019).</li>
</ol>

ويعلن صاحبا البلاغ أنه لا يوجد تضارب في المصالح.

تغيير البيئات يؤدي إلى تقلب الجوانب الوظيفية والمكونات العضلية الهيكلية للأنظمة الحركية26,27. قد تؤثر الانحرافات في الهياكل أو البيئات المقلصة على القدرات الوظيفية ، وتستمر حتى بعد حل التشوهات الميكانيكية / البيئية19. يساعد تحليل الحركة الموضوعي على قياس تلك القدرات الوظيفية كميا. كما هو موضح أعلاه ، يعد تحليل الفيديو منهجية قوية للحصول على هذه المعلمات.
من أجل تتبع المعالم المشتركة لتحليل الفيديو ، فإن استخدام ...

يؤدي نقص النشاط البدني أو عدم الاستخدام إلى تدهور المؤثرات الحركية ، مثل ضمور العضلات وفقدان العظام1 وإزالة تكييف الجسم كله2. علاوة على ذلك ، لوحظ مؤخرا أن الخمول لا يؤثر فقط على الجوانب الهيكلية للمكونات العضلية الهيكلية ولكن أيضا على الجوانب النوعية للحركة. على سبيل المثال ، كانت مواقع أطراف الفئران المعرضة لبيئة محاكاة الجاذبية الصغرى مختلفة عن تلك الخاصة بالحيوانات السليمة حتى بعد شهر 1 من انتهاء التدخل 3,4. ومع ذلك، لم يبلغ إلا عن القليل عن العجز في الحركة الناجم عن عدم النشاط. كما أن خصائص الحركة الشاملة للتدهور لم تحدد بشكل كامل.
يوضح البروتوكول الحالي ويناقش تطبيق التقييم الحركي لتصور تغيرات الحركة من خلال الإشارة إلى عجز حركة المشي الناجم عن عدم الاستخدام في الفئران المعرضة لتفريغ الأطراف الخلفية.
وقد تبين أن فرط تمدد الأطراف في المشي بعد بيئة محاكاة الجاذبية الصغرى لوحظت في كل من البشر5 والحيوانات4،6،7،8. لذلك ، من أجل العالمية ، ركزنا على المعلمات العامة في هذه الدراسة: زوايا مفاصل الركبة والكاحل والمسافة الرأسية بين المفصل المشطي السلامي والورك (أي ما يعادل تقريبا ارتفاع الورك) في النقطة الوسطى من مرحلة الوقوف (الوسط). وعلاوة على ذلك، يقترح في المناقشة تطبيقات محتملة للتقييم الحركي بالفيديو.
قد تكون سلسلة من التحليلات الحركية مقياسا فعالا لتقييم الجوانب الوظيفية للتحكم العصبي. ومع ذلك ، على الرغم من أنه تم تطوير تحليلات الحركة من مراقبة البصمة أو القياس البسيط على الفيديو الملتقط 9,10 إلى أنظمة الكاميرا المتعددة 11,12 ، إلا أنه لم يتم بعد إنشاء طرق ومعلمات عالمية. تهدف الطريقة في هذه الدراسة إلى تزويد تحليل الحركة المشترك هذا بمعلمات شاملة.
في العمل السابق13 ، حاولنا توضيح تغيرات المشي في الفئران نموذج الآفة العصبية باستخدام تحليل فيديو شامل. ومع ذلك ، بشكل عام ، غالبا ما تقتصر النتائج المحتملة لتحليلات الحركة على المتغيرات المحددة مسبقا المقدمة في أطر التحليل. ولهذا السبب، تناولت هذه الدراسة مزيدا من التفصيل لكيفية إدراج بارامترات يحددها المستعملون وقابلة للتطبيق على نطاق واسع. قد تكون التقييمات الحركية باستخدام تحليلات الفيديو ذات فائدة أكبر إذا تم تنفيذ المعلمات المناسبة.

<table><tbody><tr><td>شريط لاصق</td><td>NICHIBAN CO.، LTD.</td><td>SEHA25F</td><td>شريط لاصق لتأمين الخيط على ذيول الفئران لتفريغ الأطراف الخلفية</td></tr><tr><td>جهاز التخدير للحيوانات الصغيرة</td><td>SHINANO MFG CO.، LTD.</td><td>SN-487-0T</td><td></td></tr><tr><td>الفرس التلقائي</td><td>NA</td><td>ن.</td><td>برنامج مجاني متاح للتنزيل على جهاز الكمبيوتر (https://www.google.com/search?client=firefox-b-1-d&q=auto+clicker)</td></tr><tr><td>كاميرا CCD</td><td>Teledyne FLIR LLC</td><td>GRAS-03K2C-C</td><td>CCD (جهاز مقترن بالشحن) كاميرات لالتقاط الفيديو</td></tr><tr><td>خيط قطني</td><td>NA</td><td>ن.</td><td>خيط لتعليق ذيول الفئران من سقف القفص</td></tr><tr><td>محلول استنشاق ISOFLURANE</td><td>شركة Pfizer Japan Inc.</td><td>(01)14987114133400</td><td></td></tr><tr><td>علامة مشتركة</td><td>طوكيو MARUI المحدودة</td><td>0.12 جرام BB</td><td>6 مم الكريات الادسنس التي تم استخدامها كعلامات شبه كروية مع تعديل</td></tr><tr><td>محلل كين</td><td>KISSEI COMTEC CO.، LTD.</td><td>ن.</td><td>برنامج للتحليل</td></tr><tr><td>كونيشي آرون ألفا</td><td>TOAGOSEI المحدودة</td><td># 31204</td><td>الغراء الفائق لإرفاق علامات كروية على علامات الفئران</td></tr><tr><td>مسجل الحركة</td><td>KISSEI COMTEC CO.، LTD.</td><td>ن.</td><td>برنامج لتسجيل الفيديو</td></tr><tr><td>علامة الطلاء</td><td>MITSUBISHI PENCIL CO.، LTD</td><td>PX-21.13</td> علامة <td>طلاء زيتية لتمييز أصابع</td></tr><tr><td>جهاز التقاط الحركة ثلاثي الأبعاد (KinemaTracer للحيوانات الصغيرة)</td> <td>KISSEI COMTEC CO.، LTD.</td><td>ن.</td><td>نظام تحليل الحركة ثلاثي الأبعاد الذي يتكون من أربع كاميرات (https://www.kicnet.co.jp/solutions/biosignal/animals/kinematracer-for-animal/ أو https://micekc.com/en/)</td></tr><tr><td>آلة حاسبة ثلاثية الأبعاد (3D)</td><td>KISSEI COMTEC CO.، LTD.</td><td>ن.</td><td>برنامج تتبع العلامات</td></tr><tr><td>جهاز المشي</td><td>MUROMACHI KIKAI CO.، LTD</td><td>MK-685</td><td>جهاز المشي مجهز بغلاف شفاف ، صدمة كهربائية ، ووحدة تحكم في السرعة</td></tr><tr><td>Wistar Rats (ذكر ، 7 أسابيع)</td> <td>NA.</td><td>ن.</td><td>متوفر تجاريا في مصادر حيوانية تجريبية</td></tr></tbody></table>

فهم شامل لتغيير المشية الناجم عن الخمول في القوارض

Comprehensive Understanding of Inactivity-Induced Gait Alteration in Rodents

من المعروف جيدا أن عدم الاستخدام يؤثر على الأنظمة العصبية وأن حركات المفاصل تصبح متغيرة. ومع ذلك ، فإن النتائج التي تظهر هذه الخصائص بشكل صحيح لا تزال غير واضحة. تصف هذه الدراسة نهج تحليل الحركة الذي يستخدم إعادة البناء ثلاثي الأبعاد (3D) من لقطات الفيديو. باستخدام هذه التكنولوجيا ، لوحظت تغييرات في أداء المشي بسبب عدم الاستخدام في القوارض المعرضة لبيئة محاكاة الجاذبية الصغرى عن طريق تفريغ أطرافها الخلفية من ذيلها. بعد 2 أسابيع من التفريغ ، سارت الفئران على جهاز المشي ، وتم التقاط حركات مشيتها باستخدام أربع كاميرات جهاز مقترن بالشحن (CCD). تم إعادة بناء ملفات تعريف الحركة 3D ومقارنتها بملفات تعريف عناصر التحكم باستخدام برنامج معالجة الصور. نجحت مقاييس النتائج المعاد بناؤها في تصوير جوانب متميزة من حركة المشية المشوهة: فرط تمدد مفاصل الركبة والكاحل والوضع الأعلى لمفاصل الورك خلال مرحلة الوقوف. تحليل الحركة مفيد لعدة أسباب. أولا ، إنها تمكن من التقييمات السلوكية الكمية بدلا من الملاحظات الذاتية (على سبيل المثال ، النجاح / الفشل في مهام معينة). ثانيا ، يمكن استخراج معلمات متعددة لتناسب احتياجات محددة بمجرد الحصول على مجموعات البيانات الأساسية. على الرغم من العقبات التي تحول دون تطبيقها على نطاق أوسع ، يمكن تخفيف عيوب هذه الطريقة ، بما في ذلك كثافة العمالة والتكلفة ، من خلال تحديد القياسات الشاملة والإجراءات التجريبية.

تم تعيين 12 حيوانا عشوائيا إلى واحدة من مجموعتين: مجموعة التفريغ (UL ، n = 6) أو المجموعة الضابطة (Ctrl ، n = 6). بالنسبة لمجموعة UL ، تم تفريغ الأطراف الخلفية للحيوانات بواسطة الذيل لمدة 2 أسابيع (فترة UL) ، في حين تركت مجموعة Ctrl حرة. بعد 2 أسابيع من التفريغ ، أظهرت مجموعة UL نمط مشية متميز مقارنة بمجموعة Ctrl. ويبين الشكل 1 المسارات المشتركة الطبيعية للمواضيع التمثيلية. خلال مرحلة الوقوف ، أظهرت مجموعة UL امتدادات أخرى في الركبة والكاحل (أي الانثناء الأخمصي للكاحل) من مجموعة Ctrl ، والتي...

يصف هذا البروتوكول تتبع/تقييم الحركة ثلاثي الأبعاد لتصوير تغير حركة مشي الفئران بعد التعرض لبيئة محاكاة عدم الاستخدام.

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics ...

يوفر بروتوكولنا إجراء شاملا لتحديد معلمات تحليل الحركة المشتركة. غالبا ما تكون تحليلات الحركة المشتركة معقدة بسبب عدم وجود تعريف شامل للمعلمات. نعرض مخططات قياسية لتعريفات المعلمات التي تنطبق عالميا على المجالات ذات الصلة.للبدء، افتح تطبيق MotionRecorder. ضع الفئران على حزام جهاز المشي. زيادة سرعة الحزام إلى 20 سم في الثانية.عندما يبدأ الفئران في المشي بشكل طبيعي بالسرعة المطلوبة ، انقر فوق رمز التسجيل لبدء التقاط الفيديو. بمجرد الحصول على 5 إلى 10 خطوات متتالية ، أوقف الالتقاط بالنقر فوق رمز التسجيل. افتح تطبيق 3DCalculator وملف الفيديو المراد تحليله.اقتصاص الفيديو عن طريق ضبط شريط التمرير الأفقي في الأعلى، ليحتوي على أعداد كافية من الخطوات المتتالية. لالتقاط العلامات، اسحب وسائل إيضاح العلامة على نموذج صورة العصا إلى العلامة المقابلة على الفيديو الذي تم التقاطه، وحرر الزر. انقر على أيقونة التتبع التلقائي.إذا لم يتتبع النظام علامات التتبع بدقة، أو توقفت عملية التتبع بسبب فقدان العلامة، فقم بالتبديل إلى الوضع اليدوي بالنقر فوق الرمز يدوي. انقر فوق وسيلة إيضاح العلامة المفقودة على صورة العصا، والعلامة المقابلة على الفيديو. افتح تطبيق KineAnalyzer وقم بتحميل الملف.انتقل إلى عرض ، وانقر فوق قائمة تحرير العلامة الرئيسية. سيفتح نافذة تحرير العلامة الرئيسية. انقر على التسمية أو المعلم المطلوب في علامة التبويب "علامة التبويب "، ثم انقر فوق اللون المطلوب.تحدد هذه العملية كل علامة إلى معلم معين. ثم في علامة التبويب link"، قم بإنشاء خطوط تتوافق مع كل طرف من خلال النقر على علامتين على التوالي. قم بتعيين الألوان للخطوط التي تم إنشاؤها عن طريق تحديد اللون المطلوب من عمود اللون.حدد الزوايا في علامة التبويب "زاوية". بعد تسمية الزاوية ، قم بتعيين Vector A كخط مرجعي ، و Vector B كخط متحرك ، من خلال النقر على العلامات المقابلة لكل معلم. ثم حدد اتجاه الزاوية بقيمة في قسم التشغيل "في نفس علامة التبويب.بعد ذلك ، في علامة التبويب المسافة "، حدد معلمة المسافة. حدد علامتين مطابقتين في قسم إعداد المسافة. تم تعيين ستة لكل منها بشكل عشوائي إما لمجموعة التفريغ ، حيث تم تفريغ الأطراف الخلفية للحيوان بواسطة الذيل لمدة أسبوعين ، أو المجموعة الضابطة ، حيث تركت الحيوانات حرة.أظهرت مسارات المفاصل الطبيعية للركبة والكاحل خلال مرحلة الوقوف أن المجموعة المفرغة أظهرت امتدادات أخرى في الركبة والكاحل أكثر من المجموعة الضابطة. بعد أسبوعين من التفريغ ، كانت المقاييس الكمية مثل زاوية الركبة في منتصف الموقف وزاوية الكاحل للمجموعة المفرغة أكبر بكثير من تلك الخاصة بالمجموعة الضابطة. كانت المسافة بين مشط القدم والورك ، والتي تعادل تقريبا ارتفاع مفصل الورك في منتصف الموقف ، أعلى بكثير في المجموعة المفرغة.أعطت هذه الطريقة الباحثين أساسيات كيفية تحديد معلمات الحركة المشتركة. وبهذه الطريقة يمكنهم إعداد أطر عمل محددة لمعالجة أسئلتهم البحثية الخاصة.

comprehensive-understanding-inactivity-induced-gait-alteration

Research

JoVE Journal

Neuroscience

علم الأعصاب

تحليل مشيه الحركية في الطائرة السهمي تعطي معلومات دقيقة جداً حول كيف يتم تنفيذ الحركة. يصف لنا تطبيق هذه التقنيات على تحديد العجز مشيه للفئران التي تتعرض للمناعة الذاتية بوساطة demyelination. كما يمكن استخدام هذه الأساليب لوصف العجز مشيه لنماذج الماوس أخرى تتميز بضعف الحركة.

تحليل مشيه الحركية الطائرة السهمي في الفئران C57BL/6 تعرض إلى MOG35-55 التي يسببها التجريبية النخاع المناعة الذاتية

التقييم الدقيق للألم وردا في نموذج حيوان الأعصاب ضروري للتحقيق في الفسيولوجيا المرضية للألم من الأمراض وتطوير مسكنات جديدة. نحن نقدم طريقة حساسة وموضوعية لتحديد وظيفة حسية للقوارض هند مخلب نظام تحليل مشيه الآلي.

تحليل مشيه الآلي في الفئران مع الإصابات المزمنة انقباض

في هذه الدراسة، ونحن تثبت استخدام تحليل مشيه الحركية استناداً إلى التصوير البطني الطائرة لرصد التغييرات الطفيفة في التنسيق الحركي، فضلا عن تطور نيوروديجينيريشن مع التقدم في السن في نماذج الماوس (مثلاً، اندوفيلين المسخ خطوط الماوس).

تحليل مشيه للإعاقات الحركية تعتمد على سن في الفئران مع نيوروديجينيريشن

نحن نصف نظام تحليل مشية جديدة، Paw-Print تحليل التسجيلات المحسنة على النقيض (PrAnCER)، وهو نظام آلي مفتوح الوصول لتحديد كمية خصائص مشية في الفئران التي تستخدم أرضية شبه شفافة جديدة تلقائيا تحديد مقدار المشية. تم التحقق من صحة هذا النظام باستخدام نموذج هالوبيريدول لمرض باركنسون.

تحليل بطبعة مخلب من التسجيلات المحسنة على النقيض من التباين (PrAnCER): نظام تحليل مشية آلي منخفض التكلفة ومفتوح الوصول لتقييم حالات العجز في المحرك

يقدم هنا بروتوكول لجمع وتحليل الحركية ثلاثية الأبعاد من الحركة الرباعية في القوارض للدراسات ما قبل السريرية.

تحليل مشية حركية ثلاثية الدلل للدراسات ما قبل السريرية في القوارض

تحليل البصمة هو بديل منخفض التكلفة لبرامج تحليل المشية الرقمية للباحثين تحديد حجم تشوهات الحركة في الفئران. بسبب سرعتها، والبساطة، والإمكانات الطولية، وهو مثالي للنماذج الفينومية السلوكية لنماذج الماوس.

تحليل مشية منخفضة التكلفة للنمط الفينومابي لنماذج الماوس من الأمراض العصبية العضلية

تحليل المشي الآلي هو أداة مجدية لتقييم الانتعاش الوظيفي في نماذج القوارض من إصابة الأعصاب الطرفية وإصابة كدمة الحبل الشوكي. في حين أنه يتطلب إعداد واحد فقط لتقييم وظيفة الحركي في مختلف النماذج التجريبية، دقيق من الصعب لينة وير التكيف وتدريب الحيوانات أمر بالغ الأهمية.

تحليل مشية الآلي لتقييم الانتعاش الوظيفي في القوارض مع الأعصاب الطرفية أو إصابة كدمة الحبل الشوكي

هنا نصف نظام RatWalker ، الذي تم بناؤه من خلال إعادة تصميم جهاز MouseWalker لاستيعاب الحجم والوزن المتزايد للفئران. يستخدم هذا النظام الانعكاس الداخلي الكلي المحبط (FTIR) ، والتقاط الفيديو عالي السرعة ، وبرنامج تحليل الوصول المفتوح لتتبع معلمات المشي وقياسها.

تطبيق نظام RatWalker لتحليل المشي في نموذج الفئران الجيني لمرض باركنسون

نحن نقدم بروتوكولا لتقييم السلوك الحركي عن طريق بطارية اختبار سلوكية في الفئران بعد إصابة سحق العصب الوركي.

تقييم متعدد العوامل للسلوك الحركي في الفئران بعد إصابة سحق العصب الوركي من جانب واحد

يتم توفير خط أنابيب تجريبي لوصف النمط الحركي للفئران التي تمشي بحرية باستخدام صندوق أدوات MouseWalker (MW) ، بدءا من تسجيلات الفيديو الأولية والتتبع إلى التحليل الكمي اللاحق. يتم استخدام نموذج إصابة كدمة الحبل الشوكي في الفئران لإثبات فائدة نظام MW.

استخدام MouseWalker لتحديد الخلل الحركي في نموذج فأر لإصابة الحبل الشوكي

اكتشف تحليل الحركة المفصلية ثلاثية الأبعاد لتقييم تغيرات المشية في القوارض بعد تفريغ الأطراف الخلفية. يوفر هذا البروتوكول تعريفات موحدة للمعلمات الحركية لدراسات البيوميكانيكا.

فهم شامل لتغيير المشية الناجم عن الخمول في القوارض

استكشف المزيد من الفيديوهات