Name: La evaluación de la función Miembro Anterior tras unilateral cervical SCI usando Tareas Novela: Limb Paso alternancia, inestabilidad postural y manipulación Pasta (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-09-16T18:10:00.000+00:00
Duration: 8 min 11 s
Description: Aprende a evaluar la función de miembros anteriores tras lesión cervical de médula espinal en roedores usando tres pruebas conductuales novedosas. Estos métodos simples permiten analizar déficits funcionales y recuperación motora sin equipos costosos.

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Nos gustaría agradecer a la financiación de la Misión de Connect, un proyecto de la Fundación TIRR (CES y ZZK), la Fundación Craig Neilsen (CES) y NSF Graduate Research Fellowship (Grant #: 2011112479 a SAG).

Todos los procedimientos con animales se realizaron de acuerdo con protocolos aprobados con el IACUC interna en la Universidad de Texas en Austin y en virtud de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) directrices. Los animales utilizados en este estudio tenían una lesión por contusión lateral C3/C4 usando un Impactador de Infinite Horizon, o un modelo de hemisección lateral C3/C4 y estos métodos se pueden aplicar más ampliamente a otros modelos 18. Recomendamos que los investigadores prueban los animales durante 2 semanas antes de la lesión, 3 días después de la lesión y de forma regular (por ejemplo, semanalmente) durante la duración del estudio. Al realizar las pruebas de comportamiento en animales de post quirúrgicos, especialmente en cirugía de tres días posteriores, se debe tener cuidado de que los animales se han recuperado lo suficiente de la cirugía y que los procedimientos de las pruebas de comportamiento no causan más dolor o estrés a los animales. En general, se puede necesitar 2-3 semanas de tratamiento y las pruebas preliminares antes de la cirugía. Esto implica conseguir el animal cómodo para el entorno de pruebas por el manejo de una manera similar a la forma en que serán tratados durante la prueba, así como permitir que el animal se mueva libremente en la superficie de prueba. También es importante para obtener el animal acostumbrado a ser celebrada, esto se puede hacer moviendo el animal en y cerca de la superficie de pruebas en movimientos no directos para aclimatarse al animal a la manipulación. También es importante relajar los animales al principio y en medio de las sesiones de prueba. Para relajar los animales, mantener al animal en una mesa en una postura de sólo extremidad anterior lleva, en una posición de &quot;carretilla&quot; y rebotar al animal suavemente sobre la mesa que permite a los miembros anteriores se toquen la superficie. Esto enseña a los animales para detectar debajo de ellos para una superficie estable y es un paso importante y necesario en el procedimiento, ya que garantiza que los animales están relajados antes de que comience la prueba. 1. Miembro Anterior Prueba Paso alternancia <ol><li> Resumen de la prueba: Coloque los animales con las dos patas delanteras tocando la mesa para determinar si se alternan el uso de sus patas delanteras. Mueva la rata hacia adelante, cambiando su centro de gravedad, lo que obligó a tratar de dar un paso. Esta prueba se repitió cuatro veces en cada animal y si una capacidad de muestra de animales a alternar a, o mayor que, 75%, que se considera que es un alternador. Esta es una tarea de movimiento forzado, por lo que los animales que se consideran que no son alternadores intensificarán en varias ocasiones con la misma extremidad anterior. </li><li> Mantenga un animal sobre una mesa en una postura de levantamiento de peso-extremidad anterior solamente, en una posición de &quot;carretilla&quot; con su cuerpo en casi 90 ° de la tabla. </li><li> Una vez que el animal parece relajado, empujar el animal hacia adelante para mover a lo largo de la superficie de la mesa. </li><li> Determinar y registrar si los suplentes de ratas utilizan los miembros delanteros mientras se mueve por la superficie. </li><li> Mantenga un registro de la extremidad anterior de que inició el movimiento y si el animal puede alternar o no on el paso a la alternancia Hoja de prueba Score Miembro Anterior (incluido). </li><li> Repita esta prueba por lo menos dos veces mientras mantiene al animal con una mano (la mano derecha o izquierda). Repita por lo menos dos veces de nuevo mientras se mantiene el animal en el otro lado. </li><li> Si las ratas mostraron esta capacidad, paso a la alternancia se puede probar de nuevo mediante la introducción de una espera de 5 segundos después de que el primer paso para determinar si el patrón de alternancia permanece después de un retraso. Tenga en cuenta los resultados y registro en el acta del partido. </li><li> Esta prueba se puede utilizar a diario, y se recomienda que los animales pueden probar por lo menos semanalmente para un experimento de medidas repetidas. </li></ol> Nota: Es importante alternar posición de la mano del experimentador, ya que puede afectar el comportamiento de alternancia de los animales de prueba. La hoja de la cuenta paso a la alternancia proporcionada se puede utilizar para observar la posición de la pata y el uso durante el paso a paso. Aunque no hemos incorporado esos datos en nuestro sistema de puntuación actual (sólo tenemosestado de alternancia se utiliza para agrupar los animales lesionados en el presente estudio), los usuarios pueden incluir fácilmente datos de la posición de la pata, como parte del análisis en función del proyecto específico. 2. Prueba Inestabilidad postural <ol><li> Resumen de la prueba: Para esta prueba de comportamiento, mantenga las ratas en una posición similar a la de la prueba de la alternancia de la extremidad anterior, sin embargo, cada miembro delantero debe probarse de forma individual. El tablero de la mesa se debe cubrir con papel de lija (N º 220) para evitar los resbalones, preparándose, o arrastre de las patas delanteras durante la prueba. <ol><li> En esta prueba, la distancia que se necesita para que el animal para dar un paso con la extremidad anterior siendo examinado por recuperar su equilibrio se grabará. </li><li> Animales dentro de un grupo de estudio debe ser aproximadamente el mismo peso, tamaño y edad como grandes diferencias en el peso corporal puede dar lugar a variación de la distancia de línea de base necesaria para mantener el centro de gravedad para un animal dado 19. Un grupo de simulación debe serincluido durante el uso de PIT para verificar que los cambios en el comportamiento se deben a la regeneración o recuperación en lugar de la edad y el aumento de peso. </li></ol></li><li> Mantenga un animal sobre una mesa en una postura cómoda y permita que ambas extremidades anteriores para llegar a la superficie, el animal debe estar cómodamente en una posición de &quot;carretilla&quot; con su cuerpo en casi 90 ° de la tabla. Tenga en cuenta que es importante para mantener al animal en una posición más vertical. Esto permitirá una distancia más consistente necesaria para desencadenar un paso para recuperar el centro de gravedad. </li><li> Ligeramente contener una extremidad anterior contra el torso del animal y alinear la nariz de la rata con la línea de cero como se ve desde arriba. </li><li> Mueva la rata hacia adelante. Esto cambiará el centro del animal de gravedad hacia adelante estimular al animal con el paso de recuperar su equilibrio. </li><li> Registre la nueva posición de la nariz después de los pasos de rata dos veces y utilizará el promedio de estos dos pasos como la distancia necesaria para desencadenar un paso. </li><li> Pruebe cada forelimb independientemente 5x, con lo que el animal vuelve a la posición 0 y la verificación de que el animal sigue estando relajado en manos del experimentador antes de continuar para asegurar resultados consistentes. </li><li> Record en la Prueba de la inestabilidad postural (PIT) Hoja de Puntuación, siempre. Esta prueba se puede realizar diariamente, y se recomienda que los animales se prueban al menos semanalmente durante la duración del experimento. </li></ol> 3. Prueba de Manejo Pasta <ol><li> Resumen de la prueba: Utilice esta prueba para determinar el tiempo que se necesita para comer un pedazo de pasta y la preferencia de la pata durante una sesión de pasta de comer. En esta prueba, utilice 4,0 cm hebras de la pasta seca (espaguetis finos; diámetro ~ 1,6 mm). La prueba se debe administrar aproximadamente a la misma hora todos los días de prueba. Los roedores suelen comer pasta seca con facilidad, sin embargo, de 4-6 horas de abstinencia de alimentos se recomienda antes de la prueba, si esto no ocurre. </li><li> Las mediciones iniciales deben ser adquiridos 1-2 semanas antesa las lesiones. Antes de las grabaciones de la línea de base, las ratas se debe dar el mismo tipo de pasta en sus jaulas a fin de prepararlos para la prueba. Luego, deje que las ratas para comer pasta en una cámara de pruebas y registrar el tiempo para comer pasta. Piezas de pasta deben ser colocados cerca de la parte frontal de la cámara de ensayo donde el uso de las extremidades anteriores se puede observar fácilmente. Cada sesión de pasta de comer debe incluir comer al menos tres piezas de pasta. Las ratas se consideran competentes en comer pasta si su tiempo de comer pasta es consistente durante al menos 3 días. </li><li> Después de entrenar a las ratas a comer pasta consistente en la cámara de prueba, colocar ratas en las cámaras de grabación. </li><li> Coloque las piezas de pasta en el suelo cerca de la parte frontal de la cámara de pruebas y el tiempo record de comer un pedazo de pasta, patas delanteras usadas, y las posiciones de las extremidades anteriores, como se ve en el acta Manejo Pasta. </li><li> Esta prueba se puede realizar todos los días, pero se recomienda llevar a cabo semanalmente mientras se observa el peso de los animales como to no exceso de comer a los animales. </li></ol> Nota: la hoja de puntuación Manejo Pasta proporciona espacio para registrar la hora de comer pasta y el uso de la pata, similar a los datos incluidos en este estudio. También hemos incluido las áreas para grabar detalles adicionales de uso de la pata durante una sesión de comer pasta, tales como la posición de la pata.

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No hay conflictos de interés declarado.

Lesión de la médula espinal cervical (CSIC) puede dar lugar a lesiones que alteran y devastadores en los pacientes. Hay un número de modelos de lesión de la médula espinal cervical desarrollados en roedores que se utilizan para estudiar la plasticidad de los sustratos neurales y agentes terapéuticos. Desarrollar sensible, efectiva, reproducible y fácil de usar pruebas de comportamiento para evaluar los déficits funcionales y la recuperación después de CSCI es un objetivo importante. A continuación, describimos en detalle el uso de tres de estas pruebas de comportamiento: alternancia de extremidades, inestabilidad postural y manipulación de la pasta. La lesión medular en roedores, como en la población humana, es una lesión heterogénea. Una lesión muy similar puede inducir una variedad de anomalías de comportamiento. Por lo tanto, es importante para determinar la gravedad de las lesiones en los animales lesionados. Hemos encontrado que la tarea de alternancia extremidad es una manera muy eficaz de determinar si el lado contralesional está dañado después de una lesión unilateral (hemisección o contTipo de usion lesiones) a la médula espinal cervical 19. Los datos de nuestro grupo mostraron que el uso de esta tarea de alternancia extremidad puede determinar la gravedad de la lesión dentro de la primera semana después de la lesión. Además, los animales heridos más gravemente (no-alternadores) tenían un perfil de recuperación significativamente diferente en comparación con alternadores (usando la escala locomotora extremidad anterior). Por lo tanto, la tarea de alternancia extremidad es extremadamente útil agrupando las ratas lesionadas en alternadores y no alternadores, sobre todo si el estudio incluye un tratamiento crónico para asegurar que haya una distribución equitativa de la gravedad de la lesión en cada grupo de tratamiento. Se recomienda que la prueba de la extremidad anterior-alternancia puede utilizar en combinación con otras tareas que puede examinar el uso de las extremidades anteriores de los animales (tales como la escala locomotora extremidad anterior o la prueba de preferencia de la pata del cilindro). Mientras que la administración de esta prueba es imperativo que el experimentador realizar la prueba el mismo número de vecescon cada mano (por ejemplo, dos veces con la mano izquierda y dos veces con la derecha) para minimizar el efecto de la posición experimentador mano en el comportamiento de las ratas. Esta prueba sólo es efectiva si el animal está relajado en manos del experimentador; las 2-3 semanas de manejo sugeridas deben permitir la relajación. Además, una vez que el animal está relajado, el experimentador debe mantener al animal en casi 90 ° en posición de carretilla para evitar que la variación dentro del animal. La prueba de la extremidad anterior-alternancia también puede dar una idea a las conexiones neuronales cruzadas espinales cuando los animales son incapaces de intervenir de forma individual con una pata, pero son capaces de realizar una tarea de alternancia. Para la locomoción cuadrúpedo normal en animales tales como ratas, muchas regiones del cerebro, así como generadores de patrones centrales locales (GPC) a lo largo de la longitud de la médula espinal están involucradas. Específicamente para la extremidad anterior movimiento rítmico, los segmentos de la columna vertebral cervical, cicloalquilo C3-C6 se cree que son importantes 22. Anteriormente, hemos Descridiferencias anatómicas entre alternadores cama y no alternadores en animales lesionados (una hemisección lateral en C3/C4 se realizó) y encontraron más daño a la columna dorsal contralesional y tracto corticoespinal en animales no se alternan 18. Se cree que para el movimiento de la extremidad anterior, generador de patrón rítmico está presente en cada nivel de la hemi-segmento cervical y que las conexiones de inhibidor de cable transversal son responsables de alternancia 23. Nuestros hallazgos anatómicos anteriores también implica que los daños en el lado contralesional de la médula espinal puede causar la interrupción de la salida del motor rítmica (como alternación), mientras que si la contralesional de la médula espinal es más intacta, las salidas de motor rítmicos son más propensos a funcionar normalmente. No se observó un daño significativo a cualquier parte ventral medial contralesional de las cuerdas y por lo tanto no se realizó ese análisis. La prueba de la inestabilidad postural descrito aquí es una versión<html> prueba útil y porque puede detectar los cambios tanto en la extremidad anterior (IPSI y contralesional) causada por una lesión unilateral. Es importante tener en cuenta que esta prueba se debe administrar sólo cuando el animal se relajó en manos del experimentador. En nuestra experiencia, esto puede tomar la manipulación diaria de los animales durante 2-3 semanas. Una vez que el experimentador y el animal son cómodas, esta prueba es muy sensible y se puede utilizar para obtener datos de desplazamiento altamente consistentes para cada miembro anterior. Si el animal está tenso, el experimentador puede coloque un lado del animal y se mueven hacia arriba y hacia abajo fuera de encima de la mesa hasta que el animal se sienta cómodo y entiende que la mesa es un lugar seguro. Una vez que el animal es relajado, es importante para mantener los animales en una posición carretilla en cerca de 90 ° para obtener resultados consistentes. Esta prueba es fácil de administrar y proporciona una visión más allá de otras pruebas de comportamiento, proporcionando información sobre la compensación y el déficit con una tarea simple. t &quot;&gt; Las ratas comen fácilmente pasta seca después de la formación frente a la cámara. Por lo tanto, el manejo de la pasta es una prueba relativamente fácil de administrar. En este estudio, estábamos grabando y el uso de datos para su uso extremidad (izquierda, derecha o ambas) y el tiempo comer pasta solamente. Un análisis más detallado que incluya ajustes pata durante comer pasta se ha descrito previamente en animales con lesiones tales como lesiones isquémicas unilaterales y unilateral estriatal 20,21,24 agotamiento de la dopamina. Por lo tanto, es posible desarrollar y utilizar una más . análisis confidencial de la prueba después de comer pasta CSIC Hemos incluido la posición de la pata en la hoja de puntuación, ya que esto puede revelar la prepotencia o habilidad con cada mano Además, estamos notando las garras de cada pata;. algunos animales descansan su pata en un lado del la pasta, utilizando posiblemente como un soporte, en lugar de agarre la pasta durante la comida. Si los animales son reacios a comer pasta, un paso privación de alimentos puede ser introducido en el protocolo antes de la prueba.

Lesión de la médula espinal cervical (CSIC) es la forma más prevalente de la lesión medular en pacientes, lo que representa alrededor del 62% de todos los lugares de importancia comunitaria ( <a href="http://www.spinalcord.uab.edu" target="_blank">http://www.spinalcord.uab.edu</a> ). Las lesiones de la médula espinal cervical pueden dar lugar a deficiencias en las extremidades superiores, así como la respiración. Un estudio reciente en pacientes con CSIC sugiere que la función parcial o total del brazo y / o la mano se considera que es una prioridad 1. Por lo tanto, el desarrollo de modelos de CsCl y ensayos de conducta asociados que son fáciles, sensible y fiable para su uso es un objetivo importante. Hay varias pruebas de comportamiento útiles para evaluar la función de la extremidad anterior después CSIC en roedores 1-17, sin embargo, muchas de estas pruebas son difíciles de utilizar y requieren un equipo especializado. Pruebas de manejo Pasta han sido desarrollados por otros grupos 18,19, pero estas pruebas requieren que los animales se filmarán en jaulas de comer pasta específicos, que requiere un largola formación de período, mientras que el método que proponemos se puede realizar en casa jaula de los animales. Pruebas de pasta descritas anteriormente requieren tiempo de análisis significativa ya menudo costoso software, a diferencia de la prueba que se describe aquí. El objetivo de este método es desarrollar y utilizar las pruebas de comportamiento que son fáciles de usar, fiable, y no requieren equipos costosos. Específicamente, la prueba de paso a la alternancia de la extremidad anterior se describe aquí permite a los investigadores estiman volumen de la lesión temprana después de la lesión, proporcionando un medio para crear grupos de tratamiento equivalentes, antes de administrar un tratamiento crónico. En este estudio, se describe en detalle tres nuevas pruebas de comportamiento: (1) la extremidad anterior paso a la alternancia, (2) la inestabilidad postural, y (3) manejo de pasta. La determinación de las pruebas de comportamiento adecuadas para usar puede ser difícil. De hecho, nos parece que hay una prueba de comportamiento se puede evaluar el funcionamiento de las extremidades anteriores de manera adecuada. Por lo tanto, le sugerimos que utilice una combinación de un par de pruebas de comportamiento al culola función de la extremidad anterior ess después de la lesión. Categóricamente hablando, se debe utilizar un tipo de locomotora tarea de campo abierto (por ejemplo, la extremidad anterior escala locomotor, cilindro) cuando los animales son evaluados sobre la utilización de su extremidad anterior durante la locomoción normal, y una prueba específica de tareas, donde se les pide a los animales para realizar una tarea específica que implica el uso de su extremidad anterior (por ejemplo, comer pasta, inestabilidad postural, la fuerza de agarre, etc). Las pruebas de comportamiento descritos aquí en detalle son útiles para determinar la severidad de la lesión en ~ una semana después de la lesión (extremidad anterior paso a la alternancia, inestabilidad postural, la manipulación de pasta), los efectos de una lesión unilateral en la extremidad anterior contralesional (extremidad anterior paso a la alternancia, inestabilidad postural ) y el movimiento de la motricidad fina de las extremidades anteriores (manejo de pasta). El conocimiento de la gravedad y los efectos de la lesión utilizado también puede dictar las pruebas de comportamiento apropiadas. Si los movimientos de motricidad fina de la muñeca no son posibles después de la lesión, mediante una prueba de que las medidas y quantifIES el uso de las patas de la extremidad anterior es inapropiado. Por ejemplo, muchas de las pruebas de manipulación de la pasta previamente descritas mirar más en profundidad a los movimientos individuales de cifras, sin embargo, nos encontramos con la severidad y la ubicación de nuestra lesión, esto era irrelevante y en su lugar observó diferencias en la colocación total de la extremidad. Los investigadores pueden tener la tentación para llevar a cabo muchas pruebas de comportamiento y utilizar una muestra de ellos para demostración basada en los resultados, sin embargo, se recomienda que para cada modelo experimental que está siendo utilizado se lleva a cabo un estudio piloto para determinar pruebas de comportamiento apropiadas para la lesión. Por lo tanto, es importante tener en cuenta que el usuario debe tener al menos algún conocimiento previo del tipo de déficit y el alcance de un tipo de lesión particular, antes de decidir sobre las pruebas de comportamiento a ser empleadas. La evaluación de la severidad de la lesión basado en el rendimiento de comportamiento también permite a los grupos de tratamiento que se crean con una distribución equitativa de la severidad de la lesión antes de tratarción se administra.

<table><tbody><tr><td>Se utilizó papel de lija</td><td>3M</td><td>5097</td><td>3M Gold Fre-Cut Lija. Cualquier papel de lija de grano 220 funcionaría bien </td></tr><tr><td>Se utilizó Dry Pasta</td><td>Skinner</td><td></td><td>Skinner Thin Spaghetti. Está disponible en Walmart</td></tr></tbody></table>

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Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling

Lesión de la médula espinal cervical (CSIC) puede causar déficits neurológicos devastadores, incluyendo el deterioro o pérdida de la extremidad superior y función de la mano. La mayoría de las lesiones de la médula espinal en seres humanos se producen en los niveles cervical. Por lo tanto, el desarrollo de modelos de lesión del cuello uterino y el desarrollo de pruebas de comportamiento relevantes y sensibles es de gran importancia. Aquí se describe el uso de una extremidad anterior prueba de paso a la alternancia de nuevo desarrollo después de la lesión de la médula espinal cervical en ratas. Además, se describen dos pruebas de comportamiento que no se hayan utilizado después de la lesión de la médula espinal: una prueba de la inestabilidad postural (PIT), y una prueba de pasta de manipulación. Todas las tres pruebas de comportamiento son muy sensibles a las lesiones y son fáciles de usar. Por lo tanto, consideramos que estas pruebas de comportamiento pueden ser fundamentales en la investigación de estrategias terapéuticas después CSIC.

Se recomienda que los animales se comprobarán periódicamente durante todo el experimento en un experimento de tipo de medidas repetidas para un mejor análisis y analizar la mejora en el tiempo. Miembro Anterior Prueba Paso alternancia Esta prueba está diseñado para determinar la capacidad de un animal para alternar el uso de sus patas delanteras. El uso de la prueba de paso a la alternancia de la extremidad anterior, sólo el 50% de los animales fueron capaces de alternar el uso de sus extremidades después de CSCI 19 a 12-16 semanas después de la lesión (Figura 1A). A continuación presentamos un retraso (5 seg) por mantener parado animales después de que el primer paso antes de pasar al animal hacia adelante para el segundo paso. Sólo 50% de los animales que fueron alternando el uso de sus miembros (25% del grupo lesionado total) fueron capaces de alternar después de un retardo de 5 seg (Figura 1B). Se correlacionaron estos hallazgos con los estudios anatómicos y el análisis reveló que los alternadores tienen significantly mayor área de tracto corticoespinal escatimado [F (1,1) = 5,56, p &lt;0,05] y la columna dorsal [F (1,1) = 19,2, p &lt;0,003] en el lado contralesional 19. Estos datos indican que la prueba de alternancia paso extremidad anterior puede predecir la gravedad de la lesión, así como unilateralidad de las lesiones. Esta prueba puede resultar en datos categóricos nominal que debe ser analizada con un análisis de medidas repetidas. En este ejemplo, no era una medida repetida, se utilizó un punto de tiempo para ilustrar la diferencia entre los grupos. Cada animal se clasifica como un &quot;alternador&quot; o un &quot;no-alternador&quot;, que separa a los animales en dos grupos de lesiones (moderadas vs severa, respectivamente). Prueba Inestabilidad postural Las lesiones unilaterales de la médula espinal pueden causar cambios no sólo a la extremidad afectada y / o afectados, pero también a la extremidad no afectada. La prueba de la inestabilidad postural (PIT) fue anteriormente described y utilizado en animales con un modelo de roedor de la enfermedad de Parkinson y 18 en un modelo de roedor de CsCl 19. Utilizamos PIT después CSIC y encontramos que hubo un efecto significativo de la situación de la lesión [F (1,1) = 8,17, p &lt;0,01]. Además, el desplazamiento de la extremidad anterior (distancia de recuperar el centro de gravedad) fue significativamente mayor en el lado ipsilesional (extremidad anterior derecha) de los animales heridos en comparación con los animales con cirugía simulada (6,00 ± 0,24 frente a 8,00 cm ± 0,10 cm, p &lt;0,0001; Figura 2 ). La distancia de desplazamiento en la extremidad anterior contralesional fue significativamente menor en animales lesionados en comparación con los animales con operación simulada (6,00 ± 0,25 cm para simulada frente a 4,00 ± 0,10 cm para CSIC, p &lt;0,0001; Figura 2). Este resultado indica que la extremidad anterior contralesional también dio lugar a cambios debido a la lesión a la cara opuesta (es decir, cambios en el ajuste postural por los foreli contralesionalmb para recuperar el centro de gravedad). Los datos de esta prueba será cuantitativa y deben ser analizados mediante un ANOVA de medidas repetidas para examinar los cambios en los grupos a lo largo de un experimento. Prueba de Manejo Pasta Manejo Pasta fue diseñado para probar el uso experto de las extremidades anteriores, mientras que comer un pedazo de pasta seca. Una prueba similar se ha utilizado anteriormente para detectar déficits en uso experto de las extremidades anteriores en modelos animales de accidente cerebrovascular unilateral y la enfermedad de Parkinson 20,21 y después de CsCl 19. En los puntos de tiempo crónicas después de la lesión (12 semanas después de la lesión), todos los animales de simulación comieron la pasta usando ambas patas durante el período de prueba. En el grupo lesionado, se encontró que el tiempo total para comer un pedazo de pasta es similar a la del grupo de control (Figura 3). Sin embargo, más alternadores (lesión más leve; 10 de 15) fueron capaces de utilizar su extremidad anterior ipsilesional comparación con los no alternadores (gravemente herido grupo; 1 de cada 7; <strong&gt; Figura 3). La prueba de manejo de la pasta proporciona datos que es a la vez continua y cuantitativa (tiempo de comer pasta), y categórica (utilización de la pata) y debe ser analizado de manera apropiada. <img alt="Figura 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig1highres.jpg" /> Figura 1. Evaluación crónica de la función de la extremidad anterior mediante la prueba de paso a la alternancia de la extremidad anterior reveló dos grupos diferentes de animales con diferente severidad de la lesión. Animales mostraron una diferencia en el comportamiento durante el avance paso a paso con las dos patas. Sólo el 50% de los animales lesionados alternó patas al pisar (alternadores, 5 de cada 10 ratas lesionadas), mientras que los otros mostraron una falta de paso a la alternancia mediante la adopción de dos medidas contralesional en una fila (no alternadores, 5 de los 10 lesionados ratas). Más animales muestran esta tendencia a tomar múltiples medidas contralesional si un retardo de 5 segundos se introdujo entre steps (8 de cada 10 ratas lesionadas). <img alt="Figura 2" fo:content-width="4.6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig2highres.jpg" /> .. Figura 2 Crónica extremidad anterior evaluación de la conducta mediante la prueba de la inestabilidad postural (PIT) Como era de esperar, la extremidad anterior ipsilesional en animales con lesión medular cervical (CSIC) tuvieron significativamente mayor distancia de desplazamiento de los animales con cirugía simulada (6 cm frente a 8 cm; * p &lt;0,0001). Además, la distancia de desplazamiento en la extremidad anterior contralesional fue significativamente menor en animales lesionados en comparación con los animales con operación simulada (6 cm frente a 4 cm; * p &lt;0,0001). Esto puede sugerir una mayor función de la extremidad contralesional durante PIT en animales lesionados. <img alt="Figura 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig3highres.jpg" /> <strong&gt; Figura 3. evaluación Extremidad anterior utilizando el manejo de pasta y comer prueba mostró alteraciones significativas en los no alternadores lesionadas. Los animales se les dio una pieza estándar de pasta. Se registraron el uso y el tiempo para comer pasta Paw. Los resultados indicaron que un bajo número de alternadores (33%) utiliza exclusivamente su extremidad anterior contralesional (que indica un deterioro más grave) en comparación con los no alternadores (86%). Además, los animales de los tres grupos (tratamiento simulado, alternadores lesionadas y lesionados no alternadores) tuvieron un período de tiempo similar a comer la pasta (p &lt;0,05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50955/50955fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver más grande la figura</a> .

Se describen tres nuevas pruebas de comportamiento (extremidad anterior paso a la alternancia, las pruebas inestabilidad postural, la prueba de manejo pasta) para evaluar la función de la extremidad anterior después de la lesión de la médula espinal cervical en los roedores.

La evaluación de la función Miembro Anterior tras unilateral cervical SCI usando Tareas Novela: Limb Paso alternancia, inestabilidad postural y manipulación Pasta

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority ...

El objetivo general de este procedimiento es evaluar los déficits funcionales y la recuperación tras una lesión cervical de la médula espinal. Esto se logra primero entrenando a los animales para que se acostumbren al manejo y al entorno de prueba. A continuación, se evalúa en las ratas su capacidad para alternar el paso de las extremidades.Luego, se evalúa la capacidad de los animales para responder a los cambios en el centro de gravedad y para ajustar adecuadamente su postura. Finalmente, se analiza la función de las cuatro patas y de los cuatro miembros durante una tarea de manipulación motora fina, que requiere que los animales coman pasta. En última instancia, se pueden obtener resultados que muestran diferencias en el déficit tras una lesión medular cervical, lo que permite agrupar a los animales según sus déficits funcionales que se correlacionan con sus diferencias anatómicas.La principal ventaja de los métodos descritos aquí frente a otros métodos existentes, como el análisis de huella de paso, es que son mucho más sencillos de usar y no requieren equipos ni software costosos. Estos métodos permiten obtener información sobre la recuperación funcional tras una lesión de la médula espinal, pero también pueden utilizarse en otros modelos de enfermedad, como la enfermedad de Parkinson, accidente cerebrovascular u otros trastornos neurológicos que causen déficit motor. Los animales utilizados en este estudio tendrán una lesión lateral de la médula espinal en los niveles C3-C4, inducida dos o tres semanas antes de la cirugía. Acostumbre a los animales al manejo y al entorno de pruebas, que estará cubierto con papel de lija para evitar resbalones, apoyos inestables o arrastre de las cuatro extremidades.La prueba de alternancia de las cuatro extremidades determina si el animal coordina adecuadamente el uso de sus extremidades delanteras, y esta prueba puede realizarse diariamente antes de comenzar. Asegúrese de que el animal deje de forcejear y de que sus músculos estén relajados. A continuación, sostenga al animal sobre una superficie de mesa en una postura donde solo las extremidades delanteras soporten el peso, o en posición de carretilla, con su cuerpo casi en un ángulo de 90 grados respecto a la mesa. Una vez que el animal parezca relajado en sus manos, empuje suavemente al animal hacia adelante para que avance a lo largo de la superficie de la mesa.Determine y registre si la rata alterna el uso de las extremidades anteriores al desplazarse sobre la superficie. Repita esta prueba al menos dos veces sosteniendo al animal con una mano y luego dos veces sosteniéndolo con la otra mano.Si la rata demostró con éxito la alternancia de pasos, realice la prueba nuevamente introduciendo una espera de cinco segundos después del primer paso para determinar si el patrón de alternancia persiste tras un retraso. Anote los resultados y regístrelos en la hoja de puntuación. La prueba de inestabilidad postural examina la distancia que necesita el animal para dar un paso con la extremidad anterior con el fin de recuperar el equilibrio.De forma similar a la prueba de alternancia, el animal debe relajar la tensión en sus músculos antes de comenzar, sobre una mesa cubierta con papel de lija. Permita que el animal adopte la posición de carretilla, con su cuerpo en un ángulo cercano a los 90 grados respecto a la mesa. Sujete ligeramente una de las extremidades delanteras contra el torso del animal y alinee su nariz con la línea cero, vista desde arriba. A continuación, mueva la rata hacia adelante. Esto desplazará el centro de gravedad del animal y lo estimulará a dar un paso para recuperar el equilibrio.Determine la nueva posición de la nariz después de que la rata da dos pasos y utilice el promedio de estos dos pasos como la distancia necesaria para desencadenar un paso. Registre los resultados en la hoja de puntuación de la prueba de inestabilidad postural proporcionada en el protocolo del texto. Pruebe cada miembro cinco veces.La prueba de manipulación de pasta medirá el tiempo que tarda en comerse un trozo estándar de pasta y la preferencia de pata durante cada sesión. Una o dos semanas antes de la cirugía, dé a la rata cinco o seis trozos de espagueti delgado de 4,0 centímetros de longitud cada día en su jaula de alojamiento para prepararla para las mediciones basales. A continuación, coloque a la rata en una cámara de prueba y coloque trozos de pasta cerca del frente de la cámara, donde pueda observarse fácilmente el uso de sus miembros anteriores. Luego registre el tiempo que tarda en comerse cada trozo de pasta.Permita que el animal coma al menos tres trozos por sesión. Si el animal hace una pausa mientras come, detenga el cronómetro. Vuelva a iniciar el cronómetro cuando el animal reanude la alimentación.Una vez que la rata haya mostrado un tiempo constante para comer espagueti durante al menos tres días en el entrenamiento, el animal está listo para la grabación de la línea base para recopilar datos: coloque trozos de espagueti en el suelo cerca del frente de la cámara utilizando la hoja de puntuación para la manipulación de espagueti proporcionada en el protocolo escrito; registre el tiempo que tarda la rata en comer un trozo de espagueti, qué miembros anteriores utilizó y las posiciones de los miembros anteriores como se muestra aquí. Utilizando la prueba de alternancia de pasos con miembros anteriores. Después de una lesión espinal quirúrgica, solo el 50 % de los animales fueron capaces de alternar el uso de sus miembros anteriores y el 50 % de los alternadores exitosos pudieron alternar el uso de sus miembros tras un retraso de cinco segundos.La correlación de los hallazgos con estudios anatómicos reveló que los alternadores tienen un área significativamente mayor del tracto corticoespinal y de la columna dorsal preservada en el lado contralateral, lo que indica que la prueba de alternación de pasos en las extremidades puede predecir la gravedad de la lesión, así como su unilateralidad. El uso de esta prueba permitirá la separación de grupos según la gravedad de la lesión. Por ejemplo, las mediciones en la escala de locomoción de cuatro extremidades pueden separarse según la gravedad de la lesión para obtener resultados más claros.Aquí, los datos recopilados de la prueba de inestabilidad postural muestran cambios en las extremidades ipsilaterales, lesionales y contralaterales tras una lesión de la médula espinal. Las lesiones unilaterales de la médula espinal pueden provocar cambios no solo en la extremidad afectada o deteriorada, sino también en la extremidad no afectada. El uso de la prueba de inestabilidad postural tras una lesión cervical de la médula espinal demostró que existía un efecto significativo del estado de la lesión.Además, el desplazamiento del miembro fue significativamente mayor en el lado ipsilesional de los animales lesionados en comparación con los animales sometidos a cirugía simulada. Mientras que la distancia de desplazamiento en el miembro contralateral lesional fue mucho más corta en comparación con los animales simulados, como se muestra en esta figura en puntos temporales crónicos tras la lesión, tanto los animales simulados como aquellos del grupo lesionado tardaron cantidades similares de tiempo en comer pasta. Sin embargo, mientras que tanto los animales simulados como los lesionados que alternaban comían pasta utilizando ambas patas durante el período de prueba, un porcentaje menor de no alternadores gravemente lesionados lograron utilizar sus miembros anteriores ipsilesionales para comer pasta.Estas pruebas pueden realizarse en menos de cinco minutos por rata si se realizan correctamente. Las pruebas conductuales descritas aquí pueden utilizarse en combinación con otras pruebas conductuales existentes, como las pruebas de preferencia de pata en cilindro y las pruebas de escala locomotora de extremidades, para evaluar completamente la función de las extremidades ipsilesionales y contralaterales tras una lesión medular cervical.

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Investigación

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La evaluación de la función Miembro Anterior tras unilateral cervical SCI usando Tareas Novela: Limb Paso alternancia, inestabilidad postural y manipulación Pasta (Video) | JoVE Journal

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