变性小鼠年龄依赖性运动障碍的步态分析

在本研究中, 我们演示了基于腹面成像的运动步态分析方法, 以监测运动协调的细微变化以及小鼠模型中变性的进展 (如 endophilin 突变体) 。鼠标线)。

该方法可以帮助回答衰老和神经退行性疾病研究中的关键问题，例如步态和运动异常随年龄的增长而发生和发展，尤其是在神经退行性疾病的小鼠模型中。这种状态的结果可以转化为对神经退行性疾病（例如帕金森病或共济失调）患者运动障碍的更好理解。使用基于视频的步态分析的主要优点是，它允许研究神经退行性变小鼠模型中的细微和严重运动障碍。

首先通过仔细检查并确定每只动物的健康状况并在天平上称重。用刷子轻轻地将红色手指颜料涂抹在动物的爪子上。将动物放在一个备用的、干净的笼子里，等待油漆干燥。

接下来，在设备的右上方面板上设置跑步机的速度。然后，将动物放入测试室中，并用黑布盖住，让每只动物调整一到两分钟。将跑步机灯旋转开关拨到开启位置，打开测试室内的灯。

稍微打开盖子，以便您可以在任务期间观察动物。启动跑步机约半秒钟，以警告动物任务即将开始。将跑步机旋转开关向前转动以启动跑步机。

然后，点击 Record 成像软件中的按钮。一旦动物以稳定的方式奔跑，在停止跑步机之前记录至少 5 秒钟。通过单击成像仪软件上的停止停止并将跑步机旋转开关转回关闭位置来停止录制。

接下来，点击 编辑 成像器软件中的按钮打开一个菜单，可以在其中设置视频部分的起点和终点。使用屏幕底部的滑块浏览视频。要选择当前时间点作为起点或终点，请分别单击 From Frame Number 和 To。

确保该部分每个爪子至少包含 7 个步骤或动物以恒定速度稳定奔跑总共 14 个步骤。最后，输入动物身份、出生日期、体重和性别。将数据保存在计算机或服务器上的所需位置。

基于视频的步态分析的原理是测量每个单独爪子随时间与表面接触的爪子面积。可以从录制的视频中提取许多步态动力学和姿势参数，例如挥杆时间、站姿时间和宽度、步幅和频率。然后可以根据主要测量值计算其他步态特征，例如共济失调系数或步距角变异性。

通过启动分析软件并单击 Select Study Folder 以选择包含录制视频的文件夹来开始视频分析。选择一个视频，点击开始，使用重绘功能选择鼠标运行的区域。请注意，此部分应仅包含鼠标和白色背景。

接下来，在长度和宽度框中输入值，以更改排除动物鼻子周围红色区域的掩码以进行分析。调整滑块、筛选杂色、筛选毛发和深色斑块，以优化黑白爪印。将黑色动物的滤镜杂色滑块设置为 800 到 950，棕色或白色动物的滤镜杂色滑块设置为 700 到 800，具体取决于动物的确切毛发颜色，然后选择"确定"。

然后选择通过第一次调整的视频，然后选择 Go 函数开始对视频进行分析。接下来，选择一个分析的视频并单击 Go.请注意，现在可以看到每个单独的爪子随时间与皮带接触的爪印区域。要比较原始视频和所选区域的计算爪印，请选择 Play Video （播放视频） 功能。

要更正小错误，请使用 Correct、Connect 或 Delete 选项。使用 Correct 选项可删除错误的信号。单击一次可放大相关区域，并在第二次单击时标记要删除的对象左边框，在第三次单击时标记要删除的右边框。

使用 Connect 选项组合两个信号。单击一次可放大相关区域，然后双击要合并的两个对象的中间。使用 Delete 选项从分析中完全删除时间点。

单击一次可放大相关区域，并在第二次单击时标记要删除的区域的左边框，在第三次单击时标记要删除的区域的右边框。然后选择 Next Limb （下一个肢体） 以继续完成四个肢体。请注意，在最后一个爪子后单击 Next Limb 后，软件将完成分析并在四个屏幕上显示动物的结果。

最后，在分析完一个实验中的所有视频后，选择所有视频，然后单击 Reorganize Results 以导出结果。将计算大约 50 个步态参数，并在导出的文件中列出。按组、年龄和跑步速度对结果进行排序，并独立分析所有这些条件。

在年龄增长的野生型小鼠的步态分析中，结果表明，动物宽度标准化的姿势不会随着年龄的增长而改变。然而，野生型动物的后肢双重支撑和肢体负荷确实会随着年龄的增长而增加。此外，虽然所有测试动物在一个月时都可以以每秒 30 米的速度跑步，但内分泌素突变体会随着年龄的增长而出现跑步缺陷。

此外，内切蛋白突变体的步态节律受损。例如，随着小鼠年龄的增长，内切蛋白突变体的推进时间会减少。尝试该程序时，请务必记住，最关键的步骤是录制原始视频。

所有进一步的分析都取决于高质量的视频。步态分析是在神经退行性小鼠模型中对步态和运动行为进行分类的有用方法。然而，这种方法不能充分评估运动行为的某些方面，例如肌肉力量。

但因此，一个命令将基于视频的步态分析与一系列其他运动行为测试（如握力和光束行走）相辅相成。观看此视频后，您应该对如何对随着衰老而出现运动障碍的小鼠模型进行步态分析有很好的了解。