一个评估在大鼠近端和远端的前肢功能的新方法:欧文，Beatties和布雷斯纳汉（IBB）前肢规模

Summary

在这里，我们将描述一种啮齿类动物行为的检测，可以检测在一种自然发生的的行为，包括两位数的动作，并不需要广泛的培训或剥夺，增强学习动力的近端和远端的前肢功能恢复。

Abstract

颈脊髓损伤（SCI）的几个实验模型最近已开发，以评估损害的后果，这对脊髓水平（ 皮尔斯等人，2005年，Gensel等，2006年，Anderson 等人，2009年） ，大多数人类SCI（杨，2010; www.sci - INFO - pages.com）发生在这里。行为缺陷包括前肢功能丧失因损坏影响降电机和升序感官系统的脑白质，灰质包含段处理前肢的感觉输入和电机输出电路。此外，人类颈椎脊髓损伤患者的一个最关键的是手/手臂功能的恢复（安德森，2004年）。因此，结果评估近端和远端的前肢功能的措施是必要的。虽然有几个不同方面的前肢恢复颈椎脊髓损伤的实验模型（• 杰尔吉斯等。Gensel等 ，2007年，2006年，Ballerman等人 ，2001年，梅斯和Whishaw，2000年，贝尔泰利敏感的行为分析和米拉，1993年，蒙托亚等 ，1991年，Whishaw和Pellis，1990年），很少有技术提供优良的电机控制和数字运动恢复的详细信息。

尔湾，Beatties和前肢规模布雷斯纳汉（IBB），电流测量技术，可以检测包括位在一种自然发生的的行为动作，并不需要广泛的培训或剥夺，增强学习动力的近端和远端的前肢功能的恢复。伊布是通过观察C6脊髓损伤后单方面的恢复，产生和涉及动物吃了两个不同形状大小一致的谷物（球面和圆环）的视频录音。这些影片，然后用评估的共同立场，支持对象，数字移动和抓技术，前肢使用的功能，如。

伊布，前肢像其他行为的任务，显示了复苏的一贯损伤的严重程度是敏感的。此外，伊布规模可以使用，以评估后的恢复其他类型的损伤，影响正常的前肢功能。

Protocol

A.培训老鼠:

1. 动物应尽快谷物的气味和味道，因为他们到达的动物设施，使他们能够成​​为习惯吃这种食物。
2. 动物也应适应测试环境，有机玻璃或有机玻璃缸（图1）。谷物几件应放置在汽缸内的地板上。过多的修饰，排尿，排便，和跳跃都强调动物和驯化需要更多的时间指标。
3. 下一步涉及视频录制吃谷物的动物。这是建议，实验者认为摄像机拍摄，因为它可能是动物将转移阵地在进食。
4. 动物应该被拍摄下来，吃一个完整的球形和一个环形谷物片的运动需要不同形状和最好的评估，包括观察两个序列之间有点。
5. 每个形件的数据应单独收集的评分表上，然后这些成绩应相结合，创造那一天伤后，大鼠的整体得分。

图1。IBB行为测试的推荐房间布局（一）拍摄一个有机玻璃/有机玻璃缸在其家笼中拍摄的动物（二）内的动物。

B.评估的影片:

动物开始吃谷物和停止尽快食用谷物片，动物的前肢功能的评估应尽快展开。

评估只应与前开始吃，一以贯之的大小和形状的球形和环形谷物。动物不应该吃谷物件测试前被打破时取得的。

评估，这是强烈建议的影片的速度减慢到原来的速度至少一半时受伤的，老鼠可以吃快速和关键行为的发生率可能会错过。这样就可以实现，例如QuickTime和Windows媒体播放器的方案。最近受伤（即伤后1-14天），老鼠会需要相当长的时间比在其恢复后一阶段的老鼠吃的谷物。因此，实验者不应该关注他们使用，以评估其复苏的早期与后期阶段大鼠的视频长度的差异。

同时观察动物，IBB评分表（图2）使用要注意以下行为特征的存在。前肢功能恢复发生，从左边的伊布评分表权利。

图2，个别类别的评分表，伴随着欧文，Beatties和布雷斯纳汉前肢规模。上半年的板材近端前肢功能的恢复和前爪复苏的表的后半部分重点。

主要肘关节位置:

老鼠是评估肘期间的吃相（图3）假设（超过50％的时间）最常见的姿势。

评价为:

• 扩展 - 肘部与超过160 °的角度直举行。
• 部分弯曲 - 肘部弯曲角度小于160 °，但超过90 °。
• 充分弯曲 - 肘部弯曲小于90 °的角度。

图3。 。主要肘姿势老鼠评估扩展是最常见的姿势（超过50％的时间）肘假设在进食时手肘角度超过160 °举行直部分喜得 -肘部弯曲角度小于160 °，但超过90 °全喜得-手肘弯曲角度小于90 ° 。

近端前肢变动:

老鼠是评估的肩膀和/或受损前肢肘部的运动，可能会或可能不会导致谷物（图4）的前肢接触。 [大鼠取得最大程度地恢复他们在吃的谷物显示。如果动物表明，在吃的轻微的和广泛的近端前肢运动中，他们都取得了广泛的运动。]

评价为:

• 无 - 有没有受损前肢的肩膀和/或肘部的动作。
• 轻微 - 被定义为运动日粗糙，超过三分之一的肩膀和/或肘关节的范围成本要低。抽搐并耸耸肩属于这一类。
• 广泛性 - 被定义为动作，超过三分之一的肩膀和/或肘关节的范围。早日复苏，这些动作可以被众多的和不稳定的。

图4。近端前肢动作。大鼠是评估的肩膀和/或受损的前肢可能会或可能不会导致接触与谷物的前肢肘部的运动。这些近端前肢运动的定义之一: 无 -有没有肩膀和/或受损前肢的肘部动作略有-是通过不到一半的肩膀和/或肘关节，抽搐和耸耸肩下降的范围定义 ​​为运动。 广泛性 -这一类的运动，一半以上的肩部和/或肘关节，早日复苏的范围定义 ​​，这些动作可以多和不稳定。

联系非掌的支持:

老鼠是评估其使用非受损前肢掌面，以稳定谷物片的能力，并在这样做，保持在一个位置，以帮助进食。前肢地区可能采取行动作为支持上述手腕前臂，手腕或数字的后面（图5）。

*注:"手心和脚底"从拉丁词"挥发"，古罗马人用掌侧

评价为:

• 无 - 不非期间的吃相前肢掌侧支持。 （小于5％的时间）
• - 非掌的支持的对象也发生在吃相，但并不总是（低于95％的时间）。
• 几乎总是 - 非掌对象的支持几乎总是或总是发生在吃相（95-100％的时间）。

图5。联系非掌的支持 。大鼠是评估其使用非受损前肢掌面，以稳定谷物片的能力，并在这样做，保持在一个位置，以帮助进食。前肢地区可能采取行动作为支持上述手腕前臂，手腕或后面的数字。联系非掌的支持可以定义为两种: 一些没有 -没有前肢的非掌期间饮食（<5％的时间）的支持-非掌的支持对象，没有发生在进食，但并不总是几乎。 -非掌对象的支持几乎总是或总是发生在饮食（> 95％的时间） 。非掌的支持，包括领域，如（i）段的手腕，（ii）在手腕或（iii）数字的后面。

主要前爪位置:

老鼠是最常见的姿势（超过50％的时间）的数字所承担的评估，从弯曲延伸，在进食（图6）。

评价为:

• 杵，固定和弯曲 - 数字是〜90 °的关节角度弯曲，拳头举行。
• 扩展非适应性 - 数字是延长角度> 160 °，不符合举行的对象的形状。
• 部分弯曲，适应性强 - 数字是部分弯曲，符合物体的形状。

图6。主要前爪位置。大鼠是评估（超过50％的时间）的数字所承担的最常见的姿势。得分（I）棒状，弯曲和固定 - 数字〜90 °的关节角度弯曲，拳头举行。 （二）延伸扩展，适应性强的非 - 数字与角度> 160 °举行的对象的形状不符合。 （三）部分弯曲，适应性强 - 数字部分的扩展，符合物体的形状。广场内的图观察受损的前爪，描绘了数字1和3（*），从上面。

联系掌支持:

老鼠是评估其运用能力受损前爪掌面，以稳定谷物片，并在这样做，维持在一个位置，以帮助进食（图7）。

评价为:

• 无 - 没有吃的前爪在掌面（不到5％的时间）的支持。
• - 支持对象的前爪掌面确实发生在进食，但并非总是如此（低于95％的时间）。
• 几乎总是掌表面O的对象 - 支持如果前爪几乎总是或总是发生在进食（95-100％的时间）。

图7。联系掌支持。大鼠是评估其运用能力受损前爪掌面，以稳定谷物片，并在这样做，保持在一个位置，以帮助进食。前肢联系掌的支持，可以定义为两种:无 - 无掌的支持，在进食的时间（<5％）。 - 掌支持对象确实发生在进食，但并非总是如此。几乎总是 - 掌侧支持的对象几乎总是或总是发生在进食（> 95％的时间）。随着时间的推移掌支持恢复的例子如上图所示:（一）（二）伤后14天，28天（三）伤后42天后受伤。

腕部运动在操作过程中:

大鼠受损前爪手腕的运动，在饮食的存在的评估，一旦掌支持已经建立。没有进球的手腕，在受损的前爪和谷物之间的接触情况下发生变动。这些运动可以在任何方向上发生，例如，一个背腹方向（上下对胃）或内侧（向身体中线）的外侧（远离身体中线方向）（图8）（对头部） 。

评价为:

• YES或NO。

图8。手腕的运动。大鼠受损前爪手腕的运动期间的饮食存在的评估，一旦掌的支持已经建立。没有进球的手腕，在受损的前爪和谷物之间的接触情况下发生变动。这些动作可以发生在任何方向，例如（i）一个背（往头）到腹侧方向（上下对胃）或（ii）内侧（向身体中线）外侧（远离身体中线）的方向。

谷物调整（控制）:

老鼠是评估受损前肢同步（时间）与成功manipulatory运动的损害，前肢，并有助于谷物的正确操作（图9）的运动。 [如果动物表明，在吃的近端前肢动作夸张和含蓄，他们的得分有夸张的动作，这些消失的进一步复苏。]

评价为:

• 无 - 有没有谷物受损前肢调整。
• 夸张 - 肩部和/或肘部和/或受损的前肢，生产前爪和谷物之间的联系完全丧失的手腕动作。这些发病率是短暂的，通常发生之前谷物受损前爪掌面的成功manipulatory运动。
• 微妙 - 被定义为运动，肩部和/或肘部和/或期间吃的前爪和谷物的损失之间的联系，没有发生受损前肢腕。

图9。谷物调整（控制）。大鼠受损的前肢，同步成功manipulatory运动的损害，前肢（时间）的运动评估，并有助于适当的谷物操纵。这些谷物的调整可以定义为两种:无 - 有受损前肢无谷物调整，夸大 - 肩部和/或肘部和/或受损前肢产生的前爪之间的联系完全丧失手腕运动和谷物或微妙 - 被定义为运动的肩膀，和/或肘，和/或期间吃的前爪和谷物的损失之间的联系，没有发生受损前肢腕。 [如果动物表明，在吃的近端前肢动作夸张和含蓄，他们的得分有夸张的动作，这些消失的进一步复苏。]

存在的数字变动

评估大鼠在进食（图10），个人数字运动的存在。这些运动可以是:

• 非接触式 - 数字的变动发生，但这些动作不会导致谷物掌接触。
• 联系MANIPULATORY - 数字的变动发生在掌接触对象的数字，这样做的结果，有助于操纵的谷物。

评价为:

• YES或NO。

图10。数字的变动存在。大鼠是个人数字在吃相的运动存在的评估。这些动作可以是:非接触式 - 数字的波动情况，但这些动作不会导致谷物掌接触。联系manipulatory - 数字的变动发生在掌接触对象的数字，这样做的结果，有助于操纵的谷物。 （三）是一个示意图，描绘了大鼠前爪，表示从1到5位数的组织的掌面，（四）前爪数字在部分弯曲，适应性强的位置，抓一个球形状的物体。

抓方法:

老鼠是最常见的（超过50％的时间）抓吃相期间使用的技术评估。存在几个抓方法，但最常见的是的"夹击"，"钩子"和"整体"的把握（图11）。抓的老鼠使用的技术定型取决于谷物片的大小和形状。下面的数字描绘的环形谷物（图12）和球面形的谷物（图13）消费过程中受到损害大鼠抓技术序列。

评价为:

• 异常 - 抓受伤前使用的方法，支持和控制的谷物片，在吃相的替代方法是一致的使用。
• 有时是正常的 - 受伤前使用，以支持和控制谷物片，在吃相的把握方法的使用不一致。
• 几乎总是正常 - 受伤前使用，以支持和控制谷物片，在吃相的把握方法相一致。

图11。抓方法。大鼠是最常见的（超过50％的时间）期间的吃相，如果这主要抓techinique的抓技术评估与受伤前使用的技术是一致的。几个抓方法存在，但最常见的是（I）"精确"，（二）"钩子"及（iii）"整体"的把握。抓的老鼠使用的技术定型取决于谷物片的大小和形状（参见图12和13）。抓的老鼠使用的方法可以被定义为异常 - 抓受伤前使用的方法，支持和控制的谷物片，在吃相的替代方法是一致的。有时是正常的 - 受伤前使用，以支持和控制谷物片，在吃相的把握方法的使用不一致。几乎总是正常 - 受伤前使用，以支持和控制谷物片，在吃相的把握方法相一致。

图12。受到损害大鼠，用于在一个环形的谷物片消费抓技术定型的序列。

图13。抓一个受到损害的老鼠在一个球面形的谷物片消费的技术定型的序列。

C.分配伊布分数

0. 延长的主要肘部位置，没有或轻微近端前肢动作和/或NO损伤部位同侧前肢的非掌的支持。
1. 肘的主要立场是部分弯曲，轻微的或广泛的近端肢体运动和一些非损伤部位同侧前肢掌支持。前爪的主要位置是棒状的，固定和弯曲。
2. 肘的主要立场是部分弯曲，具有广泛的近端肢体运动和非掌几乎总是支持损伤部位同侧前肢。前爪的主要位置是棒状的，固定和弯曲。
3. 肘的主要立场是完全弯曲，具有广泛的近端肢体运动和一些的损伤同侧前肢掌的支持。目前手腕的运动和/或夸大谷物调整。前爪的主要位置是扩展的，非适应性。
4. 肘的主要立场是完全弯曲，具有广泛的近端肢体运动和一些损伤部位同侧前肢掌支持。手腕的运动和/或微妙的谷物调整目前的第2位的非接触式运动。前爪的主要位置是扩展的，非适应性。
5. 肘的主要位置i完全弯曲，具有广泛的近端肢体运动和几乎总是由损伤部位同侧前肢掌的支持。手腕的运动和微妙的谷物调整联系MANIPULATORY运动第2位。前爪的主要位置是扩展的，非适应性。
6. 肘的主要立场是完全弯曲，具有广泛的近端肢体运动和几乎总是由损伤部位同侧前肢掌支持。手腕动作和细微的谷物调整联系MANIPULATORY运动的第2位和第3位的非接触式运动。主要前爪的位置是扩展的，非适应性异常抓方法。
7. 肘的主要立场是完全弯曲，具有广泛的近端肢体运动和几乎总是由损伤部位同侧前肢掌支持。手腕的运动和微妙的谷物调整MANIPULATORY运动接触的第2位和第3位和数字4的非接触式运动。前爪的主要位置是部分弯曲，有时正常的抓法的适应性。
8. 肘的主要立场是完全弯曲，具有广泛的近端肢体运动和几乎总是由损伤部位同侧前肢掌支持。手腕动作和细微的谷物调整与数字2，3和4跟MANIPULATORY运动。前爪的主要位置是部分弯曲，有时正常的抓法的适应性。
9. 肘的主要立场是完全弯曲，具有广泛的近端肢体运动和几乎总是由损伤部位同侧前肢掌支持。手腕动作和细微的谷物调整与数字2，3和4跟MANIPULATORY运动。主要前爪的立场是部分弯曲，适应性强，几乎都是正常的抓法。

D.故障排除

当动物不吃:

有时，所有的行为任务，一些动物可能无法正确​​执行。在试图避免消除研究的动物（S），确定动物是否会在他们的家笼吃而正在拍摄。如果这是可能的，那么，尽管在汽缸内吃其他动物的能力，所有的老鼠进行评估，在他们的家庭笼是一致的。如果动物拒绝吃在家里笼，正在拍摄时，他们应该有他们的"笼哥们"目前，在拍摄过程中。出于这个原因，动物，应该被安置在对。如果做不到这一点，老鼠应该被丢弃的研究。

为什么我用于测试的球形和环形谷物;为什么不是其他形状和大小？

在伊布规模的发展，大鼠进行了测试与平坦，谷物方片。伤后，老鼠会只用一只爪子，持有和消费的谷物。相比之下，球形和环形谷物强迫大鼠在进食从事某种形式的减值前肢。也有人明确对象的大小部分确定是否有机会接触与谷物的所有数字。较小的中型或折断谷物件并不需要接触期间吃谷物的所有数字（最重要的是数字4和5），从而防止观众评估这些数字的功能。

为什么我用于测试一个球形和环形谷物？

如前所述，球形和环形谷物的消费量将从事使用受伤的前爪（图12和13）的所有数字。但详细的分析显示，正常的饮食模式与这些谷物的形状异同。例如，老鼠吃这两种不同形状的谷物，谷物件变得越来越小的数字之间的空间在逐渐减少。在趾间空间的减少，使观众更难以确定由个人数字作出变动。关于这一点，当老鼠首先处理球形谷物的数字之间有一个较大的距离比与一个环形谷物的。这将使它更容易为观众，以确定数字的独立运动，在这个初级阶段的饮食。相比之下，甜甜圈形的谷物需要更多的接触数字和运动在整个饮食比球形的阶段，从而增加了机会，看到的数字移动。

期间的吃相的时候，我应该得分？

评估的动物把它分配给伊布得分应尽快展开动物开始吃。 Assessm耳鼻喉科只应作出正确的大小和形状的物体。动物不应该取得进食时对象的碎片。此外，在吃相进球涉及整个消费的谷物片受损前肢任何动作。这包括在大鼠暂停咀嚼谷物的时候做出的动作。

是什么决定近端前肢运动"粗放型"或"轻微"？

移动超过三分之一的一系列联合广泛的近端前肢动作，在很多情况下，这些动作都多，而且不稳定。轻微近端前肢动作都明显低于基础上，受影响的前肢是从对象推动距离较短的广泛运动。这些都是移动不到三分之一的一系列联合前臂的动作。前臂关节的运动范围，请参阅图14。

图14。肩，肘，腕关节运动的范围。

如果一个动物既有联系非掌侧和掌侧支持？

如果动物是支持非掌侧和掌侧的前爪地区的谷物，动物应取得有一些接触非掌和掌侧支持。

在一般的大鼠有微妙的谷物调整，但有一个夸张的调整单一的发病率。我应该如何率，动物？

当您移动到工作表的权利，无论很少，他们目前在自己的吃相的异常行为的存在，大鼠的惩罚更重。这是为了保证大鼠表现最好的一个分数，代表。正常动物没有表现出夸张的谷物调整。在这种情况下，老鼠应该打进夸张的谷物调整。

的任期延长，非适应性强的爪子位置意味着什么？

在160度或以上的角度伸出前爪数字，和不符合谷物片的大小/形状。

我如何确定如果腕关节运动？

建立腕动物是否是在吃相时，观察员应确认肘部和/或肩膀不给手腕的运动外观，运动。

手腕移动前掌的支持？

广泛的分析大鼠不同程度的损伤，在一般情况下，手腕的运动，观察，一旦掌联系与谷物。

我怎么知道，如果老鼠是使用一个"正常"抓方法？

至于与所有的行为测试，基准数据，必须采取建立动物如何把握对象之前受伤。这是必要的，因为动物可能采取另一种抓战略受伤后，根据物体的形状。以下前颈椎损伤大鼠的广泛分析，我们发现他们使用的定型抓技术，根据物体的形状（如在图12和13中所述）。例如，对于一个球体，老鼠通常会开始与"整体抓地力"，然后完成通过使用"夹击握"，因此任何使用这些抓模式将被视为异常。

我应该如何分配伊布得分？

伊布是一个10点的恢复顺序量表分数从0到9的进展。大鼠必须履行的行为，描述了每个点或大鼠得分最接近的缺损评分。

Discussion

尔湾，Beatties和布雷斯纳汉前肢规模（IBB）是一个10点的顺序量表的前肢恢复进展。伊布分析近端和远端都在两个任务的全谷物件消费前肢使用，球形和环形谷物中的许多功能。吃谷物的动物影片被评价为最常见的前肢行为（包括联合的立场，支持对象，数字移动和抓技术）用于两个形状，然后选择代表这些行为相结合的基础上分配伊布得分前肢复苏的最大金额。评估应该只，一以贯之的大小和形状的谷类;因此，动物不应该吃谷物碎片时取得的。动物必须履行所有的行为，描述了每个点或动物取得的最接近赤字点。

伊布创建评估前肢​​恢复实验诱发颈椎脊髓损伤。在我们的实验室初步研究发现，与其他行为的检测，恢复评估使用伊布得分是敏感，损伤的严重程度。伊布可能不被限制使用颈椎脊髓损伤，但也可能适用于其他形式的中枢和外周神经损伤，影响正确的前肢功能。

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Froot Loops	Kellogg's		甜甜圈形麦片 供应于：印度、澳大利亚、加拿大、美国、德国、中东和南美洲。 直径：~ 81 毫米
Reese's Pieces	Herseys 公司		球形谷物 可用地：美国 直径：~ 63
有机玻璃圆柱形	塔普塑料	N/A	直径：~ 200毫米和高度：~ 460毫米
带DVD播放功能的数码相机	索尼公司	DCR-DVD403 NTSC	10倍光学/120数码变焦，1/4-1/4000快门速度，全范围手动/自动对焦
2个大镜子	任何供应商	N/A	宽度： ~ 750 毫米 和 高度： ~ 500 毫米