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

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).

Este método puede ayudar a responder preguntas clave en la investigación sobre el envejecimiento y la neurodegeneración, como el inicio y la progresión de las anomalías motoras y de la marcha con la edad y, en particular, en modelos de ratón de enfermedades neurodegenerativas. El resultado de este estado se puede traducir en una comprensión mucho mejor de las deficiencias motoras en pacientes con enfermedades neurodegenerativas, por ejemplo, la enfermedad de Parkinson o las ataxias. La principal ventaja de utilizar el análisis de la marcha basado en vídeo es que permite estudiar tanto las deficiencias motoras sutiles como las graves en modelos de neurodegeneración en ratones.

Comience por determinar el estado de salud de cada animal examinándolo de cerca y pesándolo en una balanza. Aplica suavemente pintura roja para los dedos en las patas del animal con un pincel. Coloca al animal en una jaula limpia y de repuesto mientras se seca la pintura.

A continuación, configure la velocidad de la cinta de correr en el panel superior derecho del aparato. Luego, coloque al animal en la cámara de prueba y cúbralo con un paño oscuro para permitir que cada animal se adapte durante uno o dos minutos. Encienda la luz en la cámara de prueba girando el interruptor giratorio de la luz de la cinta de correr a la posición de encendido.

Abre un poco la tapa para que puedas observar al animal durante la tarea. Ponga en marcha la cinta de correr durante aproximadamente medio segundo para advertir al animal que la tarea está a punto de comenzar. Gire el interruptor giratorio de la caminadora hacia adelante para iniciar la caminadora.

A continuación, haga clic en el botón Grabar del software del generador de imágenes. Una vez que el animal corra de manera estable, registre durante al menos cinco segundos antes de detener la cinta de correr. Detenga la grabación haciendo clic en Detener en el software del generador de imágenes y vuelva a girar el interruptor giratorio de la cinta de correr a la posición de apagado.

A continuación, haga clic en el botón Editar en el software del generador de imágenes para abrir un menú en el que se puede establecer el punto de inicio y final de la sección de video. Navegue por el video usando el control deslizante en la parte inferior de la pantalla. Para seleccionar el punto de tiempo actual como punto de inicio o finalización, haga clic en Desde número de fotograma y Hasta, respectivamente.

Asegúrese de que la sección contenga al menos siete pasos por pata o catorce pasos en total del animal corriendo de manera estable a una velocidad constante. Finalmente, ingrese la identificación del animal, la fecha de nacimiento, el peso y el sexo. Guarde los datos en la ubicación deseada en la computadora o servidor.

El principio del análisis de la marcha basado en vídeo es medir el área de la pata en contacto con la superficie a lo largo del tiempo para cada pata individual. Muchos parámetros de la dinámica de la marcha y la postura se pueden extraer de los videos grabados, por ejemplo, el tiempo de balanceo, el tiempo y la anchura de la postura, la longitud de la zancada y la frecuencia. Otras características de la marcha, como el coeficiente de ataxia o la variabilidad del ángulo de paso, pueden calcularse a partir de las mediciones primarias.

Comience el análisis de video iniciando el software de análisis y haciendo clic en Seleccionar carpeta de estudio para seleccionar la carpeta con los videos grabados. Seleccione un video y haga clic en Ir.Utilice la función de redibujar para seleccionar el área donde se está ejecutando el mouse. Tenga en cuenta que esta sección solo debe contener el mouse y el fondo blanco.

A continuación, introduzca valores en los cuadros de longitud y anchura para cambiar la máscara que excluye el área roja alrededor del hocico del animal para su análisis. Ajusta los controles deslizantes, filtra el ruido y filtra el pelaje y las manchas oscuras para optimizar la huella de la pata en blanco y negro. Establezca el control deslizante de ruido del filtro en 800 a 950 para animales negros y en 700 a 800 para animales marrones o blancos, según el color exacto del pelaje del animal, y seleccione Aceptar.

A continuación, seleccione un vídeo que haya pasado el primer ajuste y seleccione la función Ir para iniciar el análisis del vídeo. A continuación, seleccione un video analizado y haga clic en Ir.Tenga en cuenta que ahora se puede ver el área de la huella de la pata en contacto con el cinturón a lo largo del tiempo para cada pata separada. Para comparar el vídeo original y la huella de pata calculada para el área seleccionada, seleccione la función Reproducir vídeo.

Para corregir pequeños errores, utilice la opción Corregir, Conectar o Eliminar. Utilice la opción Correct para eliminar una señal incorrecta. Haga clic una vez para ampliar el área relevante y marque el borde izquierdo del objeto que desea eliminar con un segundo clic y el borde derecho con el tercer clic.

Utilice la opción Conectar para combinar dos señales. Haga clic una vez para acercar el área relevante y haga doble clic en el centro de los dos objetos para combinar. Utilice la opción Eliminar para eliminar completamente los puntos de tiempo del análisis.

Haga clic una vez para acercar el área correspondiente y marque el borde izquierdo del área que desea eliminar con el segundo clic y el borde derecho con el tercer clic. A continuación, seleccione Siguiente extremidad para continuar a través de las cuatro extremidades. Tenga en cuenta que, después de hacer clic en Siguiente extremidad después de la última pata, el software completa el análisis y muestra los resultados del animal en cuatro pantallas.

Por último, una vez analizados todos los vídeos de un experimento, seleccione todos los vídeos y haga clic en Reorganizar resultados para exportar los resultados. Se calculan alrededor de 50 parámetros de marcha y se enumeran en el archivo exportado. Ordene el resultado por grupo, edad y velocidad de carrera, y analice todas estas condiciones de forma independiente.

En el análisis de la marcha en ratones de tipo salvaje con edad avanzada, los resultados indicaron que la postura con el ancho normalizado del animal no cambia con la edad avanzada. Sin embargo, el doble soporte de las extremidades traseras y la carga de las extremidades aumentan con la edad en los animales de tipo salvaje. Además, mientras que todos los animales probados pueden correr a 30 metros por segundo en un mes, los mutantes endofilinos desarrollan déficits de carrera a medida que envejecen.

Además, el ritmo de la marcha se ve alterado en los mutantes endofilinos. Por ejemplo, el tiempo de propulsión disminuye en los mutantes endofilinos a medida que los ratones envejecen. Al intentar el procedimiento, es importante recordar que el paso más crítico es la grabación del video original.

Todos los análisis posteriores dependen de videos de buena calidad. El análisis de la marcha es un método útil para categorizar la marcha y el comportamiento motor en modelos murinos de neurodegeneración. Sin embargo, algunos aspectos de la conducta motora, por ejemplo, la fuerza muscular, no se evalúan adecuadamente con este método.

Pero, por lo tanto, un comando que complementa el análisis de la marcha basado en video con una batería de otras pruebas de comportamiento motor, como la fuerza de agarre y la marcha con haz. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo realizar el análisis de la marcha en modelos de ratón que desarrollan deterioro motor con el envejecimiento.