Name: 单边坐骨神经粉碎损伤后大鼠运动行为的多因素评估 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-07-31T14:30:00.000+00:00
Duration: 14 min 50 s
Description: 学习大鼠坐骨神经粉碎损伤后的多因素运动行为评估方法。本方案采用旷场测试、CatWalk步态分析、横梁行走和梯子横木行走任务，系统评估运动协调性与功能恢复，为周围神经损伤研究提供标准化行为学检测手段。

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本工作由德国联邦教育与研究部（BMBF DysTract 项目，资助 C.W.I.）以及维尔茨堡大学跨学科临床研究中心（IZKF，项目编号 N-362 资助 C.W.I.；Z2-CSP3 资助 L.R.）提供支持。此外，本项目还获得了欧盟“地平线 2020”研究与创新计划下 EJP RD COFUND-EJP N 项目的资助。&#176; 825575（EurDyscover 资助 J.V.），以及 VERUM 基金会的资助。此外，C.W.I. 受德国研究基金会（Deutsche Forschungsgemeinschaft，DFG，德国研究基金会）项目编号 424778381-TRR 295 资助，&#160;德国神经病学基金会和帕金森基金。L.R. 还获得肌张力障碍医学研究基金会的支持。
作者感谢 Keali Röhm、Veronika Senger、Heike Menzel 和 Louisa Frieß 提供的技术支持，以及 Helga Brünner 在动物护理方面的帮助。

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</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。

该行为学评估方案概述了在坐骨神经 crush 损伤后的啮齿类动物模型中，所选行为测试组合的优势与劣势以及可能的检测指标。
为了获得坐骨神经 crush 损伤的可比性结果，必须采用一致的 crush 技术。使用无齿钳（Ultra Fine Hemostat）代替镊子可提高 crush 操作的一致性。应使用相同的钳子以及相同的 crush 位置，以确保神经受压程度一致。该钳子仅用于造成 crush 损伤，并在使用过程中小心操作，以提高实验重复性。此外，实施 crush 损伤操作时也需谨慎。手术过程中对神经造成的额外损伤，例如不必要的神经牵拉，可能导致自残等不良副作用。因此，建议仔细进行神经暴露操作，并在术后至少两天内给予镇痛药物。
多因素运动行为评估可在不同层面对大鼠神经 crush 损伤后的表型进行表征。我们采用了开放场地实验（OFT）、CatWalk XT 步态分析、平衡木行走任务和梯格行走任务。这些实验必须采用盲法处理实验分组及数据分析。在进行行为评估前，动物需在测试环境中适应至少 30 分钟。本文所应用的所有行为学测试均具有无需食物或饮水剥夺的优势。所有描述的行为学测试均使用同一组动物。每只动物每天最多进行两项不同的行为学测试。若行为学测试需定期进行，应注意操作的一致性，例如以相同的动物顺序并在每天的相同时间点进行测试。行为分析的另一个重要方面是大鼠的昼夜节律。建议采用反转的昼夜节律，以在光照周期（即黑暗周期）内获得更自然且更高水平的活动性，这一点对于自发行为的测量尤为重要，例如开放场地实验（OFT）。本实验中未能实施反转的昼夜节律，但已确保动物充分适应测试环境。对于平衡木行走任务和梯格行走任务，高质量的视频拍摄需要充分的照明。若在黑暗环境中进行实验，则无法获得所需的高分辨率视频质量。
步态评估需要进行连续的任务操作。连续任务操作的第一个重要方面是让动物愿意穿过装置。为了提高动物的动机，可在装置末端放置少量食物颗粒（45 mg）。为了让动物事先熟悉这些食物颗粒，应在测试前先喂食给它们。此外，在装置末端设置目标箱也可能有所帮助。CatWalk 系统本身已配备目标箱，但大鼠有时会犹豫是否进入目标箱。作为替代方案，可将一个小笼子放入目标箱内，但大鼠的原饲养笼通常无法放入目标箱中。在开始采集数据前，让大鼠在该笼子中适应几分钟。另外，也可将同一只饲养笼中的另一只大鼠放入目标箱内或目标箱中的小笼子内，但需确保第二只大鼠停留在箱内且不阻塞目标箱的入口。此外，还可以将 CatWalk 系统的目标箱移除，并在行走通道末端放置大鼠的原饲养笼，使大鼠每次运行后都能进入其“领地”。对于平衡木行走任务和梯格行走任务的装置设置，我们建议在末端添加目标箱或原饲养笼。为保证实验一致性，CatWalk、平衡木行走任务和梯格行走任务应每周至少进行一次，每次完成六至十次运行。
尽管本研究中的某些分析并未产生显著差异，但需考虑到，若纳入转基因动物或处理组，则可能获得有价值的数据，从而通过相同的行为学测试区分不同组别。
神经 crush 损伤对大鼠的运动活动能力无影响，该指标通过五分钟开放场地试验（OFT）进行测定。Catwalk XT 步态分析是一种更为客观且敏感的工具，可用于分析步态、足垫和脚趾的放置情况。经过强化训练后，大鼠学会穿越 CatWalk XT 仪器的通道，达到默认设置要求。神经损伤并未降低大鼠穿越通道的能力。系统自动计算多个参数，使数据呈现更加客观。通过使用“交互式足印测量”模块可获得额外信息，事实上，这些分析在比较有无神经损伤的大鼠时，发现脚趾展开度、足印长度以及足爪与身体长轴夹角等多个参数上存在显著差异。
大鼠可轻松训练以完成横梁行走任务。通过比较未受损伤大鼠与坐骨神经挤压伤大鼠，可检测到横梁行走过程中患侧后肢通过横梁所需潜伏期时间以及每步足滑次数的差异。使用横梁行走任务分析神经损伤大鼠的一个缺点是横梁的尺寸问题。在坐骨神经挤压伤后的前两周内，由于大鼠平衡能力受损，需要辅助才能通过横梁。尽管部分大鼠可能能够自行通过横梁，但跌落导致受伤的风险较高。因此，对于坐骨神经挤压伤后前两周（或必要时更长时间）的神经损伤动物，应给予辅助使其通过横梁。然而，有辅助与无辅助情况下的行走表现难以进行比较。此外，运动平衡能力是横梁行走任务所评估的重要参数之一，但我们认为该参数在本研究的坐骨神经挤压伤大鼠模型中并不具有相关性。因此，Ohwatashi 等人和 Johansson 与 Ohlsson 所描述的评分方法无法适用，且未完成全程横梁行走的试验数据在分析中被排除18,19。
Metz 等人提出的7级评分系统可同时分析前肢和后肢，并在梯子横档行走任务中区分所有肢体不同严重程度的错误16,17。通过分析最显著的错误（包括0至2类），在比较神经损伤的野生型大鼠与未受干预的野生型大鼠时，未能检测到后肢每步错误数量的差异。此外，神经损伤的野生型大鼠与未受干预的野生型大鼠在穿越梯子横档装置时的潜伏时间也无差异。深度学习模型可通过自动化方法改进并加速梯子横档行走任务的数据分析。
需要指出的是，通过调整实验装置的参数和尺寸，神经 crush 损伤以及所有所述的行为学测试均可轻松转化为小鼠模型。使用小鼠作为模式生物的优势在于，目前已存在多种针对人类疾病的转基因模型。

啮齿类动物是通过在多个生物学层面上验证假设来深入理解人类疾病的优秀模式生物1,2。对啮齿类动物模型进行表征的一个基本生物学层面是表型层面，可通过行为学评估来测定。根据动物模型和具体的科学问题，选择一套高效且可靠的行为学测试组合对于涵盖广泛的行为特征至关重要，例如帕金森病和肌张力障碍的动物模型3,4,5,6。
坐骨神经是人体最大的神经，含有运动纤维和感觉纤维。坐骨神经损伤可由多种事件引起，例如交通事故和手术7,8。因此，利用坐骨神经损伤啮齿类动物模型开展的研究具有重要的转化应用价值。尽管从大鼠到人类的神经再生研究在转化意义上需谨慎对待9，但啮齿类动物模型中的坐骨神经压榨损伤（轴突失神经，axonotmesis）是一种常用方法，用于分析周围神经的变性和再生过程10,11。在压榨损伤情况下，神经并未完全横断，而是损伤了轴突，导致损伤后立即出现传导阻滞，随后启动再生过程4,12,13。
此外，在肌张力障碍研究中，单侧坐骨神经挤压损伤是一种已确立的方法，可用于在具有遗传易感性的肌张力障碍啮齿类动物模型中诱发类似肌张力障碍的运动（DLM），而这些模型本身并不表现出DLM4,14。人们认为，外周神经创伤会影响负责运动和感觉功能的坐骨神经纤维，从而破坏感觉运动整合15。
本文详细描述了一种标准化的坐骨神经挤压损伤模型，以及一系列运动行为评估方法，包括旷场实验（OFT）、CatWalk XT 步态分析、横梁行走任务和梯格行走任务，用于评估正常野生型（wt）大鼠（n= 8-9）及单侧坐骨神经挤压损伤后五周的野生型大鼠（n= 10）。旷场实验可提供有关总体运动活动能力的信息，而详细的步态分析则通过自动步态分析系统 CatWalk XT 实现。横梁行走任务通过评估大鼠穿越横梁所需时间及足部放置错误次数来检测运动协调性。梯格行走任务用于分析步态表现，可提供动物在具有恒定但不规则梯格排列的水平梯格装置上行走时的足部或爪部放置位置及错误信息。

<table><tbody><tr><td>乙酸，&amp;ge;99.8%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>33209-1L</td><td></td></tr><tr><td>Appose ULC 皮肤缝合器 35W</td><td>Covidien</td><td>8886803712</td><td></td></tr><tr><td>横梁</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Bepanthen 眼霜</td><td>Bayer Vital GmbH</td><td>81552983</td><td></td></tr><tr><td>OFT 实验箱</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>摄像机 GC-PX100</td><td>JVC</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Catwalk XT</td><td>Noldus</td><td></td><td>&amp;nbsp;系统与软件</td></tr><tr><td>异氟烷麻醉室</td><td>GT-Labortechnik</td><td></td><td>定制</td></tr><tr><td>一次性手术刀 11 号</td><td>Feather</td><td>20.001.30.011</td><td></td></tr><tr><td>Dr&amp;auml;ger Vapor 19.3 异氟烷麻醉系统</td><td>Dr. Wilfried M&amp;uuml;ller GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dumont #2 - 椎板切除钳</td><td>Fine Science Tools</td><td>11223-20</td><td></td></tr><tr><td>Dumont #5 镊子</td><td>Fine Science Tools</td><td>11251-30</td><td>超细</td></tr><tr><td>无尘精密颗粒饲料 45 mg</td><td>Bio-Serv</td><td>F0021</td><td></td></tr><tr><td>EthoVision XT</td><td>Noldus</td><td></td><td>&amp;nbsp;系统与软件</td></tr><tr><td>160 mm 镊子</td><td>Hartenstein</td><td>PZ09</td><td></td></tr><tr><td>大鼠用气体麻醉面罩</td><td>Dr. Wilfried M&amp;uuml;ller GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>阶梯格行走任务装置的目标箱</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>毛发修剪器 Magnum 5000</td><td>Wahl GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>硬化精细剪刀</td><td>Fine Science Tools</td><td>14090-11</td><td></td></tr><tr><td>加热台</td><td>MEDAX</td><td>13801</td><td></td></tr><tr><td>异氟烷 CP 1ml/ml，250 ml</td><td>cp-pharma</td><td>1214</td><td>需处方</td></tr><tr><td>Kinovea</td><td>www.kinovea.org</td><td></td><td></td></tr><tr><td>阶梯格行走任务装置</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>持针器</td><td>KLS Martin</td><td>20-526-14-07</td><td></td></tr><tr><td>Octeniderm</td><td>Sch&amp;uuml;lke</td><td>118211</td><td></td></tr><tr><td>Rimadyl 50 mg/ml，注射用</td><td>Zoetis</td><td></td><td>卡洛芬，需处方</td></tr><tr><td>橡胶牵开器</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>横梁间隔器</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>阶梯格行走任务装置间隔器</td><td>自制</td><td></td><td></td></tr><tr><td>丝线缝合线 Silkam 4/0 DS 19</td><td>B. Braun</td><td>C0762202</td><td></td></tr><tr><td>超细止血钳（无齿钳）</td><td>Fine Science Tools</td><td>13020-12</td><td></td></tr></tbody></table>

大鼠单侧坐骨神经 crush 损伤后运动行为的多因素评估

Multifactorial Assessment of Motor Behavior in Rats after Unilateral Sciatic Nerve Crush Injury

外周神经损伤的诱导是神经科学领域广泛使用的一种方法，用于评估修复机制和疼痛机制等。此外，在运动障碍研究领域，坐骨神经挤压损伤已被用于在具有遗传易感性的肌张力障碍 DYT-TOR1A 啮齿类动物模型中诱发类似肌张力障碍的表型。为了在坐骨神经挤压损伤后获得一致、可重复且可比较的结果，除标准化的表型特征描述外，建立诱导神经挤压的标准化方法至关重要。不仅需要关注特定的行为学测试组合，还需重视技术要求、正确操作以及后续的数据分析。本实验方案详细描述了如何实施坐骨神经挤压损伤，并提供了一套用于评估大鼠运动功能障碍的行为学测试组合，包括开放场地实验、CatWalk XT 步态分析、横梁行走任务和梯状杆行走任务。

五次分钟开放场地实验（OFT）的代表性结果表明，术后五周的神经 crush 损伤对动物的运动活动能力无显著影响（图 1）。
使用 CatWalk XT 系统进行步态分析（图 2）可生成多种不同参数。通过比较野生型（wt）正常大鼠与神经损伤后野生型大鼠在坐骨神经 crush 损伤五周后的数据，对部分参数进行了统计分析（图 2D）。结果显示，神经损伤侧（右侧）后肢的平均运行速度、步长及足印面积均出现显著变化。进一步利用“交互式足印测量”模块对神经损伤侧后肢足印进行详细分析，发现与野生型正常大鼠相比，神经损伤野生型大鼠的趾展、中趾展及足印长度参数显著降低。此外，在比较神经损伤野生型大鼠与野生型正常大鼠时，足印与身体轴线夹角以及足印与运动向量夹角均存在显著差异（图 2E）。
图3展示了通过横梁行走任务评估获得的运动协调性数据。与未受损伤的野生型大鼠相比，神经损伤的野生型大鼠在损伤后五周穿越横梁所需的潜伏时间显著延长（图3B）。作为横梁行走任务的另一项观测指标，记录了神经损伤后肢的完全滑落和半滑落次数，并将其视为统计分析中的错误事件。神经损伤野生型大鼠在行走过程中，其神经损伤侧（右侧）后肢每步出现错误的百分比显著高于未受损伤的野生型大鼠。
阶梯横档行走任务的代表性数据（图4）未显示神经损伤（右侧）后肢在穿越阶梯横档装置走道时的潜伏时间（图4C）或每步错误率（图4D）存在显著变化。对神经损伤后肢每步错误率的分析仅考虑了Metz et al提出的7级评分标准中0至2分的评分结果。神经损伤（右侧）后肢与非神经损伤（左侧）后肢每步各评分等级在7级评分标准中的分布情况如图4E所示。
<img alt="小鼠运动轨迹记录装置示意图，包含摄像头、路径图和速度图；运动分析研究。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig01.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 1"> 
图 1：开放旷场实验中运动活动能力的评估。(A) 开放旷场实验装置的照片。从开放旷场实验期间录制的视频中选取的图像，显示一只大鼠在旷场实验区域中，未进行(B)和已进行(C)运动轨迹追踪的情况。(D) 对野生型未处理大鼠以及坐骨神经 crush 损伤后五周的野生型大鼠，在五分钟开放旷场实验记录期间的速度进行了分析。数据以均值 ± 标准误（SEM）表示。对符合正态分布的数据采用非配对 t 检验进行统计分析。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig01large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="静态平衡示意图；步态分析图；跑步机设置；神经科学研究结果。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig02.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图2"> 
图2使用 CatWalk XT 系统进行步态分析。 （A）CatWalk XT 装置的照片。（B）足迹视图示例，以伪彩色模式显示标记的足印；时序视图示例，显示野生型 naïve 大鼠及坐骨神经 crush 损伤后五周的野生型大鼠基于时间的步态图。（C）脚趾分类示例，显示脚趾展开距离（TS）、中间脚趾展开距离（ITS）和足印长度（PL）；体轴视图示例，显示野生型 naïve 大鼠及坐骨神经 crush 损伤后五周的野生型大鼠的体轴（白线）与运动矢量（红线）。（D）来自“标准分类”的选定参数数据，比较野生型 naïve 大鼠与坐骨神经 crush 损伤后五周的野生型大鼠。（E）来自“交互式足印测量模块”的选定参数数据，比较野生型 naïve 大鼠与坐骨神经 crush 损伤后五周的野生型大鼠。数据以均值 ± 标准误表示。统计分析采用未配对 t 检验（用于正态分布数据）、带 Welch 校正的未配对 t 检验（用于方差不齐的正态分布数据）以及 Mann-Whitney U 检验（用于非正态分布数据）。P 值 &lt; 统计学显著性定义为 0.05，标记为 *p &lt; 0.05，**p &lt; 0.01，***p &lt; 0.001，****p &lt; 0.0001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig02large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="平衡木行走实验示意图、图表及序列图像，显示平衡与运动协调测试结果。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig03.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图3"> 
图3：通过平衡木行走任务进行步态分析。(A) 平衡木行走任务装置的实物图与示意图。对野生型未处理大鼠及坐骨神经 crush 损伤后五周的野生型大鼠，分别分析其完成平衡木行走所需潜伏期（B），以及神经损伤后后肢每步的足部打滑错误百分比（C）。平衡木行走任务起始时刻的位置代表性图像（D）和结束时刻的位置代表性图像（E）。平衡木行走任务中完全打滑错误（F）和半打滑错误（G）的代表性图像序列。数据以均值 ± 标准误（SEM）表示。对非正态分布数据采用 Mann-Whitney U 检验进行统计分析。定义 P 值 &lt; 0.05 为具有统计学显著性，标记为 *p &lt; 0.05，**p &lt; 0.01。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig03large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="显示潜伏期、错误率和后肢评分的步态分析设置示意图和图表。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig04.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图 4"> 
图 4：使用梯格行走任务进行步态分析。 梯格行走任务装置的实物图（A）和示意图（B）。在野生型未处理大鼠和坐骨神经 crush 损伤后五周的野生型大鼠中，评估了穿越梯格装置的潜伏时间（C）以及神经损伤后肢在梯格行走任务中每步的足部打滑错误百分比（D）。（E）根据 Metz et al. 提出的7级评分标准，对野生型未处理大鼠及坐骨神经 crush 损伤后五周的野生型大鼠左右后肢每步的评分类别分布百分比进行统计。数据以均值 ± 标准误（SEM）表示。统计分析采用对正态分布数据进行非配对 t 检验，对非正态分布数据采用 Mann-Whitney U 检验。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig04large.jpg" target="_blank">请点击此处查看该图的放大版本。</a>
<img alt="步态分析示意图，对啮齿类动物步态中足部放置情况进行分类：从完全失误到正确落足。" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/62606/62606fig05.jpg" data-altupdatedat="1788282455000" data-alt="图5"> 
图5：根据Metz的7级分类标准对每个类别的示例性展示 等 在梯子横杆行走任务期间. 在梯子横档行走任务中，右后肢的代表性图像序列：0类——完全错过，1类——严重打滑，2类——轻微打滑，3类——位置替换，4类——纠正动作；5类——部分放置和6类——正确放置的代表性图片。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/62606/62606fig05large.jpg" target="_blank">请点击此处以查看此图的放大版本。</a>

我们提供了一种通过行为测试组合对大鼠坐骨神经 crush 损伤后运动行为进行评估的实验方案。

外周神经损伤的诱导是神经科学中广泛使用的一种方法，用于评估修复机制、疼痛机制等。在……

本实验方案的总体目标是描述实施不可逆性坐骨神经 crush 损伤的操作步骤，并提供一套用于评估外周创伤后运动行为的实验方法。选择一套强大且可靠的运动行为测试组合对于全面覆盖多种行为学指标至关重要，且需根据所使用的动物模型和科学研究问题而定。本方案详细介绍了如何实施坐骨神经 crush 损伤，并提供了一套用于评估大鼠运动功能障碍的行为学测试组合，包括开放场地实验、CatWalk 步态分析、横梁行走任务和梯状杆行走任务。动物实验均依照适用的国家和机构关于动物护理与使用的指南进行。整个手术过程中须保持无菌环境。准备手术台并配备必要的器械。在密闭柜中使用异氟烷对大鼠进行深度麻醉，并剃除右后肢大面积区域的毛发。随后，将大鼠置于麻醉面罩中，并继续使用异氟烷维持深度麻醉状态。用胶带固定大鼠的躯干和双侧后肢。将双侧后肢置于对称伸展的位置，并使每只足掌平放于手术台上。使用适当的消毒剂对剃毛区域的皮肤进行消毒。寻找髂骨的坐骨切迹。使用手术刀从坐骨切迹向足部方向做皮肤切口。如果后肢已固定且皮肤切口位置正确，可在臀大肌与股二头肌之间的筋膜平面观察到一个呈白色线条状的腔隙。将闭合的超细止血钳插入该腔隙，然后撑开止血钳。筋膜平面应充分打开，同时避免损伤任何肌肉组织。将橡胶带拉钩置于肌肉下方，以保持皮肤切口开放。轻柔地清除坐骨神经周围的组织和血管，直至完全暴露坐骨神经。在整个操作过程中，切勿拉伸或牵拉神经。使用无齿钳以稳定且快速的可用压力夹伤坐骨神经。具体操作为：打开钳子，将神经置于钳子的下钳口上，然后将钳子锁闭至第一档位置，持续 3 × 10 秒。挤压损伤后，小心地重新打开止血钳。坐骨神经的挤压部位呈半透明状。移除橡胶带牵开器。使用可吸收缝线缝合筋膜层切口，使用体表皮肤缝钉闭合皮肤切口。可通过旷场实验分析大鼠的运动活动及行为活动。开放旷场实验装置应设置在黑暗且安静的环境中，包括自动化视频追踪系统EthoVision XT和一个具有抗刮擦、可清洁黑色表面的实验 arena。将 arena 和摄像机放置于正确位置，并设置好 EthoVision XT 软件。将大鼠轻柔地置于测试 arena 的中央。记录过程中，实验人员应远离旷场实验装置，以避免对大鼠造成干扰。进行旷场实验的数据分析时，请前往左侧边栏的“分析”部分，在“结果”选项卡下选择“轨迹可视化”。接着，将所需参数导出至 XL。在软件中，从不同类别中选择多个变量用于数据分析。通过CatWalk XT系统进行步态分析，可帮助评估动物模型足迹、站立和步态相关的多种不同参数。该系统利用绿色光源照射玻璃行走通道，动物足迹散射的光线由位于通道下方的高速摄像机捕获。所获得的信号可通过CatWalk XT软件进行分析。实验必须在避光条件下进行。首先设置 CatWalk XT 系统，选择实验设置。将相机放置到位并调整焦距。设置检测参数。安装 CatWalk 系统的通道侧壁，并确保侧壁与行走通道保持平行。确定步道的长度并校准步道。接下来拍摄背景图像。背景图像需要干净且无遮挡的步道。大鼠应无中断地穿过走道。根据预设的运行标准，每只大鼠需要完成三次符合标准的运行，方可进行数据分析。在正式开始实验前，应至少训练动物八天。应每周至少进行一次 CatWalk 实验，每次完成 6 到 10 次运行，以确保任务表现的连续性。进行数据分析时，仅评估符合标准的运行数据。使用 CatWalk XT 软件自动分类足印。手动检查脚印标签。修正错误的脚印标签，添加未检测到的脚印标签，并删除任何噪声和错误标签。以 XL 表格显示数值结果，展示一系列基本参数。要获取每个足迹的更详细信息，请对后肢脚趾进行分类。此分析需要使用交互式足迹测量模块。请手动设置足迹分析的标记点。在所有三次符合要求的运行中，分析每只后足的足印。从第一趾中心到第五趾中心画一条线，以测量趾展宽度。从第二趾中心到第四趾中心画一条线，以测量中间趾展宽度。从后肢第三趾中心向足跟画一条线，以测量爪印长度。查看在单独工作表中显示的交互式足迹测量的数值结果。通过平衡木行走实验可评估步态缺陷。本研究主题中的平衡木行走任务将侧重于运动协调性的分析，而非运动平衡能力的评估。进行平衡木行走任务需要准备一根平衡木、间隔器、桌子、均匀背景和一台摄像机。使用一根长度为90厘米、宽度为1.7厘米、高度为2厘米的木质平衡木。对动物进行为期七天的训练。将大鼠放置在横梁的起始平台上，大鼠应连续三次无中断地穿过横梁。即使大鼠在前3次运行中已达到3次合格运行，也应完成至少6到10次运行，以确保任务表现的连续性。从录像中选取3次合格运行的视频片段，并确定所选3次合格运行的开始时间点和结束时间点。此处，起始时间点以横梁上的黑线标记，后肢首次置于黑线后方定义为运行的起始时间点。运行结束时，后肢首次接触横梁末端平台的位置定义为结束时间点。接下来，计算大鼠通过横梁所需的时间。使用软件的放大和慢放功能，分别对后肢三次符合要求的运行过程中的步数和错误次数进行评分。错误包括完全足滑和半足滑。完全足滑定义为足部放置后发生深度滑动，导致受影响的爪子与横梁失去接触。半滑是指足部从横梁侧壁滑落但未完全脱离接触。计算足部打滑次数占通过横梁所需步数的百分比。梯格行走任务可用于评估运动功能、前肢和后肢的落脚位置以及肢体间的协调性。进行此项行为学实验需要梯子横档装置、垫片、桌子、均匀背景和摄像机。水平字母形横档装置由金属横档和透明聚碳酸酯侧壁组成。对动物进行为期八天的训练。将大鼠放置于梯 rung 装置的起始区域。大鼠需连续三次穿越梯 rung 装置100厘米的行走路径，且中途不得停顿，方可视为一次合格的运行。从录像中选取三次合格运行的视频片段。确定所选三次合格运行的开始时间点和结束时间点。当后肢置于装置侧壁上第一条黑线后方时，定义为运行的开始时间点；当前肢中第一个肢置于装置侧壁上第二条黑线后方时，定义为运行的结束时间点。接下来，计算在走道上行走过程的持续时间。使用软件的慢动作或逐帧播放功能，根据Mets及其同事提出的7级评分标准，对三次符合要求的行走过程进行评分。针对每个肢体，分别根据该评分标准的各个类别，确定步数和错误次数。该量表区分以下类别：完全失误、严重疏漏。轻微滑动。替换。校正。部分放置。以及正确放置。接下来，计算每一步的误差。5分钟开放场地实验的代表性结果表明，在手术后五周，神经 crush 损伤对运动活动没有影响。使用 CatWalk XT 系统进行步态分析可生成多种不同参数。在神经损伤的右后爪的平均跑步速度、步长和足迹面积方面，可检测到显著变化。与未受损伤的野生型大鼠相比，神经损伤的野生型大鼠在损伤后五周穿越横梁的潜伏时间显著延长。作为横梁行走任务的另一项读数，统计了神经损伤后肢的完全滑落和半滑落次数，并将其视为统计分析中的错误指标。与野生型未损伤大鼠相比，坐骨神经损伤的野生型大鼠其右侧后肢每步行一步的错误率显著升高。梯格行走任务的代表性数据显示，在穿越梯格装置行走通道的潜伏时间方面，或在坐骨神经损伤右侧后肢每步的错误率方面，均未显示显著改变。对坐骨神经损伤后肢每步错误率的分析，仅考虑了Mets及其同事提出的7级评分标准中0至2分的评分结果。观看本视频后，您应能够充分理解如何实施坐骨神经 crush 损伤，以及如何对单侧坐骨神经 crush 损伤后的 rats 进行多因素运动行为评估。为了在坐骨神经 crush 损伤后获得一致、可重复且可比较的结果，必须采用标准化的方法来诱导神经损伤，以及进行标准化的表型特征分析。针对特定行为学测试的适当培训，有助于在实验评估过程中节省时间并获得更优的结果。

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单边坐骨神经粉碎损伤后大鼠运动行为的多因素评估

本报告中，我们描述了一种 crush 小鼠坐骨神经的方法。该方法使用常规可得的止血钳，能够简便、可重复地实现完全的坐骨神经 crush。此外，我们还介绍了一种制备肌肉全装片的方法，适用于在坐骨神经 crush...

可重复的小鼠坐骨神经挤压损伤模型及通过完整肌肉标本分析评估再生

关键词：小鼠，坐骨神经，神经挤压，神经再生，完整肌肉标本，神经功能评估

来源： 李 Q. 等研究哺乳动物轴突再生： 体内 成年小鼠背根神经节的电穿孔 视频实验杂志...

小鼠坐骨神经挤压损伤后的轴突再生

本文描述了三种新的行为学测试方法（前肢步态交替测试、姿势不稳测试、意面抓取测试），用于评估啮齿类动物颈段脊髓损伤后的前肢功能。...

评估单侧颈髓损伤后前肢功能的新型任务：肢体交替步态、姿势不稳定性和意大利面取物操作

皮质脊髓束是主要的躯体感觉运动传导通路之一，可通过在啮齿类动物脑干中进行单侧损毁，以评估针对中枢神经系统的促进神经可塑性疗法。本方案描述了该手术操作（“锥体束切断术”）及术后评估方法。...

大鼠单侧皮质脊髓束锥体切断术用于评估促进神经可塑性疗法

本文描述了一种可靠的脊髓侧半横断（HX）手术操作步骤，该手术在第9节段进行th...

成年大鼠脊髓侧方半切术及不对称行为学评估

大鼠胸段脊髓半切术是一种有价值的、可重复的单侧脊髓损伤模型，可用于研究运动功能恢复的神经机制及治疗效果。本文提供了详细的分步操作指南，介绍如何实施脊髓半切手术，并在开放场地环境中评估动物的运动功能表现。...

大鼠胸段脊髓半切手术及开放场地运动功能评估

我们介绍一种运动学分析方法，该方法使用包含四个摄像头的三维运动捕捉装置和数据处理软件，用于在涉及啮齿类动物模型的基础研究中进行功能评估。...

坐骨神经挤压损伤大鼠模型功能评估的三维运动学分析

自动步态分析是评估周围神经损伤和脊髓挫伤动物模型功能恢复的可行工具。尽管只需一次设置即可评估多种实验模型的运动功能，但对动物进行精细的硬件和软件调整及训练至关重要。...

用于评估外周神经或脊髓挫伤损伤啮齿类动物功能恢复的自动化步态分析

运动功能恢复的评估仍然是实验性周围神经研究中的基准结局指标。通过测定大鼠胫骨前肌的等长强直收缩力，是评估坐骨神经缺损修复后功能结局的重要工具。本文详细介绍了该方法及其技术细节。...

大鼠胫骨前肌最大等长强直力测定

提供了一种利用 MouseWalker（MW）工具箱对自由行走小鼠的运动模式进行定量描述的实验流程，该流程涵盖从初始视频录制和追踪到后期定量分析的各个环节。采用小鼠脊髓挫伤模型以展示 MW...

利用MouseWalker量化脊髓损伤小鼠模型中的运动功能障碍

学习大鼠坐骨神经粉碎损伤后的多因素运动行为评估方法。本方案采用旷场测试、CatWalk步态分析、横梁行走和梯子横木行走任务，系统评估运动协调性与功能恢复，为周围神经损伤研究提供标准化行为学检测手段。

大鼠单侧坐骨神经 crush 损伤后运动行为的多因素评估

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