Name: El uso de Rotorod como un método para el análisis cualitativo de la Ruta de la rata (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-12-10T00:00:00.000+00:00
Duration: 3 min 13 s
Description: Aprende a evaluar la función motora en ratas modelo de Parkinson mediante la prueba de rotorod. Este método permite analizar la distribución de peso y los patrones de movimiento para comprender los déficits neurológicos.

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Apoyado por becas de los Institutos Canadienses de Investigación en Salud, la Red Canadiense de accidente cerebrovascular, y la Alberta Heritage Foundation para la Investigación Médica.

Rotorod aparato de caminar El rotorod era un cilindro giratorio, 4 cm de diámetro, fija 35 cm sobre el suelo y rodeado de plexiglás transparente. El cilindro rotorod estaba cubierta de revestimiento de goma de textura, lo que facilita la tracción. El suelo del aparato estaba cubierto con una capa de espuma para evitar lesiones cuando los animales se redujo. Un pequeño motor eléctrico siempre encendido para encender el rotorod a través de una correa de goma. El rotorod se estableció para girar una vez cada 5 s. Las grabaciones de vídeo y la cinemática Una cámara de video de alta velocidad digital se utilizó para filmar a los animales, con una velocidad de obturación de un 1000 de segundo. La parte frontal, lateral y trasera puntos de vista fueron filmadas mientras el animal caminaba en la rotorod. Una de dos brazos de Nikon, la fuente de luz fría MII y un juego de luces de fibra óptica se utiliza para proporcionar una iluminación adecuada durante la grabación. Las cintas fueron analizadas cuadro por cuadro con una Sony DSR 20 DV CAM cubierta. Los fotogramas de vídeo se capturaron con una tarjeta capturadora y un ordenador Macintosh. El procedimiento de prueba y análisis Con el fin de evaluar las diferencias entre los movimientos a pie de la 6-OHDA y el control de ratas, los registros de vídeo de post-quirúrgicas los días 15 - 30 (después de la recuperación de la lesión se podría esperar que en gran medida completa) fueron examinados por dos independientes observadores ciegos a las condiciones experimentales. El nigroestriatal 6-OHDA lesión inducida en el hemisferio derecho, lo que resulta en alteraciones duraderas en primer plano, y dejó las extremidades posteriores. Una escala de calificación se ha desarrollado para votar la postura de las ratas y los movimientos de la intensificación de los miembros anteriores (Whishaw et al., 2003). Los cinco componentes de la intensificación fueron calificados: <ol><li> la postura, la puntuación de la postura se hizo mediante el examen de la posición de la rata en el tambor; </li><li> levantamiento y la liberación, la parte del ciclo de intensificación en el que se levantó la pata del tambor; </li><li> realizar, la parte del ciclo de intensificación en el que se llevó a cabo la extremidad por encima del tambor como la rata se adelantó; </li><li> avance, la parte del alcance en el que se extendió la pierna para recuperar el contacto con el tambor, y </li><li> colocación, en el que se coloca la pata de nuevo en el tambor. </li></ol> Los siguientes criterios fueron utilizados para definir un movimiento normal: <ul><li> Postura: El cuerpo de la rata se orientó sobre el tambor con la cabeza bien arriba. </li><li> Levantar y soltar: El hombro, el codo y la muñeca en flexión son elevar la pata de la superficie del tambor. </li><li> Llevar: La pata se mantiene por encima de la superficie del tambor, las cifras están ligeramente flexionadas y las puntas de dígitos se centran en la línea media del cuerpo. Avance: La extremidad se extiende hacia adelante con los dedos en movimiento desde una posición semiflexionados a una posición extendida y abierta. </li><li> Colocación: La extremidad se extiende en el hombro, el codo y la muñeca y los dedos se abren para colocar la pata de adelante y en la superficie del tambor, con el dígito 2 (segundo dígito de la línea media), ubicado aproximadamente en el centro de la de la rata cuerpo. </li></ul> Cada movimiento se mide en una escala de 3 puntos: 1 = / el movimiento parecido al de una rata control, 0,5 = / el movimiento pareció un poco anormal, y 0 = / el movimiento era claramente anormal (Whishaw et al, 2003).. Esta escala de clasificación se utilizó para evaluar cinco movimientos caminar de cada rata en los días de postoperatorio 1, 3, 5, 7, 9 y 15. Las puntuaciones de las cinco medidas se promediaron para cada rata en cada día, y los resultados sometidos a un ANOVA con días como medida repetida. Resumen de rotorod caminar en 6-OHDA y el control de ratas La escala de calificación de movimiento se aplica a las sesiones de pruebas post-operatorio para el análisis de movimiento cualitativo. Durante las sesiones de prueba, el grupo de lesiones 6-OHDA recibió puntuaciones significativamente más bajas que el grupo de control, F (1,8) = 33,2, p &lt;0,001, pero no hubo un efecto significativo del día de la prueba, ni tampoco había un grupo importante por la interacción de prueba del día. Las puntuaciones de dar un paso eran entonces analizado por separado con las patas delanteras como una variable (por las ratas 6-OHDA la extremidad anterior contralateral a la lesión en comparación con la extremidad anterior ipsilateral a la lesión, para el control de ratas, la pata izquierda frente a la pata derecha). Hubo un efecto significativo de la extremidad anterior, F (1,40) = 15,8, p &lt;0,01, y hubo una interacción significativa del Grupo por la extremidad anterior, F (1,40) = 15,0, p &lt;0,01. Seguimiento de las pruebas t indicaron que la extremidad anterior contralateral a la lesión del grupo 6-OHDA recibió puntuaciones significativamente más bajas que la extremidad anterior ipsilateral a la lesión o las patas delanteras de las ratas de control, que no fue diferente. Con el fin de determinar qué componentes del movimiento contribuyó a los resultados pobres obtenidos por el grupo 6-OHDA, las medidas de la posturay los componentes individuales del ciclo de la intensificación de las extremidades anteriores ipsilateral y contralateral del grupo 6-OHDA se compararon con los valores obtenidos de las ratas control. El grupo 6-OHDA difieren en la postura y todos los componentes de refuerzo hecha por la extremidad contralateral, pero ninguno de los componentes de la extremidad ipsilateral (p &lt;0,05). Diferencias cualitativas y descriptivas de la postura en el control y las ratas 6-OHDA En un control de ratas, la cabeza se mantiene en posición horizontal, y la extremidad anterior de apoyo y las extremidades posteriores se sitúan en el tambor de la formación de un arco de soporte. Las ratas 6-OHDA suelen caminar con la cabeza hacia abajo con sus patas delanteras con discapacidad (de cara al espectador) coloca más cerca y más arriba en la superficie del tambor que se produjo a las extremidades ipsilateral o de los miembros de las ratas de control (ver video de una rata control puntuación de &quot;1&quot; por la postura, y un animal de 6-OHDA lesión con una puntuación de &quot;0&quot;). Por lo general, la anormalidad en la postura pueden ser vistos a simple vista desde la posición relativa de la cabeza de una rata. Extremidad anterior pisar En la secuencia de control, intensificando la extremidad anterior se levanta por la flexión del hombro, codo y muñeca. A medida que la extremidad se levanta, las cifras están ligeramente flexionadas, y el miembro se eleva muy por encima de la superficie del tambor. Cuando el miembro se avanza, se extiende a los hombros, codos y muñecas y que se coloca los dedos están extendidos y abiertos. En comparación con las ratas control, la amplitud de todos los componentes de las ratas DA-agotado en la extremidad contralateral lesión se atenúa. El miembro libera el tambor más tarde, se levanta menos, y se avanza una distancia más corta de lo que la extremidad anterior de control. Además, cuando el miembro está levantado, los dedos se flexionan más, y cuando la extremidad se coloca, los dígitos se extendió y abrió inferiores a los de una rata control. La extremidad anterior de control se levanta una vez que alcanza la parte superior del tambor, la muñeca se flexiona para levantar la pata hacia arriba y adelante, y se extiende la muñeca a medida que avanza la extremidad. Por el contrario, las ratas 6-OHDA es contralateral a la lesión de extremidad anterior se lleva más caudal por el movimiento del tambor, y por lo tanto versiones posteriores con la muñeca aún extendida. La flexión de la muñeca que parece ser pasivo y se produce como los dígitos se llevan hacia atrás por el movimiento del tambor, y cuando la extremidad anterior se adelanta, la garra y el antebrazo no se levantó claramente fuera de la superficie del tambor. La extremidad anterior de una rata control se extiende también hacia adelante y los dedos abiertos a medida que avanza la extremidad. A medida que la extremidad se coloca, se coloca con un movimiento de arpegio, con el dígito 5 en contacto con la superficie de la primera batería, seguido sucesivamente por los dígitos 4, 3, y 2. Por el contrario, el miembro de la rata 6-OHDA se levanta y se extendió menos, las cifras son menos extensas, y en contacto con la superficie del tambor casi al mismo tiempo una &quot;bofetada&quot;. El video muestra los movimientos de extremidad anterior en una intensificación del control de animales que fueron calificados como &quot;1&quot;, y la extremidad anterior movimientos de caminar en un animal de lesión 6-OHDA que se anotó principalmente como &quot;0&quot;. Las extremidades posteriores caminar También hubo deficiencias en las extremidades traseras contralateral a la lesión de las ratas 6-OHDA. A medida que el control de las extremidades traseras se mueve hacia atrás, parece empujar contra el giro del tambor y al hacerlo, los dedos del pie gira hacia afuera. A medida que la extremidad se mueve hacia delante, el pie se gira hacia el exterior. La extremidad posterior de la rata 6-OHDA se mueve directamente hacia atrás con la rotación del tambor, y en todo caso, gira ligeramente hacia el interior. A medida que la extremidad se mueve hacia delante, el pie se lleva directamente hacia adelante. El pie de los cambios de control de las ratas hacia el exterior y que se avanza, los dedos se mantienen más altos que el tobillo y los dedos del pie se extienden. Durante la colocación de cinco ratas control, dedo del pie en contacto con la superficie de la primera batería y el peso se distribuye a través de los dedos y la palma. Por el contrario, los dedos de la rata 6-OHDA se doblan durante transporte y la colocación se realiza sin un movimiento de arpegio. Los dedos de los pies de la rata de control son liberados en un patrón de arpegio invertido en los pies 5 se levanta primero y un dedo del pie se levanta pasado. Este movimiento había desaparecido en la rata lesión 6-OHDA, mientras que el tobillo ha mantenido su postura en flexión durante el movimiento de llevar. Una vez más los movimientos de avance de las ratas 6-OHDA se atenúan, con la extremidad inferior exorotated, levantó menos, y menos avanzado que el de la rata control. Como el control de ratas colocar sus dedos de los pies, se extienden y se abrió, de manera que los pies 5 puntos lateralmente con respecto al cuerpo de la rata. Toe 5 contacto con el tambor primero, seguido por los dedos restantes de tal manera que la rata apoya su peso sobre las puntas de los pies. Para la rata 6-OHDA, los dedos del pie son algo flexionadas cuando el pie se lleva adelante, los dedos del pie son más bajos en relación a la horizontal en el tobillo, hay menos apertura de los dedos del pie cuando el pie se coloca en el tambor. Longitud de la zancada es también algo más corto que el de las ratas control. Con el fin de cuantificar las diferencias entre control y la 6-OHDA movimientos de las extremidades traseras, los componentes de la elevación y la liberación, llevan, el progreso y la colocación fueron valorados en una escala de 3 puntos, al igual que las patas delanteras. Las medidas se realizaron de los registros de video hecho en el día postoperatorio 20, y tres ciclos de paso se clasificaron para cada rata. No hubo diferencias significativas entre los grupos, F (1,8) = 47,6, p &lt;0,001. Seguimiento de las pruebas t de los componentes indicó que todos los componentes de las ratas control recibieron una puntuación significativamente mayor que con los componentes de las ratas 6-OHDA. El video muestra los movimientos de las extremidades traseras pisar un control de animales que fueron calificados como &quot;1&quot;. Las extremidades posteriores pisando los movimientos en la 6-OHDA se muestra en el video se clasificaron principalmente con una puntuación de &quot;0&quot;.

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<li>Whishaw, I. Q., Woodward, N. C., Miklyaeva, E., Pellis, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+limb+use+by+control+rats+and+unilateral+DA-depleted+rats+in+the+Montoya+staircase+test%3A+movements%2C+impairments+and+compensatory+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Analysis of limb use by control rats and unilateral DA-depleted rats in the Montoya staircase test: movements, impairments and compensatory strategies.</a> Behav Brain Res. 89, 167-177 (1997).</li>
</ol>

El propósito del presente estudio fue examinar si la prueba de habilidad rotorod roedores locomoción se puede utilizar para el examen cualitativo de la postura, dando un paso patas delanteras y la extremidad posterior intensificación de las ratas del sistema nervioso lesionado. Para el análisis, las ratas con disminuciones unilaterales DA y el control de ratas fueron de vídeo grabados desde puntos de vista frontal, lateral y posterior. Una escala de valoración de la postura y los movimientos de extremidades anteriores indicaron que los movi...

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/1030/">Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat</a>. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified, and another reference was included.
Additional reference:
15. Whishaw IQ, Li K, Whishaw PA, Gorny B, Metz GA. Distinct forelimb and hind limb stepping impairments in unilateral dopamine-depleted rats: use of the rotorod as a method for the qualitative analysis of skilled walking. J Neurosci Meth 126, 13-23 (2003).
Revised Abstract:
High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a rotorod, animals remain in approximately the same place making repetitive movements of stepping. Thus the task provides a rich source of information on the details of foot stepping movements. Subjects were hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). The present report provides a video analysis illustration of animals previously were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked (15). Rating scales and frame-by-frame replay of the video records of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in posture and limb use contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs participated less in initiating and sustaining propulsion than the ipsilateral limbs. These deficits secondary to unilateral DA-depletion show that the rotorod provides a use task for the analysis of stepping movements.
Additional Discussion Paragraph:
A more detailed presentation of the present study has been made (Whishaw et al, 2003), but the present study presents the video support describing the stepping movement in the good and affected limbs of unilateral dopamine-depleted rats. For the analysis, rats with unilateral DA depletions and control rats were video recorded from front, lateral and posterior views. A rating scale of posture and forelimb movements indicated that stepping movements were chronically impaired following surgery. Examination of limb movements indicated that whereas the DA-depleted rats could use the limbs contralateral to the lesion for support, they received minimal use for shifting weight. The results of this study indicate that the rotorod task, in addition to providing quantitative measures of motor impairments, can also provide insights into the qualitative impairments.
Original Abstract:
The rotorod test, in which animals walk on a rotating drum, is widely used to assess motor status in laboratory rodents. Performance is measured by the duration that an animal stays up on the drum as a function of drum speed. Here we report that the task provides a rich source of information about qualitative aspects of walking movements. Because movements are performed in a fixed location, they can readily be examined using high-speed video recording methods. The present study was undertaken to examine the potential of the rotorod to reveal qualitative changes in the walking movements of hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). Beginning on the day following surgery and then periodically over the next two months, the rats were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked on the rotorod. Behavior was analyzed by frame-by-frame replay of the video records. Rating scales of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in their posture and in the use of the limbs contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs not only displayed postural and movement abnormalities, they participated less in initiating and sustaining propulsion than did the ipsilateral limbs. These findings not only reveal new deficits secondary to unilateral DA-depletion, but also show that the rotorod can provide a robust tool for the qualitative analysis of movement.

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/1030/">Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat</a>. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified and another reference was included.

Erratum: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

el uso de rotorod como un método para el análisis cualitativo de la ruta de la rata

Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

La prueba rotorod, en el que los animales caminen sobre un tambor giratorio, es ampliamente utilizado para evaluar el estado del motor en los roedores de laboratorio. El rendimiento se mide por el tiempo que un animal se mantiene hasta en el tambor en función de la velocidad del tambor. Aquí mostramos que la tarea es una fuente rica de información sobre los aspectos cualitativos de los movimientos de caminar. Debido a que los movimientos se realizan en una ubicación fija, que fácilmente se puede examinar utilizando métodos de alta velocidad de grabación de vídeo. El presente estudio se realizó para examinar el potencial de la rotorod para revelar los cambios cualitativos en los movimientos a pie de hemi-Parkinson ratas analógica, producida por la inyección de 6-hidroxidopamina (6-OHDA) en el paquete nigroestriatal derecho a agotar la dopamina nigroestriatal (DA ). A partir del día siguiente de la cirugía y luego periódicamente durante los próximos dos meses, las ratas fueron filmadas desde puntos de vista frontal, lateral y posterior, mientras caminaban en el rotorod. Comportamiento fue analizado por reproducir fotograma a fotograma de las grabaciones de vídeo. Las escalas de calificación de dar un paso comportamiento indica que las ratas hemi-Parkinson fueron dañados de forma crónica en su postura y en el uso de las extremidades contralateral a la DA-agotamiento. Las extremidades contralateral no sólo se muestra anomalías posturales y de movimiento, que participó menos en el inicio y el mantenimiento de propulsión que hizo las extremidades ipsilateral. Estos resultados no sólo revelan nuevos déficits unilateral secundaria a DA-agotamiento, pero también muestran que el rotorod puede proporcionar una sólida herramienta para el análisis cualitativo del movimiento.

La prueba rotorod se utiliza para evaluar el estado del motor en el movimiento de caminar de la hemi-Parkinson ratas analógica.

El uso de Rotorod como un método para el análisis cualitativo de la Ruta de la rata

El análisis de video de alta velocidad de los detalles del movimiento puede proporcionar una fuente de información sobre los aspectos cualitativos de los movimientos de la marcha. Al caminar sobre un...

Un animal control lleva su peso de forma uniforme sobre sus cuatro patas, con la colocación de las patas justo fuera de la línea media del cuerpo. En contraste, el animal con lesión de seis OHDA soporta la mayor parte de su peso sobre la pata ipsilateral a la lesión. En efecto, camina con cojera.La cabeza del animal control se mantiene elevada y realiza movimientos frecuentes e irregulares. Mientras que el animal tratado con seis OHDA mantiene la cabeza baja y estable, la pata portadora de peso del animal control se suelta rápidamente del cilindro rotatorio y se eleva mucho. De este modo, los dedos quedan bien separados de la superficie del tambor, con los dedos extendidos ampliamente, y entran en contacto con el cilindro rotatorio en un movimiento arpegiado que va del dedo cinco al uno.El animal con seis OHDA mantiene la pata contralateral a la lesión apoyada durante más tiempo antes de soltarla y la mueve más lentamente. Obsérvese que sostiene la pata baja, con los dedos a menudo arrastrándose sobre la superficie del tambor, lo cual compromete la colocación. El control presenta una zancada más larga que el animal con seis OHDA, con la colocación de las cuatro patas más adelantada

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Investigación

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Biología

Locomoción es a menudo examinado como un resultado del comportamiento de los distintos modelos de la enfermedad en campos como la neurociencia y la ortopedia. Este documento tiene la intención de vídeo para describir un método de recogida de las fuerzas de reacción del suelo y la cinemática de las ratas durante la locomoción sin restricciones.

La cinemática y la reacción del suelo Determinación de la Fuerza: Una demostración de habilidades Locomotor Cuantificación de adultos jóvenes, de mediana edad, y las ratas de Geriatría

Aquí, presentamos un protocolo para cuantificar el paso preciso en roedores. Las señales corticales y del generador de patrones centrales espinales son necesarias para la colocación precisa de los pies durante la locomoción obstruida. Informamos aquí sobre la novedosa tarea de caminar restringido que examina directamente el comportamiento preciso de los pasos.

Asimétrica Pasarela: Un Ensayo Novela conductual para Estudiar asimétrica Locomoción

En este estudio, se demuestra el uso del análisis cinemático de la marcha en plano ventral de imágenes para monitorear los cambios sutiles en la coordinación motora, así como la progresión de la neurodegeneración con edad en modelos de ratón (por ejemplo, endophilin mutante avanzada base líneas de ratón).

Análisis de la marcha de deficiencias motoras dependientes de la edad en ratones con neurodegeneración

Describimos un novedoso sistema de análisis de marcha, Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER), un sistema automatizado de acceso abierto para la cuantificación de las características de la marcha en ratas que utiliza un nuevo piso semitransparente para cuantificar la marcha. Este sistema fue validado usando el modelo haloperidol de la enfermedad de Parkinson.

Análisis de impresión de patas de grabaciones mejoradas por contraste (PrAnCER): Un sistema de análisis automatizado de gait de bajo costo y acceso abierto para evaluar los déficits de los motores

Aquí se presenta un protocolo para recopilar y analizar la cinemática tridimensional de la locomoción cuadrúpeda en roedores para estudios preclínicos.

Análisis de gait cinemático 3D para estudios preclínicos en roedores

Introducimos un método de análisis cinemático que utiliza un aparato de captura de movimiento tridimensional que contiene cuatro cámaras y software de procesamiento de datos para realizar evaluaciones funcionales durante la investigación fundamental que involucra modelos de roedores.

Análisis cinemático 3D para la evaluación funcional en el modelo de rata de lesión de aplastamiento de nervios ciáticos

Aquí describimos el sistema RatWalker, construido mediante el rediseño del aparato MouseWalker para adaptarse al aumento de tamaño y peso de las ratas. Este sistema utiliza reflexión interna total frustrada (FTIR), captura de video de alta velocidad y software de análisis de acceso abierto para rastrear y cuantificar los parámetros de la marcha.

Aplicación del sistema RatWalker para el análisis de la marcha en un modelo genético de ratas de la enfermedad de Parkinson

Proporcionamos un protocolo para la evaluación del comportamiento motor a través de una batería de prueba de comportamiento en ratas después de una lesión por aplastamiento del nervio ciático.

Evaluación Multifactorial Del Comportamiento Motor En Ratas Después De La Lesión Unilateral Por Aplastamiento Del Nervio Ciático

Este manuscrito presenta un conjunto de pruebas conductuales altamente reproducibles para validar un modelo de ratón con síndrome de Angelman.

Caracterización conductual de un modelo de ratón con síndrome de Angelman

Se proporciona una tubería experimental para describir cuantitativamente el patrón locomotor de ratones que caminan libremente utilizando la caja de herramientas MouseWalker (MW), que va desde grabaciones de video iniciales y seguimiento hasta análisis posteriores a la cuantificación. Se emplea un modelo de lesión por contusión de la médula espinal en ratones para demostrar la utilidad del sistema MW.

Uso del MouseWalker para cuantificar la disfunción locomotora en un modelo de ratón de lesión de la médula espinal

Este protocolo establece una cadena de evaluación cinemática de la extremidad posterior de rata utilizando una prueba de cinta sin marcadores con autoetiquetado de trayectorias multiarticular impulsado por aprendizaje profundo, que permite la cuantificación reproducible del movimiento.

Seguimiento síncrono multiarticular basado en aprendizaje profundo para la cuantificación objetiva de la cinemática locomotora de las extremidades posteriores en ratas

Aprende a evaluar la función motora en ratas modelo de Parkinson mediante la prueba de rotorod. Este método permite analizar la distribución de peso y los patrones de movimiento para comprender los déficits neurológicos.

El uso de Rotorod como un método para el análisis cualitativo de la Ruta de la rata

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