Cinématique et détermination Ground Force de réaction: Une démonstration Abilities locomoteur Quantification des jeunes adultes, d'âge moyen, et Rats gériatrique

Cette vidéo montre une procédure permettant de mesurer les forces de réaction au sol et la cinématique des membres postérieurs chez des rats qui se comportent librement. Les rats sont d’abord entraînés à traverser régulièrement une piste pour une récompense alimentaire. Des marqueurs réfléchissants ont ensuite été placés à des points de repère anatomiques topographiques clés pour le membre postérieur.

L’enregistrement vidéo et les données sur la force de réaction au sol sont recueillis pendant que l’animal se déplace pour la récompense alimentaire. Les marqueurs réfléchissants sont numérisés et les données sont traitées a posteriori. Des différences qualitatives et quantitatives dans les capacités locomotrices sont observées chez les rats de divers modèles de maladies.

Bonjour, je m’appelle Aubrey Webb. Je suis professeure adjointe à la Faculté de médecine vétérinaire et au Hotchkiss Brain Institute de l’Université de Calgary à Calgary, en Alberta, au Canada. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes telles que les échelles d’évaluation des locomotives et d’autres mesures de paramètres est qu’elle fournit des données quantitatives sensibles et objectives pour aider à différencier les différences subtiles entre les groupes de rats locomoteurs.

Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des neurosciences et de l’orthopédie, telles que les effets d’une thérapeutique potentielle. Les implications de cette technique s’étendent à la thérapie pour divers modèles de maladie, car la probabilité de ne prétendre à aucun effet lorsqu’il y en a un est limitée. En utilisant cette technique, cette méthode donne un aperçu de la locomotion des rats.

Il peut également être appliqué à d’autres systèmes tels que divers modèles de maladies neurologiques et orthopédiques chez une variété d’espèces d’animaux. En général, les personnes qui ne connaissent pas cette méthode auront du mal parce que l’analyse biomécanique nécessite beaucoup de temps et de patience, et parce qu’une connaissance avancée de la biomécanique est nécessaire pour résoudre les problèmes d’analyse de données, cette méthodologie a été utilisée chez plusieurs espèces depuis plusieurs décennies, bien que ce n’est que récemment qu’elle a été disponible pour une utilisation chez les rongeurs en raison de l’équipement disponible dans le commerce. La première étape de la mesure des capacités locomotrices des rats consiste à entraîner chaque animal à traverser une piste fermée à surface plane.

Lorsqu’ils reçoivent des rats d’un fournisseur d’animaux approprié, les animaux doivent être acclimatés à leur nouvelle maison. Pendant une semaine. Pendant ce temps d’acclimatation, placez plusieurs Cheerios dans la cage du rat.

Les animaux quotidiens sont une nourriture limitée à leurs besoins énergétiques pour prévenir l’obésité et assurer la motivation pour effectuer la tâche par la suite. Manipulez chaque animal pendant 10 à 15 minutes par jour pendant une semaine pendant la même période, placez chaque animal sur la piste avec des Cheerios situés à chaque extrémité. Lorsque les animaux se familiarisent avec leur environnement, ils commencent à manger les Cheerios.

Une fois que l’animal est à l’aise pour manger des Cheerios dans la piste, il doit être conditionné de manière fonctionnelle à courir sur toute la longueur de la piste pour une récompense alimentaire. Ceci est accompli en lançant un quart d’un cheerio à l’extrémité opposée de la piste où le rat est positionné. Une fois que le rat a mangé ce cheerio, placez un autre quatrième cheerio à l’autre bout de la piste.

Répétez cette opération jusqu’à ce que le rat se déplace constamment le long de la piste à une vitesse de trot constante Pour manger le cheerio sans galoper ou bondir sur le conditionnement des animaux à cette tâche peut conduire à des portes de galop et de bondissant, qui sont biomécaniquement plus difficiles à interpréter. Voyons maintenant comment effectuer la position articulaire. Marquage quatre.

L’analyse cinématique des membres n’est pas fiable en raison de la posture sévèrement accroupie et de l’artefact de mouvement de la peau imposé par la mise en place de marqueurs cutanés sur les quatre membres. Au lieu de cela, la cinématique des membres antérieurs doit être obtenue à l’aide d’une cinématographie à rayons X ou d’une fluoroscopie. Par conséquent, cette vidéo décrira uniquement le placement du marqueur de position de l’articulation Hindin.

Une fois l’animal anesthésié, rasez les membres postérieurs et le dos au niveau des crêtes iliaques. Ensuite, placez l’animal couché à l’extérieur et placez ses membres postérieurs dans une position debout approximative à l’aide d’une mousse d’emballage ferme pour le soutenir avec un marqueur permanent non toxique. Les parties les plus crâniennes des crêtes iliaques, la grande partie du fémur, la protubérance tibiale latérale, l’articulation tarsienne et les faces distale et latérale du cinquième métatarsien.

Il est nécessaire de mettre en évidence quotidiennement les points de repère anatomiques précédemment marqués, car les rats enlèveront lentement les marqueurs par un comportement de toilettage naturel. Voyons maintenant comment enregistrer des données. Placez le volume d’étalonnage dans la zone prédéterminée de la piste.

Une seule image du volume d’étalonnage à l’intérieur de la piste de chacune des caméras est capturée. Avant de lancer une session d’enregistrement, examinez la vue de chaque caméra. Assurez-vous que le champ de vision est le même pour les quatre caméras, et qu’il comprend la plaque de force au centre et une longueur de piste suffisante pour capturer deux foulées.

Toutes les marques calibrées sur la longueur de chacun des sondages sont numérisées. Cette étape de calibrage est essentielle avant la collecte des données. Si l’étalonnage n’est pas effectué avec précision ou n’a pas lieu immédiatement avant une session d’enregistrement, toutes les données résultantes seront inexactes et inutilisables.

Ce n’est qu’une fois qu’une erreur satisfaisante a été commise lors de la numérisation qu’il faut procéder à la collecte des données de la locomotive immédiatement avant de placer l’animal sur la piste. Enregistrez son poids et collez des marqueurs cutanés réfléchissants coniques aux marques de feutre prédéterminées faites sur les repères topographiques des membres postérieurs. Une fois les marqueurs placés sur les membres postérieurs, asseyez-vous devant l’ordinateur et ayez en main le marqueur d’événement attaché par le système moteur Vicon.

En utilisant le fichier calibré comme modèle, plusieurs fichiers sont créés avant l’enregistrement. En général, 25 à 30 fichiers sont nécessaires pour s’assurer qu’un nombre suffisant d’exécutions, c’est-à-dire le critère d’inclusion et la vitesse, sont collectés. Une fois les fichiers créés, commencez à collecter des données.

Tout d’abord, incitez le rat à faire la navette à l’intérieur de la piste en lançant un quart des morceaux de Cheerios à chaque extrémité de la piste avec une coordination et un timing minutieux. Le marqueur d’événement se déclenche au moment de l’initiation et juste avant que le rat ne réussisse un passage le long de la piste. Après avoir examiné la réaction du sol brut, le traçage de force et après avoir enregistré si les membres gauche ou droit, frappez la plaque de force, enregistrez et fermez le fichier.

Un nombre égal de coups de plaque de force des membres gauche et droit doit être enregistré. Le processus d’enregistrement des données d’une exécution donnée est répété jusqu’à ce qu’un nombre suffisant d’exécutions aient été enregistrés. Voyons maintenant comment analyser les données des courses une fois la collecte de données terminée pour la cinématique et les forces de réaction au sol, chaque course de chaque animal doit être évaluée pour la vitesse à l’aide du logiciel de modus vicon, deux marqueurs relativement fixes.

Par exemple, les ailes de l’iléon peuvent être utilisées pour évaluer un point virtuel entre les marqueurs. La vitesse de ce point virtuel dans la direction horizontale peut être calculée ce faisant, seules les courses où l’animal se déplace entre 60 et 90 centimètres par seconde sont incluses. Pour l’analyse, un minimum de 10 exécutions est nécessaire.

Cinq courses où le membre gauche entre en contact avec la plate-forme de force, et cinq courses où le membre droit entre en contact avec la plate-forme de force. Une fois que les parcours acceptables sont identifiés pour chaque animal, la numérisation des marqueurs cutanés restants doit être terminée pour compenser les mouvements de la peau. L’estimation de l’artefact sur le genou de la position du genou est calculée à l’aide de la triangulation, des angles de la hanche, du genou et de l’articulation H.

Les vitesses et les accélérations sont déterminées, la position et les temps de balancement peuvent également être évalués. Les données de force de réaction au sol collectées simultanément sont analysées à l’aide du même logiciel, une variété de variables pour les forces dans chacune des trois directions orthogonales peuvent être calculées. Les données de force de réaction au sol collectées simultanément sont analysées À l’aide du même logiciel, une variété de variables pour les forces dans chacune des trois directions orthogonales peuvent être calculées.

Nous allons maintenant montrer quelques résultats représentatifs pour représenter l’utilité de cette forme d’analyse de locomotive. La cinématique et les forces de réaction au sol ont été déterminées pour des rats femelles jeunes, d’âge moyen et gériatriques. D’après cette analyse, des différences liées à l’âge ont été observées chez les rats femelles wister.

En particulier, l’analyse de la force de réaction au sol démontre que les rats gériatriques ont une capacité de freinage réduite des quatre membres et ont tendance à utiliser davantage leurs membres postérieurs pour la stabilisation latérale par rapport aux autres groupes d’animaux, l’analyse cinématique n’a révélé aucune différence statistique entre chaque groupe. Bien qu’il démontre que la cinématique peut être facilement enregistrée à partir de pratiquement n’importe quel âge de rat lors de la tentative d’effectuer cette procédure. Il est important de peser l’animal immédiatement avant ou immédiatement après la collecte des données et de calibrer soigneusement le système avant la collecte des données après cette procédure.

D’autres méthodes, comme l’électrophysiologie clinique chez l’animal entier, peuvent être utilisées pour répondre à des questions supplémentaires. Par exemple, les résultats de la force cinématique et de la force de réaction au sol sont-ils liés à la régénération neurale ou à une autre forme plus large de plasticité neuro-anatomique, par exemple dans la régénération des nerfs périphériques ? Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon de collecter des données sur la force de réaction au sol et les données cinématiques des membres postérieurs de rats se comportant librement à l’aide d’équipements disponibles dans le commerce.