א-סימטרי טיילת: רומן התנהגות Assay עבור לימוד אסימטרית תנועה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לכימות דריכה מדויקת במכרסמים. אותות מחולל הדפוס המרכזי של קליפת המוח ועמוד השדרה נדרשים למיקום מדויק של כף הרגל במהלך תנועה חסומה. אנו מדווחים כאן על משימת ההליכה המוגבלת החדשה הבוחנת ישירות התנהגות צעד מדויקת.

סרטון זה מדווח על שיטה חדשה בעלות נמוכה להערכת אסימטריות הליכה בחולדות, תוך שימוש במשימת מיקום מדויקת של גפיים. משכי הפאזה על פני טווח מהירויות ההליכה של ההליכה המרובעת משמשים לחישוב מדד לציון יכולות החיות. הרציונל שלנו היה לפתח משימה התנהגותית המעריכה כמותית את השינויים בשליטה מדויקת בהתנהגויות תנועתיות סימטריות.

משימה זו מציעה הזדמנות להבחין בתרומתו של מסלול יורד לוויסות הפאזה התנועה. לדוגמה, הקלטות או גירוי בו זמנית בקליפת המוח המוטורית ידווחו כתרומה לאפנון שלבי השריר במשימה זו. בנה את המנגנון כקופסת פלסטיק פתוחה עם תומכי אלומיניום בכל פינה.

כלול מסגרת העשויה ממעקה אלומיניום מחורץ כדי לספק הזדמנויות גמישות למיקום יתדות. מיקום היתדות מגדיר את אורך הצעד המוטל על החיה. בכל אחת מארבע הפינות, הניחו פלטפורמה מרובעת בגודל 20 סנטימטר.

המרווח בין הרציפים צריך להכיל את המרחק שעובר לפחות מחזור צעד אחד שלם. כדי ליצור מצב הליכה, חבר יתדות אלומיניום למסילות. אלה מתפקדים כאחיזת רגל לצעדי החולדה.

היתדות צריכות להיות כפופות מראש לשתי נקודות חמישה סנטימטרים מהקצה, וצריכות להיות בקוטר של סנטימטר אחד. אבטח את היתדות בעזרת סוגריים הזזה הניתנים לכוונון באמצעות מברג, ובכך מקם במדויק את מאחזי הרגליים. לאחר מיקום מאחזי הרגל יש לוודא שהמרחקים נכונים, ושהם באותה רמה אופקית.

תקנן את מיקומי היתד עבור שלוש משימות צעד. ראשית, בצע משימה מוטורית סימטרית עם אורכי צעד של 15 סנטימטר על ידי הגדרת אורכי הצעד השמאלי והימני לשבע נקודות חמישה סנטימטרים. שנית, צור מצב סימטרי עם אתגר צעד על ידי שינוי האורכים האלה לשישה סנטימטרים, וכך, שינוי הצעד ל-12 סנטימטרים.

שלישית, צור משימה אסימטרית באורך צעד של 15 סנטימטרים. התאם את המיקום בין היתדות כדי להפוך את אורך הצעד ללא אחיד ב-20%למשימה יש שתי תצורות כאשר הצעד השמאלי או הימני קצר יותר. לפיכך, כל צד שביל יכול לייצג מצב הליכה נפרד.

כעת, לצד המנגנון, מקם מצלמת HD שיכולה להקליט 60 פריימים לשנייה. התאימו את שדה הראייה כך שיכסה כשבעה שלבים, ולא יכללו את המדרגות הקרובות ביותר לפלטפורמות. ראשית, הכינו את סביבת האימונים.

הגדירו את אורכי הצעדים לסנטימטר אחד בלבד, והציבו פרס על כל פלטפורמה. כעת, תנו לחולדה לחקור בחופשיות את הסביבה החדשה במשך כחמש דקות. לאחר מכן, הנחו את החיה על פני סידור היתדות על ידי הגשת הפרס.

כאשר החולדה מגיעה לפלטפורמה, בנוסף לתגמול המזון, ספקו תגמול מילולי ולטפו אותה על הגב. בואו ממש לכאן, ממש לכאן. אתה כל כך קרוב.

לאחר חמש ריצות אימון, הגדל את המרווח בין היתדות בסנטימטר או שניים בחמש הריצות הבאות. המטרה היא להאריך בהדרגה את מרחק היתד עד להשגת הצעד הסימטרי של 15 סנטימטר. אם החולדה מתקשה ללמוד את המשימה, זה יהיה ברור מצעדים לא עקביים עם עצירות תכופות ותנוחת כריעה.

בכל פעם שמרווח יתדות מוגבר גורם לחרדה או אי נוחות, פשוט התאימו מחדש את היתדות למיקומים הקודמים שלהם וחזרו על רמת האימון הזו. אפשר לאמן ואז לבדוק את אותה חולדה ביום אחד אם לחולדה יש מוטיבציה. כאשר החולדה למדה את המשימה, ההליכה שלה תהיה עקבית, ללא עצירות או טעויות.

נדנוד ראשו יהיה מינימלי, גבו יהיה מקושת וזנבו מורם. עם זאת, צעד מהיר עם מעט שונות במהירות הוא בדרך כלל סימן לכך שהחולדה משתמשת בדהרה ולא בהליכה. התנהגות זו צריכה להיות ניתנת למניעה על ידי אימון החולדה לנוע במהירויות נמוכות יותר.

מנקודת המבט של המצלמה, חיוני שכל איבר יהיה גלוי בתחילת והיסט של שלב העמידה. כאשר כל הקריטריונים הללו מתקיימים, הבדיקות עשויות להתחיל. עבור הבדיקות, השתמש בארבע תצורות היתד הסטנדרטיות עם עיצוב הפעלה אקראי, כולל הפסקות, כדי למנוע הסתגלות למשימה.

הפרטים מסופקים בפרוטוקול הטקסט. שמור את הסרטונים והשתמש בתוכנת עריכת וידאו כדי לגזור את התקפי ההליכה לניתוח. קצב של 60 פריימים לשנייה חיוני לניקוד המשימות.

עבור כל סיבוב הליכה, ציין את ההתחלה וההיסט של השלבים הקינמטיים. ניתן לעשות זאת במגוון תוכנות על בסיס מסגרת אחר מסגרת. במקרה זה, נעשה שימוש בתוכנה מותאמת אישית שנכתבה ב-MATLAB.

תחילת העמידה נקבעת כאשר יש אובדן של טשטוש תנועה. קיזוז העמדה מנוקד כאשר יש עדות ראשונה לטשטוש תנועה. לאחר ספירת כל שלבי הנדנדה, שרטט אותם כפונקציה של מחזור השלבים המתאים באמצעות סקריפט MATLAB.

הנתונים נאספו משמונה נבדקים ונותחו כמתואר. ניתן לראות כאן ניתוח אסימטריה עבור נושא אחד. הניתוח המשולב של שמונת הנבדקים מראה כי באופן כללי, האפנון של שלב עמידת הגפיים הקדמיות הופחת עבור הצד שאליו הועדף מצב התנועה, ולהיפך.

ANOVA עם תיקון בונפרוני שמרני הראה הבדל משמעותי בין שני התנאים האסימטריים במדדי האסימטריה, כולל מדד הסימטריה האופקית הקדמית. האסימטריה האנכית הימנית הראתה מגמה של הבדל בין שני התנאים. באופן דומה, נמצא הבדל מובהק במדד האלכסון בין שני תנאים אסימטריים.

לא נמצאו הבדלים במדד זה בין מטלות אחרות, בהתבסס על ANOVA עם מבחן t פוסט הוק, וללא תיקון אלפא. מודלים של בעלי חיים של שבץ מוקדי ואמולציה של חוט השדרה גורמים לליקויים בתנועה הדומים לאלה שנצפו קלינית, ופגיעה במסלול עמוד השדרה הקורטיקלי בדרך זו מעכבת את התנהגות הדריכה המדויקת הזו. זה עלול לגרום לעיכוב בהופעת שלבים תנועתיים עוקבים, מה שעולה בקנה אחד עם אסימטריה הן ביחס אורך הצעד והן בזמן התמיכה בגפה הבודדת שנצפתה בחולים לאחר שבץ מוחי.

בעלי החיים שרכשו את המשימה הם כעת ראשונים להערכה תנועתית במודלים של פגיעות בקליפת המוח כגון חסימת עורק המוח האמצעי ופגיעה מוחית טראומטית.