Name: Nombre électrophysiologique Motor Unit Estimation (MUNE) Mesure composé Muscle Potentiel daction (CMAP) dans les muscles de souris membres postérieurs (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-25T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 7 s
Description: Découvrez l'estimation du nombre d'unités motrices par électrophysiologie chez la souris. Cette méthode permet d'évaluer l'intégrité des unités motrices dans les muscles des membres postérieurs de manière minimalement invasive et répétable.

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Ce protocole a été approuvé par et adhère aux soins des animaux et de l&#39;éthique des lignes directrices de l&#39;Université Wexner Medical Center Ohio State. 1. Préparation des animaux et anesthésie <ol><li> Porter des gants lors de la manipulation des souris. </li><li> Anesthésier la souris avec l&#39;isoflurane inhalé et le placer dans la position couchée. Induire une anesthésie en utilisant 3-5% d&#39;isoflurane et de 1 L par débit O 2 minutes. Après l&#39;induction de l&#39;anesthésie, maintenir l&#39;anesthésie à 2-3% et 1 L par débit O 2 minutes. <ol><li> Régler O 2 flux et le pourcentage de l&#39;isoflurane pour l&#39;anesthésie adéquates selon l&#39;état de la maladie, l&#39;âge et le taux de respiration de l&#39;animal. Animaux plus petits ou plus faibles peuvent nécessiter moins isoflurane pour une anesthésie adéquate (ie 1,5 2,5% de l&#39;isoflurane). </li><li> Confirmez anesthésie adéquate en appliquant une pression du coussinet plantaire de la patte arrière la lumière avec un objet tel qu&#39;une pince pour démontrer un manque de réponse de retrait.; </li></ol></li><li> Maintenir la température à 37 ° C la température de surface avec une plaque chauffante thermostatique variation de température peut affecter la taille et la durée CMAP. </li><li> Appliquer une pommade à base de pétrole vétérinaire pour les yeux pour prévenir la sécheresse. Surveiller le niveau de l&#39;anesthésie en observant le taux de respiration et de l&#39;évaluation des réponses de sevrage suivants pression appliquée sur le patin de pied par forceps. </li><li> Enlever les poils de la patte arrière à étudier l&#39;aide de tondeuses. Après l&#39;enlèvement de cheveux de la patte arrière (s) d&#39;être étudié, prolonger légèrement les membres postérieurs au niveau du genou, enlever sur les hanches, apposer sur la surface de travail avec du ruban adhésif (comme le montre la figure 1). </li><li> Après les enregistrements et l&#39;arrêt de l&#39;anesthésie CMAP et MUNE, ne pas laisser l&#39;animal sans surveillance tant qu&#39;il a repris conscience suffisante pour maintenir décubitus sternal. Ne pas retourner animal à la compagnie d&#39;autres animaux jusqu&#39;à guérison complète. </li></ol> 2. Rent installation et de l&#39;équipement <ol><li> Placer les électrodes pour les enregistrements MUNE CMAP et comme illustré sur la figure 1. </li><li> Utilisez deux électrodes annulaires fines pour les électrodes d&#39;enregistrement. <ol><li> Placez l&#39;actif (E1) électrode en anneau sur la peau recouvrant la partie proximale du muscle jumeau de la patte postérieure, à l&#39;articulation du genou, et l&#39;électrode de référence (E2) de l&#39;anneau sur la peau sur la partie mi-métatarsien du pied. </li><li> Afin de réduire l&#39;impédance, manteau de la peau sous-jacente aux électrodes annulaires avec du gel pour saturer les cheveux suffisamment résiduelle et maximiser le contact électrode-peau. Éviter l&#39;application excessive de gel de l&#39;électrode car cela pourrait provoquer un pont électrique entre les électrodes et pourrait empêcher l&#39;enregistrement précis. </li></ol></li><li> Pour la stimulation du nerf sciatique à la patte arrière proximale, utilisez deux isolé 28 g aiguilles monopolaires que la cathode et l&#39;anode. Insérez la cathode dans la région de la patte arrière proximale et insérez le anode plus proximale dans le tissu sous-cutané recouvrant le sacrum. <ol><li> Evitez d&#39;insérer les électrodes de stimulation trop proches du nerf sciatique ou trop profondes qu&#39;il serait directement blessure du nerf sciatique ou une autre structure. La figure 1 illustre le placement des électrodes. </li></ol></li><li> Pour l&#39;électrode de masse, placer une électrode de surface disponible sur le membre postérieur controlatéral ou la queue. </li></ol> 3. Acquisition de données <ol><li> CMAP sciatique <ol><li> Obtenir des réponses sciatiques CMAP en stimulant le nerf sciatique avec des impulsions rectangulaires de 0,1 ms durée et l&#39;intensité allant de 1-10 mA. </li><li> Acquérir réponses CMAP avec l&#39;augmentation de l&#39;intensité du stimulus jusqu&#39;à ce que l&#39;amplitude de la réponse plus augmente. Ensuite, afin d&#39;assurer une stimulation supramaximale, augmenter la stimulation à ~ 120% de l&#39;intensité de stimulation utilisé pour obtenir une réponse maximale et obtenir une réponse supplémentaire. Si il n&#39;y a pas encore augmenter in la taille CMAP, enregistrer cette réponse que le CMAP maximale. </li><li> Enregistrez référence à pic et pic-à-crête amplitudes CMAP en mV (figure 2). </li></ol></li><li> Moyenne simple Potentiel Motor Unit (SMUP) Taille et MUNE Calcul <ol><li> Déterminer le potentiel unique de l&#39;unité de moteur (SMUP) de taille moyenne avec une technique de stimulation incrémentale 1. Pour obtenir des réponses supplémentaires, offrir une stimulation sous-maximal d&#39;une durée de 0,1 ms à une fréquence de 1 Hz tout en augmentant l&#39;intensité de 0,03 mA étapes pour obtenir les minimes tout ou rien réponses. Obtenir la réponse initiale avec l&#39;intensité du stimulus entre 0,21 et 0,70 mA mA. <ol><li> Si la réponse initiale ne se produit pas avec l&#39;intensité du stimulus entre 0,21 mA et 0,70 mA, ajuster la position de la cathode stimulant soit plus près ou plus loin de la position du nerf sciatique dans la cuisse proximale pour diminuer ou augmenter l&#39;intensité du stimulus nécessaire, respectivement. </li><li> Si l&#39;i initialeréponse évolution graduelle est obtenu avec une intensité du stimulus entre 0,21 mA et 0,70 mA et remplit les critères mentionnés ci-dessous (3.2.2), de stocker et enregistrer incréments supplémentaires avec l&#39;augmentation de l&#39;intensité de relance de réglage par pas de 0,03 mA pour obtenir un total de 9 incréments supplémentaires répondre aux critères établis. </li></ol></li><li> Pendant les mesures des réponses supplémentaires, veiller à ce que chaque incrément répond aux critères suivants. <ol><li> Assurez-vous que le pic initiale négative des réponses supplémentaires est aligné temporellement dans le pic négatif de la réponse de la CMAP maximale présentée comme la partie ombrée de l&#39;illustration CMAP à la figure 2. </li><li> Assurez-vous que chaque réponse incrémentale est stable et sans fractionnement, établi en observant trois réponses en double. Distinguer les réponses visuellement supplémentaires en temps réel (en surimpression sur les augmentations enregistrées précédemment). Remarque: Chaque incrément devrait être visuellement distincteet plus large par rapport à la réponse précédente (figure 3). Analyse en temps réel permet la reconnaissance de plus grande amplitude des réponses (différentiels) par rapport à des réponses antérieures, et de petits changements imputables au bruit de fond peut être négligée. Une vue superposée de 10 incréments est montré dans la figure 4 (B et D) pour illustrer davantage ce point. </li><li> Après avoir confirmé visuellement chaque incrément, veiller à ce que la différence amplitude mesurée (confirmé réponse amplitude de la réponse avant = différence d&#39;amplitude) est d&#39;au moins 25 mV. </li><li> Si l&#39;augmentation est inférieure à 25 mV, le jeter et re-mesurer la réponse. Après l&#39;enregistrement de 10 réponses supplémentaires, évaluer les incréments de sorte que l&#39;amplitude de chaque réponse individuelle supplémentaire ne dépasse pas un tiers de la somme de tous les incréments de dix (par exemple l&#39;amplitude totale de la réponse finale). Si cette condition est pas remplie, re-mesurer les réponses supplémentaires. </li></ol></li><li> La moyenne des 10 valeurs incrémentielles de donner une estimation de l&#39;amplitude moyenne unique potentiel de bloc moteur (SMUP) (Figure 3). Remarque: La figure 3 détaille le mode de calcul de moyenne SMUP, mais l&#39;amplitude de SMUP moyenne peut être simplement obtenu en divisant l&#39;ensemble de la réponse amplitude incrémentielle finale par le nombre total d&#39;incréments (par exemple, 10). Exemples de calcul de SMUP individuelles (représentées sur la figure 3): SMUP une amplitude de 1 incrément = crête-à-crête SMUP 1 = 0,050 mV SMUP 2 (amplitude crête-à-crête de l&#39;accroissement 2) = - (amplitude crête-à-crête de l&#39;accroissement 1) SMUP 2 = 0,150 mV 0,050 mV = 0,100 mV <ol><li> Calculer chaque incrément ultérieur (jusqu&#39;à un total de 10), et faire une moyenne des dix incréments. </li></ol></li><li> Calculer MUNE en divisant l&#39;amplitude maximale CMAP (crête-à-crête) par l&#39;amplitude moyenne de SMUP (crête à crête). (MUNE = CMAP / SMUP moyenne). Dans certains systèmes électrophysiologiques, les incréments de SMUP sont mesurés en mV alors CMAP est généralement fournie en mV. Lorsque cela est nécessaire, convertir les résultats CMAP et SMUP à des unités similaires avant le calcul MUNE. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

MUNE et CMAP sont des mesures cliniquement pertinentes fréquemment utilisés dans les études de recherche et dans le suivi des patients atteints de maladies neuromusculaires comme la SLA et l&#39;atrophie musculaire spinale (SMA) 9, 10. Par exemple, dans SMA, CMAP et MUNE sont bien corrélés avec l&#39;âge, la gravité et clinique mesures de la fonction 10-14. Ces deux mesures sont minimalement invasive et permettent évaluation de la fonction longitudinalement dans le même individu. Fait important, ces mesures ne peuvent pas mesurer l&#39;activation ou le recrutement de l&#39;unité de moteur par les motoneurones corticaux, mais ils fournissent une évaluation cliniquement pertinente de l&#39;intégrité du neurone moteur et son équivalent fonctionnel, l&#39;unité de moteur. Les modèles animaux de maladie neuromusculaire sont essentiels à la compréhension des mécanismes pathogènes de la maladie humaine et le développement préclinique des agents thérapeutiques potentiellement efficaces. La capacité à traduire les mesures des résultats et des biomarqueurs qui peuvent êtreutilisé à travers les espèces peuvent faciliter et accélérer l&#39;application des résultats précliniques prometteurs à des essais cliniques humains. Plusieurs groupes ont déjà utilisé les deux mesures électrophysiologiques et de force (mécaniques) pour estimer la fonction de bloc moteur dans des modèles de souris 2-4, 15-22. En raison de la relative complexité des mesures, nous avons affiné ces techniques dans un format visuel pour permettre une utilisation plus répandue et la mise en œuvre chez la souris. Le format de la vidéo de démonstration et de l&#39;instruction, permet étapes clés de la procédure à être mis en évidence et les pièges potentiels qui seront abordés. L&#39;application de ces techniques à des essais précliniques de thérapies potentielles dans les maladies du motoneurone peut améliorer la traduction des thérapies putatives de souris à la maladie humaine. Il ya plusieurs étapes critiques dans le processus d&#39;acquisition des réponses CMAP et MUNE. Le placement des électrodes d&#39;enregistrement appropriée et cohérente et le contact de l&#39;électrode suffisant avec la bichemembres sont essentiels pour la mesure reproductible de l&#39;amplitude et de diminuer le bruit de fond. Par conséquent, un contact étroit entre la peau derrière des membres et des électrodes doit être constamment confirmée. Nous avons trouvé que des électrodes de surface et offrent CMAP MUNE enregistrements plus cohérente que les électrodes à aiguilles. En raison de tissus sous-cutanés très minces, de petits mouvements de surface d&#39;enregistrement de l&#39;aiguille peuvent conduire à grande variation dans amplitudes CMAP. En outre, la nature plus envahissante des électrodes aiguilles est pas optimale pour les souris néonatales ou des études longitudinales en raison de la perturbation de potentiel musculaire et des blessures. Un inconvénient potentiel de l&#39;électrode, des enregistrements de surface non sélectifs concerne la possibilité de résolution réduite si le phénotype de muscle particulier est plus ou moins impliqués par rapport à un autre, ce qui a été rapporté dans un modèle de souris ALS 21. L&#39;acquisition de la taille moyenne des SMUP est techniquement plus difficile par rapport à la CMAP. En raison des petites responstaille de e (dans la gamme de mV plutôt que mV) bruit de fond peut être plus problématique. Le bruit de fond peut être réduite en ajustant l&#39;électrode de masse, la cathode, l&#39;anode, et de vérifier un autre équipement électrique à proximité de l&#39;installation expérimentale. Une cage de Faraday, typiquement utilisé pour des applications d&#39;électrophysiologie intracellulaire, est pas nécessaire. Détermination visuelle des réponses individuelles de SMUP est la compétence la plus difficile à acquérir et prend la pratique pour des résultats cohérents avec une bonne reproductibilité. Il est important de veiller à ce que les SMUPs qui sont enregistrées à l&#39;intérieur initier la durée de la réponse maximale du CMAP. Nous avons défini des critères d&#39;acceptation des réponses individuelles supplémentaires pour rendre ce processus plus simple à réaliser et à augmenter la fiabilité intra- et inter-évaluateur. Un inconvénient potentiel de la technique MUNE incrémentale inclut la possibilité de surestimer le nombre d&#39;unités motrices fonctionnelles dues à l&#39;alternance de motounités de r. Nous avons utilisé une technique similaire à Shefner et al. en ce que chaque réponse doit être considérée de manière reproductible un total de 3 fois de réduire l&#39;impact de ce phénomène 3. Dans notre expérience, les systèmes électrodiagnostiques cliniques sont optimisés pour les études décrites ici grâce à l&#39;amélioration ergonomie des interfaces du système examinateur-électrodiagnostique permettant la facilité de contrôle. Le système à deux canaux utilisé dans notre laboratoire est équipé de deux canaux d&#39;amplification non-commuté en utilisant un amplificateur à 24 bits convertisseur analogique-numérique et un taux de 48 kHz par voie d&#39;échantillonnage. Gain de matériel peut être ajustée de 10nV à 100 mV / division. Le filtre basse fréquence a une portée de 0,2 Hz à 5 kHz, et les paramètres de filtre haute fréquence varie de 30 Hz-10 kHz. Un stimulateur à courant constant est utilisé (intensité: 0-100 mA; durée: 0,02-1 ms). La plupart des systèmes cliniques ont des caractéristiques similaires appropriés et peuvent être ajustés pour enregistrer correctement les réponses CMAP et MUNE. UNn outre, les plates-formes électrophysiologiques standard peuvent être assemblés pour enregistrer adéquatement CMAP et MUNE, mais l&#39;interface peut être nécessaire d&#39;ajuster pour la facilité d&#39;ajustement de la stimulation et l&#39;identification rapide des réponses CMAP et SMUP. Nous avons déjà utilisé les techniques de CMAP et MUNE décrit ici pour permettre une évaluation rapide et reproductible de la sciatique musculaire innervée de la patte postérieure chez la souris pendant la période postnatale précoce à l&#39;âge adulte 5. Ces techniques permettent d&#39;évaluer des modèles de souris lors des tests de comportement pour la fonction motrice est pas possible ou est moins fiable. L&#39;application de cette technique à des souris néonatale facilite l&#39;étude du développement moteur de l&#39;unité et a le potentiel d&#39;élargir notre compréhension de neurone moteur innervation et l&#39;élagage. Par exemple, nous avons montré que le nombre d&#39;unités motrices fonctionnelles enregistrées avec MUNE va augmenter lors de la taille de polyneuronale innervation mononeuronal pendant les deux premières semainess de la vie chez la souris néonatale 5. La capacité à tester souris sur de longues périodes de temps avec cette technique se prête bien à l&#39;étude de la réponse de l&#39;unité de moteur à une lésion du nerf périphérique, des troubles neuromusculaires héréditaires et le vieillissement.

Moteur numéro d&#39;unité estimation (MUNE) a été initialement décrit par McComas et al. Il ya 1 plus de trois décennies. La technique originale est une modification du potentiel d&#39;action musculaire composé (CMAP) Technique d&#39;enregistrement qui utilise une augmentation progressive de la stimulation afin d&#39;obtenir des incréments sous-maximales. Ces augmentations ont été additionnées et moyennées pour déterminer une taille d&#39;environ un potentiel de l&#39;unité de moteur unique (SMUP). Cette taille a été divisée en réponse CMAP pour estimer le nombre d&#39;unités motrices innervant le muscle testé. Après la description originale, de nombreuses variations à l&#39;aide de deux réponses électrophysiologiques et vigueur progressive des mesures (mécaniques) ont été utilisés dans les deux études humaines et des modèles animaux 2. La technique MUNE a été modifié par Shefner et ses collègues d&#39;enquêter sur des modèles murins de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) 3, 4. Dans la description actuelle, nous détaillons simplifIED modifications des techniques MUNE qui sont rapides à effectuer. Surtout, le CMAP et MUNE permettent des mesures fiables dans les deux souris néonatales et adultes 5-8. Individus expérimentés peuvent effectuer ces mesures en 10-20 min par animal, et des mesures répétées sont réalisables qui permet l&#39;acquisition de données longitudinales 5. Dans les études actuelles, nous employons un système électrodiagnostique clinique. Dans notre expérience, les systèmes électrodiagnostiques cliniques sont optimisés pour la capture rapide et efficace des données électrophysiologiques in vivo, les plates-formes électrophysiologiques néanmoins standard peuvent être facilement adaptés pour cette application.

<table><tbody><tr><td>Tondeuse Pro Kit de toilettage pour animaux de compagnie</td><td>Oster</td><td>078577-010-003</td><td>Tondeuses pour l’épilation</td></tr><tr><td>Système EMG Synergy T2</td><td>Natus Neurology</td><td>Modèle n’est plus disponible</td><td>Système électrodiagnostic portable</td></tr><tr><td>Aiguilles monopolaires 28 G</td><td>Teca</td><td>017K121</td><td>Électrodes stimulant la cathode et l’anode</td></tr><tr><td>Alpine Biomed Électrode annulaire numérique avec fils torsadés et connecteurs TP de 1,5 mm.</td><td>Alpine Biomed</td><td>9013S0312</td><td>Électrodes d’enregistrement</td></tr><tr><td>Helping Hands pince alligator avec base en fer</td><td>Radio Shack</td><td>64-079</td><td>Maintien du placement des électrodes d’enregistrement&nbsp ;</td></tr><tr><td>Gel d’électrode Spectra 360&nbsp ;</td><td>Parker Laboratories</td><td>9013G5012</td><td>appliqué pour réduire l’impédance cutanée</td></tr><tr><td>seringue d’irrigation à embout incurvé monoject</td><td>Covidien</td><td>81412012</td><td>utilisé pour l’application de gel d’électrode</td></tr><tr><td>Câble d’aiguille EMG</td><td>Teca</td><td>902-RLC-TP&nbsp ;</td><td>Pour connecter des électrodes monopolaires à un stimulateur électrodiagnostique</td></tr><tr><td>Électrode jetable de 2 po x 2 po ou similaire, taillée au besoin</td><td>Carefusion</td><td>019-415000.</td><td>Électrode de terre</td></tr><tr><td>Petite plaque chauffante avec capteur RTD intégré, 15 x 10 cm</td><td>World Precision Instruments</td><td>61830</td><td>Plaque chauffante utilisée avec un régulateur de température pour animaux pour transmettre la chaleur à l’animal</td></tr><tr><td>Tampon en silicone à utiliser avec ATC2000</td><td>World Precision Instruments</td><td>503573</td><td>coussin conducteur amovible pour couvrir la plaque chauffante pour un nettoyage facile</td></tr><tr><td>Régulateur de température pour animaux</td><td>World Precision Instruments</td><td>ATC2000</td><td>système de chauffage animal à faible bruit pour le maintien de la température</td></tr><tr><td>de l’animal Pommade ophtalmique vétérinaire à base de pétrole&nbsp ;</td><td>Puralube</td><td>26870</td><td>appliqué pendant l’anesthésie pour éviter les lésions cornéennes</td></tr></tbody></table>

nombre électrophysiologique motor unit estimation (mune) mesure composé muscle potentiel d&#39;action (cmap) dans les muscles de souris membres postérieurs

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Le potentiel d’action musculaire composé (CMAP) et l’estimation du nombre d’unités motrices (MUNE) sont des techniques électrophysiologiques qui peuvent être utilisées pour surveiller l’état fonctionnel d’un pool d’unités motrices in vivo. Ces mesures peuvent donner un aperçu du développement normal et de la dégénérescence du système neuromusculaire. Ces mesures ont un potentiel translationnel évident, car elles sont couramment appliquées dans les études diagnostiques et cliniques sur l’homme. Nous présentons des techniques électrophysiologiques similaires à celles employées chez l’homme pour permettre l’enregistrement de la fonction du nerf sciatique chez la souris. La réponse CMAP représente le résultat électrophysiologique d’un muscle ou d’un groupe de muscles suite à une stimulation supramaximale d’un nerf périphérique. MUNE est une technique électrophysiologique basée sur les modifications de la réponse CMAP. MUNE est une valeur calculée qui représente le nombre estimé de motoneurones ou d’axones (entrée de commande motrice) alimentant le muscle ou le groupe de muscles testés. Nous présentons des méthodes d’enregistrement des réponses CMAP des muscles proximaux de la jambe à l’aide d’électrodes d’enregistrement de surface suite à la stimulation du nerf sciatique chez la souris. Une technique MUNE incrémentielle est décrite à l’aide de stimuli sous-maximaux pour déterminer la taille moyenne du potentiel d’une unité motrice unique (SMUP). MUNE est calculé en divisant l’amplitude CMAP (crête à crête) par l’amplitude SMUP (crête à crête). Ces techniques électrophysiologiques permettent des mesures répétées chez les souris néonatales et adultes de manière à faciliter l’analyse et la collecte de données rapides tout en réduisant le nombre d’animaux nécessaires aux tests expérimentaux. De plus, ces mesures sont similaires à celles enregistrées dans les études humaines, ce qui permet des comparaisons plus directes.

Les techniques de CMAP et MUNE décrits dans le présent rapport permettre l&#39;enregistrement de la fonction neuromusculaire des muscles innervés sciatiques des pattes postérieures en utilisant le placement des électrodes minimalement invasive (Figure 1). Supramaximale CMAP taille, qui représente le rendement total à partir d&#39;un groupe de muscles, peut être décrit à l&#39;aide des paramètres d&#39;amplitude et de zone (figure 2), cependant, dans les procédés actuels, on utilise l&#39;amplitude de quantifier la CMAP et les tailles de SMUP. Etant donné que les mesures d&#39;intervention CMAP sommées dépolarisation des fibres musculaires dans un muscle, de la pathologie à partir de n&#39;importe où le neurone moteur de la fibre musculaire peut entraîner une réduction de la taille CMAP. Par conséquent, le CMAP donne une excellente mesure de l&#39;état fonctionnel totale. Comme prévu, la taille CMAP va augmenter au cours du développement 5. En raison de changements compensatoires qui peuvent survenir dénervation suivante (c.-à-garantie de germination), la taille CMAP peut être maintenue malgré processus de moteur neurou perte axonale moteur. Par conséquent, la technique de MUNE est nécessaire pour déterminer le neurone moteur ou d&#39;entrée de l&#39;axone au muscle ou groupe de muscles en cours de test. Enregistrement des différents incréments (Figure 3) permet une estimation de la production moyenne de simples unités motrices (taille de SMUP) de donner des informations plus détaillées sur l&#39;état fonctionnel des unités motrices. CMAP et MUNE peuvent être utilisés pour mesurer la fonction neuromusculaire dans différents modèles murins de la maladie neuromusculaire. Dans la figure 4, les conclusions d&#39;une souris de contrôle des adultes et une souris adulte 11 semaines après écrasement du nerf sciatique sont contrastées. Après l&#39;écrasement du nerf sciatique, MUNE est sévèrement réduite à 50 unités motrices fonctionnelles estimées par rapport aux résultats normaux de 278 unités motrices fonctionnelles chez la souris de contrôle. En revanche, l&#39;amplitude CMAP chez l&#39;animal broyé (39,6 mV ligne de base à crête, 74,9 mV crête à crête) montre seulement une légère réduction par rapport au témoin (49,0 mV à base-peak, 84,2 mV crête à crête) en raison de garanties germination. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig1.jpg" /> Figure 1. placement des électrodes. Le noir (E1) électrode «active» (A) et rouge (E2) électrode d&#39;enregistrement &quot;de référence&quot; (B) sont placés sur les jumeaux à la partie proximale de la jumeau au niveau du genou. La cathode de stimulation (noir) (C) et l&#39;anode (rouge) (D) sont insérés par voie sous- cutanée proximale aux électrodes d&#39;enregistrement afin de générer des réponses distales. Une électrode de disque jetable (D) est placé sur la patte arrière, la queue ou sacrum comme un motif pour minimiser artefact. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Figure 2. Composé Muscle potentiel d&#39;action. Sur la photo est une illustration d&#39;une réponse de la CMAP représentant. (A) L&#39;amplitude de base-à-crête est mesurée à partir de la ligne de base isoélectrique au pic initiale négative (tension négative est représentée au-dessus de la ligne de base). ( B) L&#39;amplitude crête-à-crête est mesurée à partir de la tension négative de crête à la tension de crête positive. La zone en gris dénote la zone pic négatif. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig3.jpg" /> Figure 3. réponses incrémentaux. Deux réponses supplémentaires représentatifs sont présentés superposées et à Isolation. Pour le calcul des amplitudes de MUNE chaque incrément sont mesurées crête-à-crête. Incrément N ° 1 est le premier tout-ou-rien réponse enregistrés et représente un potentiel de l&#39;unité de moteur unique (SMUP). Chaque augmentation subséquente (# 2-10) représente une augmentation quantique superposé sur la réponse avant. Par conséquent, pour obtenir les amplitudes SMUP pour incréments 2-10, l&#39;amplitude de la réponse avant est soustraite de l&#39;amplitude de l&#39;augmentation obtenue. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig3large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig4.jpg" /> Figure 4. Exemple sciatique CMAP et MUNE. (A) de potentiel composé sciatique d&#39;action musculaire (CMAP) chez un adulte (6 mois) de la souris de contrôle avec une amplitude de base-à-crête de 49,0 mV et à crêteamplitude de crête de 84,2 mV. La sensibilité de l&#39;écran = 10 mV par division et la durée de l&#39;écran 10 ms. (B) Dix réponses supplémentaires correspondants (à la souris de contrôle) avec une amplitude totale de 3.028 mV sont divisés par 10 pour déterminer la taille de SMUP moyenne (0,3028 mV). La sensibilité de l&#39;écran = 0,5 mV et la vitesse de balayage de 1 ms par division. Calculé MUNE = 278 (MUNE = CMAP / SMUP moyenne (84,2 mV / 0,3028 mV)) (C) sciatique CMAP 11 semaines suivantes sciatique écrasement du nerf dans une souris adulte (6 mois) montrant légèrement réduit l&#39;amplitude de base-à-crête ( 39,6 mV) et l&#39;amplitude pic-à-pic (74,9 mV). La sensibilité de l&#39;écran = 10 mV par division et la vitesse de balayage de 1 ms par division. (D) Dix réponses supplémentaires (à la souris avec écrasement du nerf) avec amplitude totale de pic à pic de 14,923 mV divisé par 10 correspondant à obtenir une SMUP moyenne taille de 1,4923 mV. La sensibilité de l&#39;écran = 2 mV par division et une vitesse de balayage de 1 ms par division. Calculé MUNE = 50 (MUNE = CMAP/ SMUP moyenne (74,9 mV / 1,4923 mV)). (** Notez la sensibilité différente pour les réponses supplémentaires de la souris à l&#39;écrasement sciatique). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

Nous présentons raffinés protocoles qui permettent à la surveillance in vivo de la fonction de l&#39;unité de moteur dans la souris. Techniques pour mesurer le potentiel d&#39;action composé de muscle (CMAP) et le numéro de bloc moteur estimation (MUNE) dans les muscles des membres postérieurs de la souris innervés par le nerf sciatique sont décrits.

Nombre électrophysiologique Motor Unit Estimation (MUNE) Mesure composé Muscle Potentiel d&#39;action (CMAP) dans les muscles de souris membres postérieurs

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

L'objectif général de l'expérience suivante est d'estimer le nombre d'unités motrices fonctionnelles innervant les muscles tricipitaux de la souris in vivo. Cela est réalisé en mesurant d'abord l'amplitude maximale du PSCM provenant des muscles tricipitaux. Dans un deuxième temps, 10 réponses incrémentielles sous-maximales sont obtenues, puis moyennées afin de fournir l'amplitude moyenne du potentiel d'action d'une unité motrice unique.Ensuite, l'amplitude de la cmap est divisée par l'amplitude moyenne du SUP. Afin de calculer le muni, les résultats fournissent une estimation in vivo du nombre d'unités motrices fonctionnelles innervant les muscles du triceps et des membres postérieurs. La technique électrophysiologique d'estimation du nombre d'unités motrices, ou muni, peut être utilisée pour étudier des thérapies précliniques destinées aux troubles ou lésions du système nerveux périphérique.Nous avons eu pour la première fois l'idée de cette méthode en étudiant le modèle murin Delta sept de l'atrophie musculaire spinale. Chez ce modèle, la maladie se présente avec un phénotype sévère, et nous avons donc dû examiner la souris néonatale. Cette technique peut ainsi être utilisée aussi bien chez la souris néonatale que chez la souris adulte.La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle afin d'obtenir des réponses progressives reproductibles, permettant une estimation précise du nombre d'unités motrices fonctionnelles. Le principal avantage de cette technique par rapport à d'autres méthodes de mesure des unités motrices chez la souris, telles que celles fondées sur des mesures incrémentielles de force, est qu'elle est peu invasive et peut être répétée dans le temps. La possibilité de réaliser des évaluations cliniquement pertinentes, fiables et répétées de l'intégrité des unités motrices dans des modèles de maladies des motoneurones et de lésions des nerfs périphériques augmente le potentiel translationnel de ces modèles et approfondit notre compréhension des facteurs déterminants du maintien et de la santé des unités motrices.Pour effectuer les enregistrements cmap et muni, placer l'électrode annulaire active sur la peau, au-dessus de la portion proximale de la patte postérieure, au niveau du muscle gastrocnémien d'une souris anesthésiée. Ensuite, placer l'électrode annulaire de référence sur la peau, au niveau de la portion médiane des métatarses du pied afin de réduire l'impédance ; appliquer un gel sur la peau et les poils résiduels situés sous les électrodes annulaires pour optimiser le contact entre les électrodes et la peau. Éviter d'appliquer excessivement du gel d'électrode, car cela pourrait créer un pont électrique entre les électrodes et empêcher un enregistrement précis lors de la stimulation du nerf sciatique.Insérez une aiguille monopolaire isolée de calibre 28 en tant que cathode dans le membre postérieur proximal. Évitez d'insérer les électrodes de stimulation trop près du nerf sciatique ou trop profondément, car cela pourrait endommager le nerf sciatique ou d'autres structures. Insérez une autre aiguille monopolaire isolée de calibre 28 en tant qu'anode, plus proximalement, dans le tissu sous-cutané recouvrant le sacrum. Ensuite, placez une électrode de surface jetable en tant qu'électrode de mise à la terre sur le membre postérieur controlatéral ou sur la queue.Dans cette procédure, obtenir les réponses CMAP sciatique en stimulant le nerf sciatique à l’aide d’impulsions en onde carrée de 0,1 milliseconde de durée. Enregistrer les réponses CMAP en augmentant l’intensité du stimulus de un à 10 milliampères jusqu’à ce que l’amplitude de la réponse n’augmente plus. Afin de garantir une stimulation supramaximale, augmenter la stimulation à environ 120 % de l’intensité du stimulus utilisée pour obtenir une réponse maximale et une réponse supplémentaire.Si aucune augmentation supplémentaire de la taille du cmap n'est observée, enregistrer cette réponse comme le cmap maximal. Ensuite, enregistrer les amplitudes du cmap de la ligne de base au sommet et du sommet au sommet, en millivolts. Pour déterminer la taille moyenne du SUP, utiliser la technique de stimulation progressive en appliquant une stimulation submaximale tout en augmentant l'intensité par paliers de 0,03 milliampère afin d'obtenir les réponses minimales tout-ou-rien.Si la réponse initiale ne se produit pas avec une intensité du stimulus comprise entre 0,21 milliampères et 0,70 milliampères, ajustez la position de la cathode stimulante en la rapprochant ou en l'éloignant de la position du nerf sciatique dans la cuisse proximale. Obtenez la réponse incrémentielle initiale illustrée ici. Assurez-vous que la latence du pic négatif de la réponse incrémentielle s'aligne approximativement avec le pic négatif de la réponse cmap maximale obtenue précédemment.Veillez à ce que la réponse soit stable et sans fractionnement en observant trois réponses incrémentielles cohérentes en temps réel et assurez-vous que l'amplitude est d'au moins 25 microvolts. Ensuite, obtenez le deuxième incrément, en veillant à ce qu'il soit stable et sans fractionnement en superposant trois réponses incrémentielles en temps réel. Le deuxième incrément doit être visuellement distinct et présenter une amplitude supérieure d'au moins 25 microvolts à celle de la réponse précédente.Ensuite, obtenez la troisième réponse incrémentielle en vous assurant que l'incrément est stable et sans fractionnement. Comme pour la deuxième réponse incrémentielle précédemment montrée, le troisième incrément doit être visuellement distinct et présenter une amplitude d'au moins 25 microvolts supérieure à celle de la deuxième réponse. Continuez à acquérir des réponses incrémentielles de cette manière jusqu'à ce qu'un total de 10 réponses incrémentielles ait été enregistré.Évaluez les incréments afin de garantir que l'amplitude de chaque réponse individuelle soit inférieure à un tiers de la somme des 10 incréments. Ensuite, utilisez les 10 valeurs incrémentielles pour obtenir l'amplitude moyenne de la réponse SUP. Les valeurs calculées pour les 10 réponses incrémentielles sont indiquées.La taille moyenne des SUP est déterminée en faisant la moyenne des 10 incréments ou simplement en divisant l'incrément final par 10. Ensuite, calculez muni en divisant l'amplitude maximale crête à crête de la cmap par l'amplitude moyenne du SM. Pour illustrer une application de ces techniques, nous avons étudié l'effet de la compression du nerf sciatique sur la fonction des unités motrices.Dans cette figure, les réponses d'une souris adulte témoin et d'une souris adulte 11 semaines après une lésion du nerf sciatique sont comparées, sans différence de sensibilité entre les enregistrements. Après la lésion du nerf sciatique, le nombre d'unités motrices fonctionnelles est fortement réduit, avec seulement 50 unités motrices fonctionnelles estimées contre une valeur normale de 278 unités motrices fonctionnelles chez la souris témoin. En revanche, l'amplitude du potentiel moteur composé chez l'animal lésé montre une réduction modérée par rapport au témoin, en raison du bourgeonnement collatéral.Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière effectuer l’estimation du nombre d’unités motrices dans les muscles du membre postérieur de la souris in vivo. Une fois maîtrisée, cette technique peut généralement être réalisée en moins de 20 minutes si elle est exécutée correctement. Nous espérons que cette démonstration visuelle du protocole encouragera une adoption généralisée de cette méthode importante, ce qui, selon nous, conduira à une meilleure fiabilité interlaboratoire et à une traduction efficace des découvertes du laboratoire vers des thérapies cliniques pertinentes.

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JoVE Journal

Behavior

Comportement

Cette nouvelle méthode permet l'enregistrement simultané intracellulaire d'une souris adulte seul motoneurone et la mesure de la force produite par les fibres musculaires. L'enquête combine des propriétés électriques et mécaniques des unités motrices chez les animaux normaux et génétiquement modifiées est une percée pour l'étude du système neuromusculaire.

Enregistrement simultané intracellulaire d&#39;un motoneurone lombaire et la force produite par l&#39;unité de moteur chez la souris adulte<em&gt; In vivo</em

Cette vidéo présente une technique in vivo de mesure du potentiel d’action musculaire composé (CMAP) chez la souris. Il décrit les étapes de mise en place des électrodes, de stimulation des neurones des membres antérieurs qui innervent les fibres musculaires et d’enregistrement des réponses musculaires. La technique évalue la démyélinisation neuronale et la perte de neurones fonctionnels.

Mesure des potentiels d’action musculaire composés dans les muscles des membres antérieurs de souris in vivo

Cette vidéo montre la procédure d’enregistrement du potentiel d’action musculaire composé (CMAP) chez le rat en appliquant des stimuli électriques au nerf cubital, en ajustant les électrodes pour un signal optimal et en augmentant la stimulation pour évaluer la fonctionnalité nerveuse. Cette méthode permet d’étudier in vivo les fonctions nerveuses périphériques dans les troubles neurologiques.

Mesure in vivo du potentiel d’action musculaire composé chez un rat

Cette vidéo décrit l’enregistrement des potentiels d’action musculaire composés (CMAP) dans les fibres musculaires du diaphragme chez un rat grâce à la stimulation du nerf phrénique. Une stimulation électrique à haute intensité du nerf phrénique génère des potentiels d’action dans les fibres musculaires du diaphragme, qui sont observés en obtenant la courbe de réponse.

Mesure des potentiels d’action musculaire composés en stimulant le nerf phrénique chez un rat

Ce protocole décrit une nouvelle méthode pour estimer le nombre d’unités motrices fonctionnant dans un muscle, en ajustant un modèle à une courbe de stimulus / réponse détaillée du potentiel d’action composé de muscle. Il est rapide et facile à réaliser et à analyser et a l’excellente reproductibilité.

CMAP Scan MUNE (MScan) - une méthode d’Estimation (MUNE) Numéro de bloc moteur roman

La mesure de la conduction nerveuse est un outil utile pour évaluer les modèles murins de la neurodégénérescence, mais il est fréquemment appliqué seulement pour stimuler le nerf sciatique dans les membres postérieurs. Nous décrivons ici une technique pour mesurer les composés muscle potentiel d’action (CMAP) in vivo dans les muscles des membres antérieurs de souris innervés par le plexus brachial.

In Vivo Électrophysiologique mesure du potentiel d’Action musculaire composé de membres antérieurs dans des modèles murins de la dégénérescence des motoneurones

Présenté est un protocole pour produire différents types de lésions médianes de nerf (MN) et de réparation dans le rat. En outre, le protocole montre comment évaluer la récupération fonctionnelle du nerf à l’aide de plusieurs tests comportementaux non invasifs et des mesures physiologiques.

Méthodes fonctionnelles et physiologiques d’évaluation de la régénération médiane du nerf chez le rat

Cette méthode permet l’enregistrement de la force des contractions twitch et tétanos et des potentiels d’action dans trois types d’unités motrices dans le muscle gastrocnemius médial de rat. L’isolement fonctionnel d’une seule unité motrice est induit par la stimulation électrique de l’axon.

Isolement fonctionnel des unités motrices individuelles du muscle gastrocnemius de Rat Medial

Dans cette étude, nous présentons une méthode in vivo d’estimation du nombre et de la taille de l’unité motrice afin de quantifier la connectivité de l’unité motrice à diaphragme de rat. Une approche étape par étape de ces techniques est décrite.

Évaluation des mesures de résultats de la connectivité des unités motrices du diaphragme du rat en tant que biomarqueurs quantitatifs de la dégénérescence et de la compensation des motoneurones phréniques

Inchworming est un mouvement de creusement synchrone très répétitif affichée par BTBR T + RTI 3TF / J (BTBR) souris lorsqu'il est placé dans une cage de test avec une literie de sciure suffisante. La procédure est une modification du protocole d'interaction sociale des mineurs et est utilisée ici pour évaluer stéréotypies motrices répétitives pertinentes pour troubles du spectre autistique.

Inchworming: A Novel moteur Stéréotypie dans le BTBR<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; Tf</sup</em&gt; / J modèle de souris de l&#39;autisme

Découvrez l'estimation du nombre d'unités motrices par électrophysiologie chez la souris. Cette méthode permet d'évaluer l'intégrité des unités motrices dans les muscles des membres postérieurs de manière minimalement invasive et répétable.

Nombre électrophysiologique Motor Unit Estimation (MUNE) Mesure composé Muscle Potentiel daction (CMAP) dans les muscles de souris membres postérieurs (Vidéo) | JoVE Journal

Nombre électrophysiologique Motor Unit Estimation (MUNE) Mesure composé Muscle Potentiel d'action (CMAP) dans les muscles de souris membres postérieurs

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