Una tarea de motricidad fina para estudiar la cinemática articular en un modelo preclínico de enfermedad neurodegenerativa

Alexandria Melick; David Lukacik; Shankar Chawla; Sydney Y. Schaefer; Scott C. Beeman; Jessica L. Verpeut

doi:10.3791/68128

Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.

Artículo de método

Una tarea de motricidad fina para estudiar la cinemática articular en un modelo preclínico de enfermedad neurodegenerativa

1.2K visualizaciones

⸱

DOI:

10.3791/68128

⸱

13 de junio de 2025

Alexandria Melick¹ , David Lukacik¹ , Shankar Chawla² , Sydney Y. Schaefer³ , Scott C. Beeman³ , Jessica L. Verpeut¹

¹Department of Psychology, Arizona State University, ²Phoenix Country Day School, ³School of Biological and Health Systems Engineering, Arizona State University

En este artículo

Resumen

El estudio actual describe una prueba de comportamiento motor fino para examinar los déficits motores en modelos de roedores, incluida la rata TgF344-AD, utilizando el aprendizaje automático.

Resumen

La disfunción motora es un componente crítico, aunque a menudo subestimado, de las enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Alzheimer (EA) y las demencias relacionadas. Una nueva investigación ha demostrado que las tareas que involucran el comportamiento motor fino, la capacidad visoespacial y la función ejecutiva en humanos pueden tener potencial en la detección temprana de enfermedades. Sin embargo, se sabe poco sobre los mecanismos exactos por los cuales estas tareas predicen el deterioro cognitivo y funcional asociado con la EA. En el método actual, se creó una tarea de motricidad fina, la Tarea de Capacidad Motora Cinemática (KINEMAT), para examinar los cambios en la capacidad motora a lo largo de la progresión de la enfermedad en modelos preclínicos de EA en relación con otras enfermedades neurodegenerativas y el envejecimiento normal utilizando un software de aprendizaje automático gratuito y de código abierto. Aquí, se estableció la prueba de concepto con el diseño, la prueba y la implementación de la tarea de motricidad fina en un estudio piloto de 344 ratas Fisher CDF con y sin discapacidades motoras inducidas por Harmaline. La validación adicional, con un modelo de rata con enfermedad de Alzheimer (TgF344-AD), demostró aún más la viabilidad del modelo y la sensibilidad de la tarea. Las ratas fueron entrenadas para alcanzar a través de una pequeña ranura en la parte delantera de la cámara para recuperar una bolita de azúcar de uno de los tres tazones con diferente dificultad. La recuperación de perdigones se puntuó utilizando una de tres clasificaciones: éxito (agarrar y comer con éxito la bolita de azúcar), caída (agarra pero deja caer la golosina al agarrarla) o fracaso (alcance en el que no se obtiene ninguna bolita, o las bolitas se sacan del recipiente al intentar agarrar). Se observaron diferencias significativas en la capacidad motora entre las ratas control y las tratadas con harmalina, demostradas por la reducción de los alcances totales y el aumento de la variabilidad de la postura de las patas. Las ratas TgF344-AD también mostraron alcances totales reducidos, así como éxitos reducidos en todos los tazones. Al validar esto como una tarea de motricidad fina en roedores, tiene potencial futuro para estudiar el envejecimiento normal y los modelos preclínicos de enfermedades neurodegenerativas, incluida la EA, a medida que la patología y los síntomas surgen con el tiempo.

Introducción

Se ha demostrado que la función motora está deteriorada en personas con demencia debido a la enfermedad de Alzheimer (EA) u otros subtipos (por ejemplo, demencia con cuerpos de Lewy). La fuerza de agarre y la velocidad de la marcha pueden distinguir entre adultos mayores con deterioro cognitivo y no con deterioro^cognitivo ^1,2, pero no necesariamente pueden diferenciar entre diferentes subtipos de demencias (es decir, baja especificidad)^1,2. Por lo tanto, sigue siendo necesario contar con nuevas herramientas diagnóstica....