Name: Un mécanisme innovant basé sur des roues de course pour lamélioration de la performance Formation Rat (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: Découvrez un système de roue de course positionnelle pour quantifier l'exercice physique chez le rat et prévenir l'accident vasculaire cérébral ischémique. Cette méthode innovante surpasse les tapis roulants traditionnels.

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Les auteurs tiennent à remercier le Dr Jhi-Joung Wang, qui est le vice-surintendant de l’éducation au Centre médical Chi-Mei, et le Dr Chih-Chan Lin du Centre des animaux de laboratoire, Département de la recherche médicale, Centre médical Chi-Mei, 901 Zhonghua, Yongkang Dist., Tainan City 701, Taïwan, pour avoir fourni le lieu de tournage. Ils tiennent également à remercier Mlle Ling-Yu Tang et M. Chung-Ham Wang du Département de la recherche médicale du Centre médical Chi-Mei, à Tainan, à Taïwan, pour leur aide précieuse dans la démonstration du système prototype dans des expériences réelles avec des rats. L’auteur remercie vivement le ministère de la Science et de la Technologie (MOST 104-2218-E-167-001-) de Taïwan pour son soutien.

Déclaration d&#39;éthique: Les procédures expérimentales ont été approuvées par le comité d&#39;éthique des animaux du sud de Taiwan University of Science and Technology Laboratory Animal Center, National Science Council, République de Chine (Tainan, Taiwan). 1. Construire la structure de course de roue REMARQUE: Tous acrylique doit être transparent. Laver la roue démontée avec de l&#39;eau, puis utiliser l&#39;alcool pour essuyer la chenille en caoutchouc et les feuilles acryliques après chaque utilisation. <ol><li> Obtenir une roue de roulement acrylique pour être de 55 cm de diamètre et 15 cm de largeur. NOTE: Cette roue est supérieure à une roue traditionnelle de roulement (diamètre = 35 cm; largeur = 12 cm) (F igure 1A). </li><li> L&#39; utilisation d&#39; un couteau, découper une ouverture en quart de cercle dans un côté de la roue de roulement pour agir comme une entrée et une sortie aussi bien pour les rats (figure 1B). Placer une couche de chenille en caoutchouc à haut frottement à l&#39;intérieur de la acrroue ylique (figure 1B). </li><li> Placez une tige de fer avec des roulements pour relier la roue de roulement (figure 1B). Placez deux colonnes triangulaires acryliques de chaque côté de la roue de roulement pour agir en tant que cadre de support (figure 1B). </li><li> Joindre une feuille de 1 mm d&#39;épaisseur semi-circulaire, acrylique transparent sur les côtés extérieurs des deux colonnes triangulaires à l&#39;aide de vis. Utilisez cette feuille pour déployer les capteurs infrarouges. Faire en sorte que les feuilles acryliques sont d&#39;environ 3 cm de chaque côté de la roue de roulement. </li></ol> 2. Déploiement des capteurs infrarouges et Définition de la zone d&#39;exercice efficace NOTE: Prendre en compte la taille de la roue de roulement et la longueur de rat dans la conception d&#39;un système infrarouge. Un rat ne déclenche un capteur unique à la fois. Dans cette expérience, les rats sont compris entre 20 et 23 cm de long. <ol><li> Percez un trou dans les plaques acryliques chaque (intervalle d&#39;arc = 21 cm) à 45 °, avec la distanceentre deux trous étant à peu près équivalente à la longueur d&#39;un rat d&#39;essai. Faire des trous de la même taille que les capteurs infrarouges (figure 2A). NOTE: Pour MRWs traditionnels, percer un trou tous les 70 ° (intervalle d&#39;arc = 21 cm, figure 2B). </li><li> Au cours d&#39;une expérience PRW, maintenir les rats à un état d&#39;équilibre de courant entre 0 ° à 135 °. NOTE: Ainsi définir cette zone comme la zone d&#39;exercice effectif, tout en vue de toutes les autres sections que les aires d&#39;exercice inefficaces. Pour MRWs traditionnels, définir la zone d&#39;exercice efficace que la portion comprise entre 0 ° à 140 ° (figure 2B). </li></ol> 3. Conduire la roue de roulement <ol><li> Utilisez un moteur à courant continu sans balais et un pilote de moteur pour entraîner la roue de roulement. </li><li> Monter un disque de 10 cm de diamètre en caoutchouc sur l&#39; axe central du moteur (figure 1B). </li><li> Utilisation de l&#39;armature de fer et des ressorts pour supporter le moteur, branchez le disque en caoutchoucl&#39;axe central du moteur sur le côté extérieur de la roue de roulement. NOTE: Les ressorts doivent coopérer avec les vis pour permettre des ajustements en hauteur du moteur dynamique et pour empêcher le disque de caoutchouc d&#39;être déconnecté à la piste de roue de roulement en raison des ressorts lâches. </li><li> Faire fonctionner le moteur pour entraîner les 10 cm disque de caoutchouc de diamètre à l&#39;aide d&#39;un microcontrôleur, et d&#39;observer la roue tourner en raison de la friction entre le disque de caoutchouc et la piste de la roue, la création d&#39;une plate-forme de roue de roulement motorisé. </li><li> Installer quatre capteurs infrarouges de manière séquentielle entre 0 ° et 135 ° (figure 2A). NOTE: Pour MRWs traditionnels, monter des capteurs entre 0 ° à 140 ° (figure 2B). </li><li> Connectez quatre paires de capteurs infrarouges montés dans les deux feuilles d&#39;acrylique aux broches générales du microcontrôleur à l&#39;aide de câbles à âme unique, formant ainsi un système de positionnement de roue de roulement. </li></ol> 4. Construire un accélér Adaptivesur la courbe <ol><li> Trois jours avant le début de l&#39;entraînement officiel d&#39;exercice de 3 semaines, la formation des rats en actionnant manuellement la roue de roulement. NOTE: Le but est de permettre aux rats de se familiariser avec l&#39;environnement en cours d&#39;exécution, et est de tester si chaque rat peut supporter en cours d&#39;exécution à 20 m / min. <ol><li> Pendant la formation, à commande manuelle, d&#39;accélérer progressivement la vitesse de défilement jusqu&#39;à ce qu&#39;un rat est incapable de suivre le rythme. Lorsque cela se produit, réduire la vitesse jusqu&#39;à ce que le rat retrouve un rythme de fonctionnement régulier, puis augmenter progressivement la vitesse jusqu&#39;à ce que le rat atteint 20 m / min (lignes en pointillés sur la figure 3). Le manuel de formation comprend sept rats pour construire les courbes de formation. </li></ol></li><li> En utilisant une équation numérique pour adapter les données mesurées au jour 3 du test manuel, calculer les courbes d&#39;accélération les plus proches du manuel de formation (la courbe avec les cercles, la figure 3). Fit l&#39; équation 1 aux données brutes, où C ini = 8, C fin </sub&gt; = 20 et τ = 30 représentent la vitesse initiale, la vitesse finale et la constante, respectivement le temps). NOTE: Cette équation s&#39;adapte à l&#39;état du corps d&#39;un rat. Par conséquent, se référer à la courbe calculée comme un modèle d&#39;accélération de formation adaptative. <img alt="L&#39;équation 1" src="/files/ftp_upload/54354/54354eq1.jpg" /> (1) </li><li> Utilisez l&#39;équation 1 pour la semaine 1 de la formation formelle. </li><li> Pour les semaines 2 et 3 de la formation, régler les paramètres de l&#39;équation 1, c&#39;est-à-dire, le changement A 12-22, pour permettre à la vitesse pour atteindre 30 m / min. </li></ol> 5. Contrôle du Logiciel REMARQUE: Exclusivement développer un code pour le fonctionnement du moteur à microcontrôleur et pour la transmission de signaux en provenance des capteurs infrarouges à un ordinateur pour une analyse ultérieure des données. <ol><li> Utiliser un langage de programmation C pour écrire un programme de contrôle du logiciel contenant un programme principal et deux routines d&#39;interruption de service pour la minuterie enle microcontrôleur 18. <ol><li> Assurez-vous que le programme principal initialise le registre du microcontrôleur et construit un modèle de courbe d&#39;accélération adaptative dans la mémoire du microcontrôleur. </li><li> Utilisez la routine d&#39;interruption de service de minuterie 0 pour activer la courbe d&#39;accélération adaptative et calculer la durée de la formation entière. </li><li> Utiliser la routine d&#39;interruption de service de minuterie 1 pour extraire les données des signaux des capteurs infrarouges et pour transférer les données vers l&#39;ordinateur. </li><li> Utilisez le programme principal pour enregistrer la position de 0 o pour régler la vitesse de la roue de roulement. </li></ol></li><li> Une fois que le capteur de réception IR à 0 ° est déclenchée, l&#39;interpréter comme une incidence de la chute, qui est accumulé par le programme principal. Le moment où les fois d&#39;occurrence des incidents de chute atteint le seuil de 10% du nombre de détections de position de rat, deaccelerate la roue de roulement automatiquement en tant que mesure de sécurité pour les rats entraînés. NOTE: La o vitessef roue en cours d&#39; exécution est réduite jusqu&#39;à ce que le rat peut revenir à la zone de sécurité (0 o à 135 o) et de maintenir un état ​​de fonctionnement stable pour la mesure de sécurité. </li></ol> 6. Utilisation du système de roue de course de positionnement <ol><li> Allumez le microcontrôleur et attendre pour un opérateur d&#39;appuyer sur le bouton pour démarrer le modèle de formation de chaque semaine. <ol><li> Appuyez sur le bouton &quot;Démarrer&quot; pour lancer le modèle de formation pour la semaine 1. REMARQUE: Le moteur accélère automatiquement en fonction de la courbe d&#39;accélération adaptatif jusqu&#39;à ce qu&#39;elle atteigne 20 m / min, et arrête automatiquement après 30 min. </li><li> Appuyez sur le bouton &quot;Démarrer&quot; pour lancer le modèle de formation pour la semaine 2. REMARQUE: Le moteur accélère automatiquement en fonction de la courbe d&#39;accélération adaptatif jusqu&#39;à ce qu&#39;elle atteigne 30 m / min, et arrête automatiquement après 30 min. </li><li> Appuyez sur le bouton &quot;Démarrer&quot; pour lancer le modèle de formation pour la semaine 3. NOTE: Le moteur automatiquement accelerates sur la base de la courbe d&#39;accélération adaptatif jusqu&#39;à ce qu&#39;elle atteigne 30 m / min, et arrête automatiquement après 60 min. NOTE: Tout au long du processus de formation, de transmettre les données de signaux reçus des capteurs infrarouges à un ordinateur sans fil. </li></ol></li><li> L&#39;utilisation d&#39;un ordinateur, d&#39;analyser les données de localisation pour obtenir une mesure d&#39;exercice efficace pour le processus d&#39;exercice ( <img alt="équation 2" src="/files/ftp_upload/54354/54354eq2.jpg" /> ). Voir l&#39;équation 2. <img alt="l&#39;équation 3" src="/files/ftp_upload/54354/54354eq3.jpg" /> (2) NOTE: EEE, EED et IED représentent la mesure d&#39;exercice effectif, les durées efficaces et inefficaces exercice, respectivement. </li></ol> 7. Formation des Rats <ol><li> diviser Aléatoirement mâles adultes rats Sprague-Dawley en cinq groupes (n = 9 pour chaque groupe): les simulacres, le contrôle, tapis roulant, MRW et PRW groupes. </li><li> Effectuer un exercice de formation de 3 semaines pour les trois groupes d&#39;exercice, à savoir le trgroupes eadmill, MRW et PRW, alors que ne le font pas pour l&#39;imposture et les groupes témoins. NOTE: La formation d&#39;exercice de 3 semaines pour chaque groupe d&#39;exercice est de 20 m / min pendant 30 minutes au cours de la semaine 1, 30 m / min pendant 30 minutes au cours de la semaine 2 et 30 m / min pendant 60 minutes au cours de la semaine 3. </li></ol> 8. animale et modèle de l&#39;AVC <ol><li> Comme indiqué dans Sec. 7.1, diviser au hasard tous les adultes mâles rats Sprague-Dawley impliqués, pesant entre 250-280 g, en 5 groupes. </li><li> Peser tous les animaux pour assurer précis des calculs de dosage des médicaments. Anesthésier les rats avec du pentobarbital sodique (25 mg / kg par voie intrapéritonéale [IP]) et un mélange contenant de la kétamine (4,4 mg / kg par voie intramusculaire [im]), atropine (0,02633 mg / kg [im]) et de xylazine (6,77 mg / kg, [im]). <ol><li> Évaluer la profondeur de l&#39; anesthésie en surveillant le taux de respiration (70-115 respirations normales / min), le rythme, la profondeur de la respiration, la couleur des muqueuses et des tests réguliers des réflexes, par exemple pincement des orteils, pincement de la queue, la paupière / cilset palpébrale. </li></ol></li><li> Insérer des sondes de température dans le rectum et pour maintenir la température rectale compris entre 37 et 37,5 ° C en utilisant des lampes chauffantes séparées. </li><li> Provoquer ischémie focale transitoire occlusion de l&#39; artère cérébrale moyenne (MCAo) en insérant un filament dans l&#39;artère carotide interne pour obturer l&#39;orifice de l&#39;artère cérébrale moyenne via carotide externe approche de l&#39; artère 19. <ol><li> Effectuez les mêmes procédures d&#39;exploitation sur les animaux opérés de manière fictive, alors que ne pas insérer un filament dans l&#39;artère carotide interne. Maintenir une ischémie cérébrale focale pendant 1 heure, retirer le filament, fermer l&#39;incision, puis laisser 1 cm de la suture en nylon en saillie, qui pourrait être retiré pour permettre la reperfusion. </li></ol></li><li> Administrer sous-cutanée (sc), injection d&#39;un analgésique (buprénorphine (0,05 mg / kg, sc)), dans les animaux pour l&#39;analgésie deux fois par jour pendant 3 jours. </li></ol> 9. Évaluation Neural Dommages <ol><li> Evalfonctions luer neurologiques et motrices, respectivement, par le score de gravité neurologique (MNSs) 20 et un test de plan incliné 21. NOTE: MNSs est un composite du moteur (état musculaire, mouvement anormal), sensoriel (visuel, tactile et proprioceptive) et des tests de réflexes. Donner un point pour non-exécution d&#39;une tâche. Taux fonction neurologique sur une échelle de 0-18 (score normal = 0; maximale score déficit = 18). </li><li> Évaluer tous les rats en termes de performance comportementale la veille et par jour pendant un laps de temps de 7 jours après la chirurgie. </li><li> Mesurer la biche force branche de préhension du rat en utilisant un plan incliné. <ol><li> Placer des rats sur l&#39;appareil d&#39;escalade inclinée sur une base quotidienne, et s&#39;acclimater aux rats à l&#39;appareil et les conditions de test 1 semaine avant l&#39;essai. </li><li> Placer chaque rat sur l&#39;appareil et favoriser le rat à monter sur la plate-forme jusqu&#39;à ce que le haut de l&#39;appareil pendant la période d&#39;acclimatation. </li><li> Placez le rat àla partie supérieure de l&#39;appareil avec la tête vers le bas au cours des essais. Faire en sorte que l&#39;axe du corps des haubans de rats le long d&#39;une surface nervurée 2 caoutchouc 20 x 20 cm sur le plan incliné à partir d&#39;un angle de 25 °. </li><li> Augmenter l&#39;angle dynamiquement à l&#39;aide d&#39;une vis à billes relié à un moteur pas à pas pour déterminer l&#39;angle maximal auquel un animal pourrait tenir au plan. Augmenter l&#39;angle du plan incliné progressivement jusqu&#39;à ce que la souris n&#39;a pas réussi à maintenir sur le plan incliné, puis détecter un événement glisser vers le bas. Le degré de plan incliné de référence est de 25 ° au début. </li><li> Demandez à deux observateurs (inconscients de ce traitement , les rats avaient été donnés), d&#39;examiner de façon indépendante et marquer tous les tests de comportement, à savoir la moyenne des angles maximaux gauche et du côté droit. </li></ol></li><li> Sacri fi ce de tous les animaux le jour 7 après MCAo. Perfuser les coeurs des animaux sous anesthésie profonde (pentobarbital de sodium 100 mg / kg, ip) avec une solution saline 22 </sup&gt;. Retirez puis immerger le tissu cérébral dans une solution saline froide pendant 5 minutes, qui est ensuite découpé en 2.0 mm coupes coronales en utilisant une trancheuse de tissu 22. </li><li> Immerger les coupes de cerveau frais en 2, 3, chlorure de 5-triphényltétrazolium (TTC) à 37 ° C pendant 30 min, puis transférer les tranches de solution de formaldéhyde de 5% pour fi xation à 4 ° C pendant 24 heures. Placer les tranches de cerveau colorées sur un support de plexiglas. </li><li> Photographier les tranches TTC-colorées avec une échelle calibrée à l&#39;aide d&#39;une caméra CCD reliée à un ordinateur chargé avec un logiciel de traitement d&#39;image. Utiliser un système semi-automatisé d&#39; analyse d&#39; images et d&#39;estimer la zone infarcie (mm 2) de chaque tranche de cerveau TTC teinté 23. </li><li> Calculer le volume de l&#39;infarctus total pour chaque tranche par sommation des zones infarci de toutes les tranches de cerveau. Marquez la zone unstained (cérébrale ischémique) séparément sur chaque côté de 2 mm tranches épaisses, puis calculer le volume de l&#39;infarctus et la valeur moyenne. </li><li> calcufin le volume de l&#39;infarctus corrigé (CIV) comme CIV = {LT- (RT- RI)} <img alt="l&#39;équation 4" src="/files/ftp_upload/54354/54354eq4.jpg" /> d (3) REMARQUE: Lorsque LT et RT représentent les zones des hémisphères gauche et droit en mm 2, respectivement, RI est la région infarcie , en mm 2, et d = 2 mm est l&#39;épaisseur de la tranche. </li></ol>

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<li>Gartshore, G., Patterson, J., Macrae, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+ischemia+and+reperfusion+on+the+course+of+brain+tissue+swelling+and+blood-brain+barrier+permeability+in+a+rodent+model+of+transient+focal+cerebral+ischemia%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Neurol%22%5BJournal%5D)">Influence of ischemia and reperfusion on the course of brain tissue swelling and blood-brain barrier permeability in a rodent model of transient focal cerebral ischemia.</a> Exp Neurol. 147 (2), 353-360 (1997).</li>
<li>Chen, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rodent+stroke+induced+by+photochemical+occlusion+of+proximal+middle+cerebral+artery%3A+Evolution+monitored+with+MR+imaging+and+histopathology%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Radiol%22%5BJournal%5D)">Rodent stroke induced by photochemical occlusion of proximal middle cerebral artery: Evolution monitored with MR imaging and histopathology.</a> Eur J Radiol. 63 (1), 68-75 (2007).</li>
<li>Almenning, I., Rieber-Mohn, A., Lundgren, K. M., Lovvik, T. S., Garnaes, K. K., Moholdt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+high+intensity+interval+training+and+strength+training+on+metabolic%2C+cardiovascular+and+hormonal+outcomes+in+women+with+polycystic+ovary+syndrome%3A+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Effects of high intensity interval training and strength training on metabolic, cardiovascular and hormonal outcomes in women with polycystic ovary syndrome: a pilot study.</a> PLoS One. 10 (9), (2015).</li>
<li>Costigan, S. A., Eather, N., Plotnikoff, R. C., Taaffe, D. R., Lubans, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-intensity+interval+training+for+improving+health-related+fitness+in+adolescents%3A+a+systematic+review+and+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Sports+Med%22%5BJournal%5D)">High-intensity interval training for improving health-related fitness in adolescents: a systematic review and meta-analysis.</a> Br J Sports Med. 49 (19), (2015).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Ce protocole décrit un système de roue de roulement très efficace pour réduire la gravité des effets de l&#39;accident vasculaire cérébral chez les animaux. Comme un banc d&#39;essai de rat-friendly, cette plate-forme est conçue aussi bien d&#39;une manière telle que la vitesse de fonctionnement stable peut être maintenue par des rats à travers un processus en cours au moyen d&#39;une courbe d&#39;accélération adaptative prédéterminée. Dans les systèmes de formation typiques, des vitesses et des durées de formation préd...

Strokes existent en permanence comme un fardeau financier pour les pays à l&#39; échelle mondiale, laissant d&#39; innombrables patients handicapés physiques et mentaux 1, 2. Il existe des preuves cliniques pour suggérer que l&#39; exercice régulier peut améliorer la régénération des nerfs et de renforcer les connexions neuronales 3, 4, et il est également indiqué que l&#39; exercice peut diminuer le risque de souffrir d&#39; accidents vasculaires cérébraux ischémiques 5. Avec soit un tapis roulant ou une roue en cours d&#39;exécution en tant que système de formation d&#39;exercice, les rongeurs, tels que les rats, servir de proxy pour les humains pour tester l&#39;efficacité des exercices dans une grande majorité des expériences cliniques 6 - 8. Un système de formation implique généralement la formation d&#39;un rat pendant une certaine période de temps, au cours de laquelle un rat tourne à une certaine vitesse. Par conséquent, l&#39;intensité d&#39;entraînement est généralement calculé en fonction de la vitesse et de la durée d&#39;exercice 6 - 8. La même approche est appliquée àestimer la quantité d&#39;exercice nécessaire pour la protection neurophysiologique. Cependant, les exercices expérimentaux sont parfois avérés inefficaces, comme quand un trébuche de rat, les chutes, ou saisit les rails une fois qu&#39;ils sont incapables de rattraper la vitesse de roue de roulement 9 - 11. Inutile de dire que les incidents d&#39;exercice inefficaces réduisent de manière significative le bénéfice de l&#39;exercice. Même si il n&#39;y a pas toute approche universellement acceptée actuellement pour quantifier les exercices efficaces pour réduire les lésions cérébrales, le niveau des exercices efficaces tient toujours comme une évaluation objective pour les chercheurs cliniques pour illustrer les bienfaits de l&#39;exercice dans la discipline de la neurophysiologie. Il existe un certain nombre de limitations disponibles dans le commerce des systèmes de mobilité des animaux utilisés dans les lésions cérébrales des expériences 12 de réduction d&#39;aujourd&#39;hui. Dans un cas de tapis roulant, les rats sont contraints de fonctionner au moyen de chocs électriques, induisant énorme psychologiquele stress sur les animaux et donc des interférences dans le test neurophysiologique résultats finaux 8, 13, 14. roues en cours peuvent être classés en deux types, à savoir volontaires et forcés. Roues de roulement volontaires permettent rats de fonctionner naturellement, créant une variabilité excessive en raison des différences dans les caractéristiques et les capacités physiques 15 des rats, tandis que les roues de course motorisés (MRWs) utilisent un moteur pour faire tourner la roue, ce qui oblige les rats à courir. En dépit d&#39; être aussi une forme de formation forcée, MRWs impose moins de stress psychologique sur les rats que les tapis roulants 13, 16, 17. Cependant, des expériences utilisant MRWs ont rapporté que les rats interrompent parfois l&#39;exercice en saisissant les rails sur la voie de la roue et en refusant de fonctionner à des vitesses supérieures à 20 m / min 9. Ces exemples montrent que les systèmes de mobilité des animaux actuellement disponibles ont un inconvénient inhérent qui inhibe efficacement l&#39;exercice. Pourdes fins de formation de rat objectifs, le développement d&#39;un système de formation très efficace mais avec une faible interférence est donc considérée comme un problème urgent pour les expériences d&#39;exercice neurophysiologiques. Cette étude présente un système de roue de roulement très efficace pour les expériences sur la réduction de la gravité des effets de la course 11. En plus d&#39;un nombre réduit de facteurs d&#39;interférence lors d&#39;un processus de formation, ce système détecte la position de marche d&#39;un rat en utilisant des capteurs infrarouges intégrés dans la roue, réalisant ainsi une estimation plus fiable de l&#39;activité de l&#39;exercice effectif. Le stress psychologique imposé par des tapis roulants traditionnels et les interruptions d&#39;exercice fréquentes MRWs tant biaiser l&#39;objectivité des estimations d&#39;exercice résultant. Un système de roue de positionnement de roulement (PRW) présenté dans cette étude est développée dans le but de minimiser les interférences indésirables tout en fournissant un modèle de formation fiable pour quantifier exe efficacercice.

<table><tbody><tr><td>Moteur à courant continu sans balais</td><td>Oriental Motor</td><td>BLEM512-GFS Pilote de</td><td></td></tr><tr><td>moteur</td><td>Oriental Motor</td><td>BLED12A</td><td></td></tr><tr><td>Réducteur</td> de vitesse <td>Oriental Motor</td><td>GFS5G20</td><td></td></tr><tr><td>Compteur de vitesse</td><td>Oriental Motor</td><td>OPX-2A</td><td></td></tr><tr><td>Tapis roulant</td><td>Columbus Instruments</td><td>Exer-6M</td><td></td></tr><tr><td>Transmetteur infrarouge</td><td>Récepteur</td> infrarouge <td>Seeed Studio TSAL6200</td><td></td></tr><tr><td>Microcontrôleur</td><td>Silicon Labs</td><td>C8051F330</td> Caméra CCD Seeed Studio TSOP382 <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Canon Inc.</td><td>EOS 450D</td><td></td></tr><tr><td>Logiciel de traitement d’image</td><td>Adobe Systems Incorporated</td><td>ADOBE Photoshop CS5 12.0</td><td></td></tr><tr><td>Analyse d’images</td><td>Media Cybernetics</td><td>Pro Plus 4.50.29</td><td></td></tr><tr><td>Pentobarbital sodique</td><td>Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA)</td><td>SIGMA P-3761</td><td></td></tr><tr><td>Kétamine</td><td>Pfizer (Kent, Royaume-Uni)</td><td>&nbsp ; 1867-66-9</td><td></td></tr><tr><td>Atropine</td><td>Taiwan Biotech Co., Ltd. (Taoyuan, Taïwan)</td><td>A03BA01</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, États-Unis)</td><td>SIGMA X1126</td><td></td></tr><tr><td>Buprénorphine</td><td>Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, États-Unis)</td><td>B9275</td><td></td></tr></tbody></table>

un mécanisme innovant basé sur des roues de course pour l&#39;amélioration de la performance formation rat

An Innovative Running Wheel-based Mechanism for Improved Rat Training Performance

Cette étude présente un système de mobilité des animaux, équipé d&#39;une roue de positionnement de roulement (PRW), en tant que moyen de quantifier l&#39;efficacité d&#39;une activité d&#39;exercice pour réduire la gravité des effets de l&#39;accident vasculaire cérébral chez le rat. Ce système offre une formation d&#39;exercice animale plus efficace que les systèmes disponibles dans le commerce tels que des tapis roulants et des roues de course motorisés (MRWs). Contrairement à une MRW qui ne peut atteindre des vitesses inférieures à 20 m / min, les rats sont autorisés à fonctionner à une vitesse stable de 30 m / min sur une piste plus spacieuse et de caoutchouc haute densité course soutenue par une roue acrylique de 15 cm de large avec un diamètre de 55 cm de ce travail. En utilisant une courbe d&#39;accélération adaptative prédéfini, le système réduit non seulement l&#39;erreur de l&#39;opérateur, mais forme également les rats à courir constamment jusqu&#39;à une intensité spécifiée est atteinte. Comme une façon d&#39;évaluer l&#39;efficacité de l&#39;exercice, la position en temps réel d&#39;un rat est détecté par quatre paires de capteurs infrarouges déployés sur la roue de roulement. une fois qu&#39;uncourbe d&#39;accélération adaptatif est initiée à l&#39;aide d&#39;un micro-contrôleur, les données obtenues par les capteurs infrarouges sont automatiquement enregistrées et analysées dans un ordinateur. A titre de comparaison, trois semaines de formation est effectuée sur des rats en utilisant un tapis roulant, une MRW et une PRW. Après induire chirurgicalement occlusion de l&#39;artère cérébrale moyenne (MCAo), les scores modifiés neurologiques de gravité (MNSs) et un test de plan incliné ont été menées pour évaluer les dommages neurologiques aux rats. PRW est validé expérimentalement comme le plus efficace entre ces systèmes de mobilité des animaux. En outre, une mesure exercice de l&#39;efficacité, basée sur l&#39;analyse de la position de rat, a montré qu&#39;il existe une forte corrélation négative entre l&#39;exercice effectif et le volume de l&#39;infarctus, et peut être utilisée pour quantifier une formation de rat dans tout type de cerveau des expériences de réduction des dommages.

Cette section est consacrée à des comparaisons, fait 1 semaine après la chirurgie, sur les scores MNSs, les résultats des tests inclinaison planes et cérébrales volumes d&#39;infarctus chez les cinq groupes. Figure 4A et 4B présentent les scores moyens MNSs et la moyenne des résultats des tests pente plane, respectivement. Le groupe PRW apparaît comme le meilleur en termes d&#39;amélioration MNSs. Les différences significatives entre PRW et MRW et entre ...

Cette étude présente un système innovant de mobilité des animaux à base de roue de roulement pour quantifier une activité d&#39;exercice effectif chez les rats. Un banc d&#39;essai de rat-friendly est construit, en utilisant une courbe d&#39;accélération adaptative prédéfinie, et une forte corrélation entre le taux d&#39;exercice effectif et le volume de l&#39;infarctus suggère le potentiel du protocole pour les expériences de prévention des accidents vasculaires cérébraux.

Un mécanisme innovant basé sur des roues de course pour l&#39;amélioration de la performance Formation Rat

This study presents an animal mobility system, equipped with a positioning running wheel (PRW), as a way to quantify the efficacy of an exercise activity ...

L'objectif général de cette procédure est de quantifier une activité d'exercice efficace pour la prévention de l'accident vasculaire cérébral ischémique chez le rat à l'aide d'une roue tournante positionnelle. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de la médecine expérimentale concernant la prévention des accidents vasculaires cérébraux. Le principal avantage de cette technique réside dans le fait qu'elle met en évidence un système de roue tournante hautement efficace pouvant être utilisé pour la prévention de l'accident vasculaire cérébral ischémique chez le rat.Les implications de cette technique améliorent l'efficacité de la prévention des accidents vasculaires cérébraux, car les résultats obtenus au niveau de l'artère cérébrale moyenne montrent que notre système PRW proposé surpasse le système de tapis roulant traditionnel. Bien que cette méthode puisse fournir des informations sur la prévention des accidents vasculaires cérébraux, elle peut également être appliquée à d'autres modèles de maladies, comme la maladie d'Alzheimer. La procédure sera démontrée par Ling-Yu Tang et Chung-Ham Wang, techniciens de notre laboratoire.Commencez par vous procurer une roue de course en acrylique transparent, de 55 centimètres de diamètre et de 15 centimètres de largeur. Découpez une ouverture en quart de cercle sur un côté de la roue afin de servir d'entrée et de sortie pour les rats. Ensuite, placez une couche de bande antidérapante en caoutchouc à l'intérieur de la roue en acrylique.Ensuite, reliez une tige en fer munie de roulements à la roue de course. Puis, placez deux colonnes triangulaires en acrylique de chaque côté de la roue de course afin qu'elles servent de cadre de support. Utilisez des vis pour fixer une feuille d'acrylique transparente semi-circulaire d'un millimètre d'épaisseur sur les côtés extérieurs des deux colonnes triangulaires.Veillez à ce que les plaques acryliques soient situées à environ trois centimètres des côtés de la roue de course. Utilisez cette plaque pour positionner les capteurs infrarouges ; pour ce faire, percez à l'avance un trou dans chaque plaque acrylique tous les 45 degrés. Ensuite, créez des trous de la même taille que les capteurs infrarouges.Pour faire fonctionner la roue tournante, utilisez un moteur à courant continu sans balais et un pilote de moteur. Fixez un disque en caoutchouc de 10 centimètres de diamètre sur l'axe central du moteur. À l'aide du cadre en fer et des ressorts pour supporter le moteur, reliez le disque en caoutchouc depuis l'axe central du moteur jusqu'au côté extérieur de la roue tournante.Ensuite, utilisez un microcontrôleur pour faire tourner le disque en caoutchouc et observez la rotation de la roue tournante. Par la suite, fixez quatre émetteurs infrarouges sur un côté, et les quatre récepteurs infrarouges correspondants sur le côté opposé, de manière séquentielle entre 0 degré et 135 degrés. Enfin, reliez les quatre paires de capteurs infrarouges montés sur les deux feuilles d'acrylique aux broches générales du microcontrôleur à l’aide de câbles monobrin, afin de former le système de roue tournante positionnelle.Trois jours avant de commencer l'exercice d'entraînement de trois semaines, habituez le rat à l'environnement de course en actionnant manuellement la roue de course. Pendant l'entraînement manuel, accélérez progressivement la vitesse de course jusqu'à ce que le rat ne puisse plus suivre le rythme. Dès que cela se produit, réduisez la vitesse jusqu'à ce que le rat retrouve un rythme de course régulier, puis augmentez à nouveau progressivement la vitesse jusqu'à ce que le rat atteigne 20 mètres par minute.Trois jours plus tard, commencez l'entraînement physique de trois semaines en appuyant chaque semaine sur le bouton de démarrage du microcontrôleur pour exécuter un modèle d'entraînement dans lequel le rat court à 20 mètres par minute pendant 30 minutes durant la première semaine, à 30 mètres par minute pendant 30 minutes durant la deuxième semaine, et à 30 mètres par minute pendant 60 minutes durant la troisième semaine. Maintenez le rat dans un état stable de course entre 0 degré et 135 degrés, défini comme la zone d'exercice effective. Commencez par évaluer la performance comportementale à l'aide de scores de sévérité neurologique chez tous les rats ayant subi un accident vasculaire cérébral le jour précédant la chirurgie, puis quotidiennement pendant sept jours après l'intervention chirurgicale.Ensuite, mesurez la force des membres du rat à l'aide d'un plan incliné. Pour ce faire, placez le rat quotidiennement sur un dispositif de grimpe incliné et habituez-le au dispositif ainsi qu'aux conditions de test une semaine avant les essais. Pendant le test, placez le rat en haut du dispositif dans une orientation où l'axe du corps s'aligne sur l'axe longitudinal du plan incliné.Veillez à ce que le rat reste le long de la pente de la surface nervurée en caoutchouc du plan incliné, qui doit être réglée à un angle de 25 degrés. Augmentez dynamiquement l'angle à l'aide d'une vis à bille reliée à un moteur pas à pas afin de déterminer l'angle maximal auquel le rat peut s'accrocher au plan. Augmentez progressivement l'angle du plan incliné jusqu'à ce que le rat ne parvienne plus à s'accrocher, puis détectez un événement de glissement vers le bas.Enfin, faites en sorte que deux observateurs naïfs examinent et notent indépendamment tous les tests comportementaux. Cette étude a présenté une approche scientifique permettant de quantifier l'activité physique efficace dans le cadre de l'entraînement à la prévention des accidents vasculaires cérébraux, et a utilisé des scores de gravité neurologique, ou M-N-S-S, pour valider la méthode proposée. Ces résultats montrent des variations significatives entre tous les groupes d'exercice et le groupe témoin, indiquant que l'activité physique présente des avantages pour la prévention des accidents vasculaires cérébraux.Le groupe PRW obtient le score le plus faible parmi les groupes d'exercice, démontrant un mécanisme neuro-protecteur supérieur à celui des autres systèmes d'entraînement. De plus, le groupe PRW présente un volume d'infarctus beaucoup plus faible que le groupe témoin et affiche la valeur la plus basse parmi tous les groupes d'exercice, confirmant l'effet marqué de la PRW sur la prévention des accidents vasculaires cérébraux. Cette technique peut être réalisée en seize heures si elle est effectuée correctement.Lors de l'exécution de cette procédure, il est important de se rappeler de s'appuyer sur les résultats et les indicateurs afin de préciser correctement les taux, le temps et la position. Après cette procédure, d'autres méthodes, comme une roue motorisée classique, peuvent être réalisées afin de répondre à des questions supplémentaires concernant l'apprentissage stable. Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de la physiologie de l'exercice pour explorer la médecine préventive chez le rat.Après avoir visionné cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la manière de construire un système de roue de course très efficace pour la prévention de l'accident vasculaire cérébral ischémique chez le rat.

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