Name: הבנה מקיפה של שינוי הליכה הנגרם על ידי חוסר פעילות במכרסמים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-07-06T13:10:00.000+00:00
Duration: 4 min 37 s
Description: למדו פרוטוקול מעקב תלת-ממדי לניתוח שינויי הליכה בעכברושים לאחר פריקת גפיים אחוריות. השיטה מאפשרת הערכה מדויקת של זוויות מפרקים ומכניקת תנועה במחקר ביומכני.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה נתמך בחלקו על ידי האגודה היפנית לקידום המדע (JSPS) KAKENHI (מס' 18H03129, 21K19709, 21H03302, 15K10441) והסוכנות היפנית למחקר ופיתוח רפואי (AMED) (מס' 15bk0104037h0002).

המחקר הנוכחי אושר על ידי הוועדה לניסויים בבעלי חיים של אוניברסיטת קיוטו (Med Kyo 14033) ובוצע בהתאם להנחיות המכון הלאומי לבריאות (מדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה, מהדורה 8). חולדות Wistar זכרים בני 7 שבועות שימשו למחקר הנוכחי. סכימה המייצגת את רצף ההליכים מובאת בתיק משלים 1.
1. היכרות חולדות עם הליכון הליכה
הערה: עיין בדוח13 שפורסם בעבר לקבלת פרטים לגבי ההליך.
<ol><li>הניחו את החולדה על הליכון המיועד למכרסמים (ראו טבלת חומרים). במפגש הראשון, אפשרו לבעל החיים לחקור את ההליכון כדי להתרגל לסביבה. הערה: תהליך זה אורך כ-5 דקות.</li>
	<li>הגדילו בהדרגה את מהירות החגורה לרמה הרצויה (20 ס"מ לשנייה) והוליכו את החולדה. יש להשתמש בהתחשמלות בקצה ההליכון במידת הצורך14. הערה: מפגש הליכה אחד נמשך כ-10-20 דקות.</li>
	<li>חזור על תהליך זה כל יומיים במשך שבוע אחד או יותר בתדירות אם יש צורך15,16,17. הערה: התחל את תקופת ההיכרות שבוע לפני שלב 2.</li>
	<li>השאירו את החולדות בקבוצות בכלובים (2-3 חולדות בכל כלוב) עם מחזור אור-חושך של 12 שעות. לספק מזון ומים ad libitum.</li>
</ol>2. יישום של פריקה אחורית לחולדות והקמת סמני מפרקים
הערה: הרם את האחוריים של החולדה באמצעות חוט וסרט דבק המחוברים לזנב כפי שתואר בדוחות קודמים18,19,20. יש לוודא שהחוט והסרט מחוברים בבסיס הזנב כדי למנוע החלקה של עור הזנב. עקוב אחר בעלי החיים ביסודיות וכוונן את גובה הפריקה או ההידוק של הקלטת במידת הצורך.
<ol><li>תחת 2-5% שאיפת איזופלורן עם מסכת הרדמה, לעטוף את המחצית הראשונה של רצועת נייר דבק באורך 30 ס"מ סביב החלק הפרוקסימלי של זנב החולדה.</li>
	<li>מקפלים חוט כותנה באורך 1 מ' (חוט מטבח כותנה, בקוטר של כ-1 מ"מ) לשניים. צור לולאה על ידי קשירת קשר בנקודת האמצע המקופלת של 50 ס"מ. הקשר חייב להיות כ 5 ס"מ מן הקצה כדי להשאיר לולאה היקף 10 ס"מ.</li>
	<li>אפשר ל-15 הס"מ הנותרים של סרט ההדבקה לעבור פעם אחת דרך לולאת החוט כדי לאבטח את הקלטת. עוטפים את הסרט הנותר סביב החלק הדיסטלי של הזנב.</li>
	<li>אבטחו את הקצה השני של החוט על הפלטפורמה העליונה של הכלוב. החזיקו את בעלי החיים בכלוב גבוה מספיק כדי לרומם את אחוריהם על ידי זנבותיהם. מלבד הפריקה, ספק את אותה סביבה כמו אלה של קבוצת Ctrl, כגון מזון, מים ומצעי רצפה.</li>
	<li>הגדר את הסמנים והתוכנה המשותפים (ראה טבלת חומרים) לפי השלבים הבאים. הערה: לפרטים בנוגע לשלב זה, ראה Wang et al.13.<ol><li>תחת שאיפת איזופלורן 2-5%, הצמידו סמנים חצי-כדוריים צבעוניים (קוטר 3 מ"מ) לעור המגולח המתאים לציוני דרך גרמיים. שמור על רמת איזופלורן נמוכה ככל האפשר כדי למנוע הרדמה עמוקה מאוד.</li>
		<li>ודא כי ציוני הדרך הם עמוד השדרה האיליאק העליון הקדמי (ASIS), הטרוכנטר מז'ור (מפרק הירך), מפרק הברך (ברך), המאלולוס הלטרלי (קרסול) והמפרק המטטרסופלנגאלי החמישי (MTP)21. הערה: צבעו את קצה הבוהן אם יש צורך בזווית הבוהן. השתמשו בטוש צבע על בסיס שמן (ראו טבלת חומרים). דבק נוזלי עדיף לדבק מכיוון שצורת הנוזל מתייבשת מהר יותר.</li>
	</ol></li>
</ol>3. מעקב אחר סמנים באמצעות סרטונים שצולמו
<ol><li>פתחו את האפליקציה MotionRecorder (ראו טבלת חומרים) והפעילו את ההליכון. מניחים את החולדה על חגורת ההליכון. הערה: ארבע המצלמות לצילום וידאו (ראו טבלת חומרים) מונחות לאורך הקצוות הארוכים של ההליכון: שתי מצלמות בכל קצה, במרחק של כ-50 ס"מ על 50 ס"מ זו מזו, הפונות למרכז אזור חגורת ההליכון.</li>
	<li>הגדל את מהירות החגורה עד 20 ס"מ לשנייה. כאשר החולדה מתחילה ללכת כרגיל במהירות הרצויה, לחץ על תקליט סמל כדי להתחיל את לכידת הווידאו. לאחר שיתקבלו מספיק צעדים (5 צעדים רצופים, רצוי 10 צעדים), עצור את הלכידה על ידי לחיצה על תקליט סמל שוב. הערה: לכוד נתונים על מספר בעלי חיים בניסוי אחד. נסו עד חמש פעמים עבור כל חולדה. אם חולדה לא הולכת, ללכוד אחד אחר ולנסות את הראשון מאוחר יותר. קצב הלכידה של המצלמה היה 120 פריימים לשנייה.</li>
	<li>פתח את אפליקציית 3DCalculator (ראה טבלת חומרים) ואת קובץ הווידאו לניתוח.</li>
	<li>חתוך את הסרטון על ידי התאמת פס המחוון האופקי בחלק העליון כך שיכיל מספר מספיק של צעדים עוקבים. התמונה שנלכדה משתנה על-ידי גרירת סמלי קצה הקצה של סרגל השקופיות הצהוב.</li>
	<li>כדי ללכוד את הסמנים, בחר את מקראות הסמן על ידי לחיצה על מקראות הסמן בדגם תמונת המקל, גרירתן לסמן המתאים בסרטון שצולם ושחרור הלחצן. תהליך זה מקצה את צבע הסמן למקרא הסמן בתמונת המקל. חזור על תהליך זה כדי לעקוב אחר כל סמן.</li>
	<li>לחץ על סמל המעקב האוטומטי . אם המערכת אינה עוקבת במדויק אחר סמנים או שתהליך המעקב נעצר עקב אובדן סמן, עבור למצב ידני. הערה: תהליך אוטומטי זה אינו נעצר אלא אם כן הסמנים מתפספסים. אם עצירות מתרחשות לעתים קרובות יותר מאשר כל כמה מסגרות, שקול למקם מחדש את הסמנים האבודים.</li>
	<li>אם יש צורך במצב ידני, לחץ על הסמל ידני כדי לעבור. לחץ על מקרא הסמן החסר בתמונת המקל ועל הסמן המתאים בסרטון. הסרטון ממשיך עם פריים אחד לכל לחיצה במצב ידני. הערה: השתמש באפליקציות הזמינות באופן חופשי המאפשרות לחיצה אוטומטית כדי למנוע עייפות של אלה שעוקבים אחר הסמנים (הופכים אותם לדיגיטליים) (ראו טבלת חומרים).</li>
</ol>4. חישוב הפרמטרים הרצויים
<ol><li>פתחו את אפליקציית KineAnalyzer (ראו טבלת חומרים) וטענו את הקובץ.</li>
	<li>עבור לתפריט ' תצוגה' > 'עריכת סמן ראשי' . זה פותח את החלון "סמן הראשי לערוך". הערה: סמנים שנתפסו כוללים מספרים פשוטים עד שהם מסומנים בתווית.</li>
	<li>לחץ על התווית הרצויה (ציון דרך) בכרטיסיית הסמן , ולאחר מכן לחץ על הצבע הרצוי. תהליך זה מייעד כל סמן לציון דרך מסוים.</li>
	<li>עבור אל כרטיסיית הקישורים . צור קווים על ידי לחיצה על שני סמנים ברצף. תהליך זה יוצר קווים המתאימים לכל איבר באמצעות סמנים מסומנים.</li>
	<li>הקצו צבעים לקווים שנוצרו על-ידי בחירת הצבע הרצוי מהעמודה 'צבע '.</li>
	<li>הגדר זוויות על-ידי הקצאת קווי ייחוס/הזזה וכיוונים של הזוויות. עבור אל לשונית הזווית . לאחר מתן שמות לזווית, הקצה וקטור A (קו ייחוס) וקטור B (קו נע) על ידי לחיצה על הסמנים המתאימים לכל ציון דרך. לאחר מכן, הגדר את כיוון הזווית עם ערך במקטע ההפעלה באותה כרטיסייה. הערה: במחקר הנוכחי, הפרמטרים שהתמקדו בעיקר היו באמצע שלב העמידה (אמצע העמידה): KSt (זווית הברך), ASt (זווית הקרסול), MHD (מרחק מיטרסו ירך: שווה ערך לגובה הירך, ראה סעיף הבא). זווית הברך וזווית הקרסול הוגדרו כזווית בין עצם הירך והטיביה לבין השוקה ועצם המטטרסל החמישית, בהתאמה. זווית של 0° פירושה שהמפרק היה מכופף לחלוטין.</li>
	<li>בכרטיסיה מרחק , הגדר את פרמטר המרחק (MHD). בחרו שני סמנים מתאימים במקטע 'קביעת מרחק '. מסלולים משותפים כפונקציה של מחזור צעד מנורמל יהיה זמין גם. הערה: הגדרת זוויות/פרמטרים צריכה להתבצע פעם אחת בלבד. ההגדרות של הפרמטרים יהיו זמינות להערכות מאוחרות יותר לאחר השלמת תהליך הגדרה זה.</li>
</ol>

<ol><li>Bloomfield, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+musculoskeletal+structure+and+function+with+prolonged+bed+rest%5BTitle%5D)+AND+%22Medicine+and+Science+in+Sports+and+Exercise%22%5BJournal%5D)">Changes in musculoskeletal structure and function with prolonged bed rest.</a> Medicine and Science in Sports and Exercise. 29 (2), 197-206 (1997).</li>
<li>Booth, F. W., Roberts, C. K., Laye, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lack+of+exercise+is+a+major+cause+of+chronic+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Comprehensive+Physiology%22%5BJournal%5D)">Lack of exercise is a major cause of chronic diseases.</a> Comprehensive Physiology. 2 (2), 1143-1211 (2012).</li>
<li>Walton, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postnatal+development+under+conditions+of+simulated+weightlessness+and+space+flight%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Reviews%22%5BJournal%5D)">Postnatal development under conditions of simulated weightlessness and space flight.</a> Brain Research Reviews. 28 (1-2), 25-34 (1998).</li>
<li>Canu, M. H., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+hindlimb+unloading+on+locomotor+strategy+during+treadmill+locomotion+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Applied+Physiology+and+Occupational+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of hindlimb unloading on locomotor strategy during treadmill locomotion in the rat.</a> European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 74 (4), 297-304 (1996).</li>
<li>Shpakov, A. V., Voronov, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+the+effects+of+simulated+weightlessness+and+lunar+gravitation+on+the+biomechanical+parameters+of+gait+in+humans%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+Behavioral+Physiology%22%5BJournal%5D)">Studies of the effects of simulated weightlessness and lunar gravitation on the biomechanical parameters of gait in humans.</a> Neuroscience and Behavioral Physiology. 48 (2), 199-206 (2018).</li>
<li>Kawano, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tension-+and+afferent+input-associated+responses+of+neuromuscular+system+of+rats+to+hindlimb+unloading+and%2For+tenotomy%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology+-+Regulatory%2C+Integrative+and+Comparative+Physiology%22%5BJournal%5D)">Tension- and afferent input-associated responses of neuromuscular system of rats to hindlimb unloading and/or tenotomy.</a> American Journal of Physiology - Regulatory, Integrative and Comparative Physiology. 287 (1), 76-86 (2004).</li>
<li>Canu, M. H., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+hindlimb+unloading+on+interlimb+coordination+during+treadmill+locomotion+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Applied+Physiology+and+Occupational+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of hindlimb unloading on interlimb coordination during treadmill locomotion in the rat.</a> European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 78 (6), 509-515 (1998).</li>
<li>Canu, M. H., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+hindlimb+unloading+on+two+hindlimb+muscles+during+treadmill+locomotion+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Applied+Physiology+and+Occupational+Physiology%22%5BJournal%5D)">Effect of hindlimb unloading on two hindlimb muscles during treadmill locomotion in rats.</a> European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. 75 (4), 283-288 (1997).</li>
<li>Walker, J. L., Evans, J. M., Meade, P., Resig, P., Sisken, B. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait-stance+duration+as+a+measure+of+injury+and+recovery+in+the+rat+sciatic+nerve+model%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Gait-stance duration as a measure of injury and recovery in the rat sciatic nerve model.</a> Journal of Neuroscience Methods. 52 (1), 47-52 (1994).</li>
<li>Rui, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+cycle+analysis+parameters+sensitive+for+functional+evaluation+of+peripheral+nerve+recovery+in+rat+hind+limbs%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Plastic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Gait cycle analysis parameters sensitive for functional evaluation of peripheral nerve recovery in rat hind limbs.</a> Annals of Plastic Surgery. 73 (4), 405-411 (2014).</li>
<li>Ueno, M., Yamashita, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematic+analyses+reveal+impaired+locomotion+following+injury+of+the+motor+cortex+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Kinematic analyses reveal impaired locomotion following injury of the motor cortex in mice.</a> Experimental Neurology. 230 (2), 280-290 (2011).</li>
<li>Zörner, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Profiling+locomotor+recovery%3A+Comprehensive+quantification+of+impairments+after+CNS+damage+in+rodents%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Profiling locomotor recovery: Comprehensive quantification of impairments after CNS damage in rodents.</a> Nature Methods. 7 (9), 701-711 (2010).</li>
<li>Wang, T., Ito, A., Tajino, J., Kuroki, H., Aoyama, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+kinematic+analysis+for+the+functional+evaluation+in+the+rat+model+of+sciatic+nerve+crush+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">3D kinematic analysis for the functional evaluation in the rat model of sciatic nerve crush injury.</a> Journal of Visualized Experiments. (156), e60267(2020).</li>
<li>Canu, M. H., Garnier, C., Lepoutre, F. X., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+3D+analysis+of+hindlimb+motion+during+treadmill+locomotion+in+rats+after+a+14-day+episode+of+simulated+microgravity%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">A 3D analysis of hindlimb motion during treadmill locomotion in rats after a 14-day episode of simulated microgravity.</a> Behavioural Brain Research. 157 (2), 309-321 (2005).</li>
<li>Gruner, J. A., Altman, J., Spivack, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+arrested+cerebellar+development+on+locomotion+in+the+rat%3A+Cinematographic+and+electromyographic+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of arrested cerebellar development on locomotion in the rat: Cinematographic and electromyographic analysis.</a> Experimental Brain Research. 40 (4), 361-373 (1980).</li>
<li>Bouët, V., Borel, L., Harlay, F., Gahéry, Y., Lacour, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematics+of+treadmill+locomotion+in+rats+conceived%2C+born%2C+and+reared+in+a+hypergravity+field+%282+g%29%3A+Adaptation+to+1+g%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Kinematics of treadmill locomotion in rats conceived, born, and reared in a hypergravity field (2 g): Adaptation to 1 g.</a> Behavioural Brain Research. 150 (1-2), 207-216 (2004).</li>
<li>Bojados, M., Herbin, M., Jamon, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kinematics+of+treadmill+locomotion+in+mice+raised+in+hypergravity%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Kinematics of treadmill locomotion in mice raised in hypergravity.</a> Behavioural Brain Research. 244, 48-57 (2013).</li>
<li>Morey-Holton, E. R., Globus, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hindlimb+unloading+rodent+model%3A+Technical+aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Physiology%22%5BJournal%5D)">Hindlimb unloading rodent model: Technical aspects.</a> Journal of Applied Physiology. 92 (4), 1367-1377 (2002).</li>
<li>Tajino, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discordance+in+recovery+between+altered+locomotion+and+muscle+atrophy+induced+by+simulated+microgravity+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Motor+Behavior%22%5BJournal%5D)">Discordance in recovery between altered locomotion and muscle atrophy induced by simulated microgravity in rats.</a> Journal of Motor Behavior. 47 (5), 397-406 (2015).</li>
<li>Liu, x, Gao, X., Tong, J., Yu, L., Xu, M., Zhang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improvement+of+Osteoporosis+in+Rats+With+Hind-Limb+Unloading+Treated+With+Pulsed+Electromagnetic+Field+and+Whole-Body+Vibration%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy+%26+Rehabilitation+Journal%22%5BJournal%5D)">Improvement of Osteoporosis in Rats With Hind-Limb Unloading Treated With Pulsed Electromagnetic Field and Whole-Body Vibration.</a> Physical Therapy & Rehabilitation Journal. , (in print) (2022).</li>
<li>Thota, A. K., Watson, S. C., Knapp, E., Thompson, B., Jung, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromechanical+control+of+locomotion+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Neuromechanical control of locomotion in the rat.</a> Journal of Neurotrauma. 22 (4), 442-465 (2005).</li>
<li>Canu, M. H., Langlet, C., Dupont, E., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+hypodynamia-hypokinesia+on+somatosensory+evoked+potentials+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Effects of hypodynamia-hypokinesia on somatosensory evoked potentials in the rat.</a> Brain Research. 978 (1-2), 162-168 (2003).</li>
<li>Dupont, E., Canu, M. H., Falempin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+14-day+period+of+hindpaw+sensory+deprivation+enhances+the+responsiveness+of+rat+cortical+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">A 14-day period of hindpaw sensory deprivation enhances the responsiveness of rat cortical neurons.</a> Neuroscience. 121 (2), 433-439 (2003).</li>
<li>Langlet, C., Bastide, B., Canu, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hindlimb+unloading+affects+cortical+motor+maps+and+decreases+corticospinal+excitability%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Hindlimb unloading affects cortical motor maps and decreases corticospinal excitability.</a> Experimental Neurology. 237 (1), 211-217 (2012).</li>
<li>Trinel, D., Picquet, F., Bastide, B., Canu, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendritic+spine+remodeling+induced+by+hindlimb+unloading+in+adult+rat+sensorimotor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Dendritic spine remodeling induced by hindlimb unloading in adult rat sensorimotor cortex.</a> Behavioural Brain Research. 249, 1-7 (2013).</li>
<li>Alkner, B. A., Norrbrand, L., Tesch, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuromuscular+adaptations+following+90+days+bed+rest+with+or+without+resistance+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22Aerospace+Medicine+and+Human+Performance%22%5BJournal%5D)">Neuromuscular adaptations following 90 days bed rest with or without resistance exercise.</a> Aerospace Medicine and Human Performance. 87 (7), 610-617 (2016).</li>
<li>English, K. L., Bloomberg, J. J., Mulavara, A. P., Ploutz-Snyder, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise+countermeasures+to+neuromuscular+deconditioning+in+spaceflight%5BTitle%5D)+AND+%22Comprehensive+Physiology%22%5BJournal%5D)">Exercise countermeasures to neuromuscular deconditioning in spaceflight.</a> Comprehensive Physiology. 10 (1), 171-196 (2020).</li>
<li>Parks, M. T., Wang, Z., Siu, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+low-cost+video-based+motion+analysis+options+for+clinical+rehabilitation%3A+A+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Therapy%22%5BJournal%5D)">Current low-cost video-based motion analysis options for clinical rehabilitation: A systematic review.</a> Physical Therapy. 99 (10), 1405-1425 (2019).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין ניגוד עניינים.

שינוי סביבות מוביל לתנודות בהיבטים פונקציונליים וברכיבים שריר-שלד של מערכות לוקומוטוריות26,27. סטיות במבנים או בסביבות כיווץ עלולות להשפיע על יכולות תפקודיות, ולהימשך גם לאחר פתרון עיוותים מכניים/סביבתיים19. ניתוח תנועה אובייקטיבי מסייע למדוד את היכולות התפקודיות הללו באופן כמותי. כפי שמוצג לעיל, ניתוח וידאו הוא מתודולוגיה רבת עוצמה לרכישת פרמטרים כאלה.
על מנת לעקוב אחר ציוני דרך משותפים לניתוח וידאו, השימוש בסמ...

חוסר פעילות גופנית או disuse מוביל להידרדרות של אפקטים לוקומוטוריים, כגון ניוון שרירים ואובדן עצם1 ו deconditioning כל הגוף2. יתר על כן, לאחרונה הבחין כי חוסר פעילות משפיע לא רק על היבטים מבניים של מרכיבים שלד-שריר, אלא גם על היבטים איכותיים של התנועה. לדוגמה, מיקומי הגפיים של חולדות שנחשפו לסביבה מדומה של מיקרו-כבידה היו שונים מאלה של בעלי חיים שלמים אפילו חודש לאחר שההתערבות הסתיימהב-3,4. עם זאת, מעט מאוד דווח על ליקויים בתנועה הנגרמים כתוצאה מחוסר פעילות. כמו כן, מאפייני תנועה מקיפים של ההידרדרות לא נקבעו במלואם.
הפרוטוקול הנוכחי מדגים ודן ביישום של הערכה קינמטית כדי להמחיש שינויים בתנועה על ידי התייחסות לליקויים בתנועה בהליכה המתעוררים באמצעות חוסר שימוש בחולדות הנתונות לפריקה אחורית.
הוכח כי הרחבות יתר של גפיים בהליכה לאחר סביבת מיקרו-כבידה מדומה נצפות הן בבני אדם5 והן בבעלי חיים 4,6,7,8. לכן, למען האוניברסליות, התמקדנו בפרמטרים כלליים במחקר זה: זוויות מפרקי הברך והקרסול והמרחק האנכי בין המפרק המטטרסופלנגאלי לירך (שווה בערך לגובה הירך) בנקודה האמצעית של שלב העמידה (אמצע העמידה). יתר על כן, יישומים פוטנציאליים של הערכה קינמטית וידאו מוצעים בדיון.
סדרה של ניתוחים קינמטיים עשויה להיות אמצעי יעיל להערכת היבטים תפקודיים של שליטה עצבית. עם זאת, למרות שניתוחי תנועה פותחו מתצפית טביעת רגל או מדידה פשוטה בווידאושצולם 9,10 למערכות מצלמהמרובות 11,12, שיטות ופרמטרים אוניברסליים טרם נקבעו. השיטה במחקר זה נועדה לספק לניתוח תנועה משותף זה פרמטרים מקיפים.
בעבודה הקודמת13, ניסינו להמחיש שינויים בהליכה בחולדות מודל נגעים עצביים באמצעות ניתוח וידאו מקיף. עם זאת, באופן כללי, התוצאות הפוטנציאליות של ניתוחי תנועה מוגבלות לעתים קרובות למשתנים קבועים מראש המסופקים במסגרות הניתוח. מסיבה זו, המחקר הנוכחי פירט עוד יותר כיצד לשלב פרמטרים המוגדרים על ידי המשתמש החלים באופן כללי. הערכות קינמטיות באמצעות ניתוחי וידאו עשויות להיות שימושיות יותר אם ייושמו פרמטרים מתאימים.

<table><tbody><tr><td>סרט דבק</td><td>NICHIBAN CO., LTD.</td><td>SEHA25F</td><td>סרט דבק לאבטחת חוט על זנבות של חולדות לפריקת גפיים אחוריות</td></tr><tr><td>מכשיר הרדמה לבעלי חיים קטנים</td><td>SHINANO MFG CO., LTD.</td><td>SN-487-0T</td><td></td></tr><tr><td>קליק אוטומטי</td><td>נ.א.</td><td>נ.א.</td><td>תוכנה חינמית זמינה להורדה למחשב (https://www.google.com/search?client=firefox-b-1-d&q=auto+clicker)</td></tr><tr><td>מצלמת CCD</td><td>Teledyne FLIR LLC</td><td>GRAS-03K2C-C</td><td>CCD (מכשיר מצמד טעינה) מצלמות לצילום וידאו</td></tr><tr><td>חוט כותנה</td><td>NA</td><td>נ.א.</td><td>חוט לתליית זנבות חולדות מתקרת הכלוב</td></tr><tr><td>תמיסת אינהלציה ISOFLURANE</td><td>פייזר יפן בע"מ</td><td>(01)14987114133400</td><td></td></tr><tr><td>סמן משותף</td><td>TOKYO MARUI Co., Ltd</td> כדורי איירסופט <td>0.12 גרם BB</td><td>6 מ"מ ששימשו כסמנים חצי כדוריים עם שינוי</td></tr><tr><td>Kine Analyzer</td><td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>נ.א.</td><td>תוכנה לאנליזה</td></tr><tr><td>קונישי ארון אלפא</td><td>TOAGOSEI CO., LTD.</td><td>#31204</td><td>דבק סופר להצמדת סמנים כדוריים על סימני חולדות</td></tr><tr><td>מקליט תנועה</td><td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>נ.א.</td><td>תוכנה להקלטת וידאו</td></tr><tr><td>סמן צבע</td><td>MITSUBISHI PENCIL CO., LTD</td><td>PX-21.13</td><td>סמן צבע על בסיס שמן לסימון אצבעות של בעלי חיים</td></tr><tr><td>מכשיר לכידת תנועה תלת מימדי (KinemaTracer לבעלי חיים קטנים)</td> <td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>נ.א.</td><td>מערכת ניתוח תנועה תלת מימדית המורכבת מארבע מצלמות (https://www.kicnet.co.jp/solutions/biosignal/animals/kinematracer-for-animal/ או https://micekc.com/en/)</td></tr><tr><td>מחשבון תלת מימד (תלת מימד)</td><td>KISSEI COMTEC CO., LTD.</td><td>נ.א.</td><td>תוכנה למעקב אחר סמנים</td></tr><tr><td>הליכון</td><td>MUROMACHI KIKAI CO., LTD</td><td>MK-685</td><td>הליכון מצויד בדיור שקוף, שוקר חשמלי ויחידת בקרת מהירות</td></tr><tr><td>Wistar Rats (זכר, בן 7 שבועות)</td> <td>N.A.</td><td>נ.א.</td><td>זמין מסחרית במקורות בעלי חיים ניסיוניים</td></tr></tbody></table>

הבנה מקיפה של שינוי הליכה הנגרם על ידי חוסר פעילות במכרסמים

Comprehensive Understanding of Inactivity-Induced Gait Alteration in Rodents

זה ידוע היטב כי disuse משפיע על מערכות עצביות וכי תנועות המפרקים משתנים; עם זאת, עדיין לא ברור אילו תוצאות מציגות כראוי מאפיינים אלה. המחקר הנוכחי מתאר גישה של ניתוח תנועה המשתמשת בשחזור תלת-ממדי (3D) מצילומי וידאו. באמצעות טכנולוגיה זו, שינויים שאינם מעוררי שימוש בביצועי הליכה נצפו במכרסמים שנחשפו לסביבת מיקרו-כבידה מדומה על ידי פריקת החלק האחורי שלהם בזנבו. לאחר שבועיים של פריקה, החולדות הלכו על הליכון, ותנועות ההליכה שלהן תועדו באמצעות ארבע מצלמות של מכשירים מצומדים מטען (CCD). פרופילי תנועה תלת-ממדיים שוחזרו והושוו לאלה של נבדקי בקרה באמצעות תוכנת עיבוד התמונה. מדדי התוצאה המשוחזרים הציגו בהצלחה היבטים מובחנים של תנועת הליכה מעוותת: מתיחת יתר של מפרקי הברך והקרסול ומיקום גבוה יותר של מפרקי הירך במהלך שלב העמידה. ניתוח תנועה שימושי מכמה סיבות. ראשית, היא מאפשרת הערכות התנהגותיות כמותיות במקום תצפיות סובייקטיביות (למשל, לעבור/להיכשל במשימות מסוימות). שנית, ניתן לחלץ פרמטרים מרובים כדי שיתאימו לצרכים ספציפיים לאחר קבלת מערכי הנתונים הבסיסיים. למרות מכשולים ליישום רחב יותר, ניתן להקל על החסרונות של שיטה זו, כולל עוצמת העבודה והעלות, על ידי קביעת מדידות מקיפות והליכי ניסוי.

12 בעלי חיים חולקו באופן אקראי לאחת משתי קבוצות: קבוצת הפריקה (UL, n = 6) או קבוצת הביקורת (Ctrl, n = 6). עבור קבוצת UL, הגפיים האחוריות של בעלי החיים נפרקו על ידי הזנב במשך שבועיים (תקופת UL), בעוד שהחיות של קבוצת Ctrl נותרו חופשיות. שבועיים לאחר הפריקה, קבוצת UL הראתה תבנית הליכה מובחנת בהשוואה לקבוצת Ctrl. איור 1 מראה מסלולים משותפים מנורמלים של נבדקים מייצגים. במהלך שלב העמידה, קבוצת UL הציגה הרחבות נוספות בברך ובקרסול (כלומר, plantarflexion עבור הקרסול) מאשר קבוצת Ctrl, שנקראה "הליכה בב...

הפרוטוקול הנוכחי מתאר מעקב/הערכה תלת-ממדיים של תנועה כדי לתאר שינוי בתנועת ההליכה של חולדות לאחר חשיפה לסביבה מדומה.

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics ...

הפרוטוקול שלנו מספק הליך מקיף לקביעת פרמטרים לניתוח תנועה משותפת. ניתוחי תנועה משותפת הם לעתים קרובות מסובכים בשל היעדר הגדרה מקיפה של פרמטרים. אנו מציגים סכמות סטנדרטיות של הגדרות פרמטרים החלות באופן אוניברסלי על שדות קשורים.כדי להתחיל, פתח את אפליקציית MotionRecorder. מניחים את החולדה על חגורת ההליכון. הגדל את מהירות החגורה ל -20 סנטימטרים לשנייה.כאשר החולדה מתחילה ללכת כרגיל במהירות הרצויה, לחץ על תקליט סמל כדי להתחיל את לכידת הווידאו. לאחר קבלת 5 עד 10 שלבים רצופים, עצור את הלכידה על ידי לחיצה על תקליט סמל. פתח את אפליקציית 3DCalculator ואת קובץ הווידאו לניתוח.חתוך את הסרטון על ידי התאמת פס המחוון האופקי בחלק העליון, כך שיכיל מספר מספיק של צעדים רצופים. כדי ללכוד את הסמנים, גרור את אגדות הסמן בדגם תמונת המקל לסמן המתאים בסרטון שצולם, ושחרר את הלחצן. לחץ על סמל המעקב האוטומטי.אם המערכת אינה עוקבת במדויק אחר סמנים, או שתהליך המעקב נעצר עקב אובדן סמן, עבור למצב ידני על-ידי לחיצה על הסמל ידני. לחץ על מקרא הסמן החסר בתמונת המקל, ועל הסמן המתאים בסרטון. פתחו את אפליקציית KineAnalyzer וטענו את הקובץ.עבור אל תצוגה ולחץ על תפריט ערוך סמן ראשי. זה יפתח את חלון העריכה הראשי של סמן. לחץ על התווית הרצויה או על ציון הדרך בכרטיסיית הסמן, ולאחר מכן לחץ על הצבע הרצוי.תהליך זה מייעד כל סמן לציון דרך מסוים. לאחר מכן בכרטיסיית הקישור, צור קווים המתאימים לכל איבר על ידי לחיצה על שני סמנים ברצף. הקצו צבעים לקווים שנוצרו על-ידי בחירת הצבע הרצוי מהעמודה 'צבע'.הגדר זוויות בכרטיסיית הזווית. לאחר מתן שמות לזווית, הקצה את וקטור A כקו הייחוס, ואת וקטור B כקו הנע, על ידי לחיצה על הסמנים המתאימים לכל נקודת ציון. לאחר מכן הגדר את כיוון הזווית עם ערך במקטע הפעלה" באותה לשונית.לאחר מכן, בכרטיסייה "מרחק", הגדר את פרמטר המרחק. בחרו שני סמנים מתאימים במקטע 'קביעת מרחק'. שש חיות הוקצו כל אחת באופן אקראי לקבוצת הפריקה, שבה הגפיים האחוריות של החיה נפרקו על ידי הזנב במשך שבועיים, או לקבוצת הביקורת, שבה החיות הושארו חופשיות.מסלולי המפרקים המנורמלים של הברך והקרסול בשלב העמידה הראו כי הקבוצה שנפרקה הציגה הרחבות נוספות בברך ובקרסול מאשר קבוצת הביקורת. שבועיים לאחר הפריקה, מדדים כמותיים כמו זווית הברך בעמדת האמצע וזווית הקרסול של הקבוצה שנפרקה היו גדולים משמעותית מאלו של קבוצת הביקורת. גם המרחק המטטרסו-ירך, שהוא כמעט שווה ערך לגובה מפרק הירך בעמידה האמצעית, היה גבוה משמעותית בקבוצה שנפרקה.שיטה זו נתנה לחוקרים את היסודות כיצד לקבוע פרמטרים של תנועה משותפת. בדרך זו הם יכולים להקים מסגרות ספציפיות כדי לענות על שאלות המחקר שלהם.

comprehensive-understanding-inactivity-induced-gait-alteration

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

קנטית והרצתי ניתוח הליכה במישור sagittal התשואות מידע מאוד מדויק על איך מתבצעת התנועה. אנו מתארים את היישום של טכניקות אלה כדי לזהות הילוך חסרונות עבור עכברים נתון demyelination אוטואימונית בתיווך. שיטות אלה עשוי לשמש גם לאפיין הילוך גירעונות למודלים אחרים העכבר שמציעות ומכניקה לקוי.

המטוס Sagittal קנטית והרצתי ניתוח בעכברים C57BL/6 נתון MOG35-55 המושרה חיסון ניסיוני של דלקת המוח וחוט השדרה

ההערכה המדויקת של תגובת כאב במודל בעלי חיים נוירופתי חיוני לחקור הפתופיזיולוגיה של כאב מחלות ולפתח משככי כאבים חדשים. אנו מציגים שיטה אובייקטיבית רגיש כדי לקבוע את תפקוד חושי למכרסמים הינד כף של מערכת ניתוח הילוך אוטומטי.

אוטומטיות והרצתי ניתוח אצל עכברים עם פציעה כרונית הכיווץ

במחקר זה, נדגים את השימוש קנטית והרצתי ניתוח המבוסס על הגחון המטוס הדמיה לעקוב אחר שינויים עדינים קואורדינציה, כמו גם את ההתקדמות של הקשורים ניוון מוחיים עם הגיל במודלים של העכבר (למשל, endophilin מוטציה קווים העכבר).

והרצתי ניתוח של ליקויים מוטוריים תלויי-גיל בעכברים עם הקשורים ניוון מוחיים

אנו מתארים מערכת ניתוח הילוך הרומן, כפה הדפסה ניתוח של הקלטות ניגודיות-משופרת (PrAnCER מנסר), גישה פתוחה מערכת אוטומטית עבור כימות של מאפייני הליכה חולדות העושה שיטה הספר השקוף למחצה הרצפה באופן אוטומטי לכמת הילוך. מערכת זו אומתה באמצעות מודל לופרידול של מחלת פרקינסון.

כפה-הדפסת ניתוח של הקלטות חדות-משופרת (PrAnCER): בעלות נמוכה, גישה לפתוח מערכת ניתוח הילוך אוטומטי להערכת לקויי מנוע

מוצג כאן הוא פרוטוקול לאסוף ולנתח הקינטיקה תלת ממדית של התנועה במכרסמים למחקרים פרה-קליניים.

3D ניתוח הילוך קימטי למחקרים פרה-קליניים במכרסמים

ניתוח טביעת רגל הוא חלופה בעלות נמוכה לניתוח הילוך ההילוך הדיגיטלי עבור החוקרים הפרעות בתנועה של עכברים. בשל המהירות שלה, פשטות, ופוטנציאל האורך, הוא אידיאלי עבור פנוטיפים התנהגותיים של מודלים של העכבר.

בעלות נמוכה ניתוח הילוך עבור פנוטיפים התנהגותיים של מודלים של עכבר של מחלות נוירוסקולריות

ניתוח הליכה אוטומטי הוא כלי אפשרי להערכת התאוששות תפקודית במודלים של מכרסמים של פגיעה בעצב היקפי ופגיעה בחוט השדרה. אמנם זה דורש רק התקנה אחת כדי להעריך את תפקוד הקטר במודלים ניסיוניים שונים, התאמה קפדנית קשה ורכה והכשרה של בעלי החיים הוא חשוב מאוד.

ניתוח הליכה אוטומטי כדי להעריך התאוששות תפקודית מכרסמים עם פגיעה בעצב היקפי או חבלה בחוט השדרה

כאן אנו מתארים את מערכת RatWalker, שנבנתה על ידי תכנון מחדש של מנגנון MouseWalker כדי להתאים לגודל ולמשקל המוגדלים של חולדות. מערכת זו משתמשת בהשתקפות פנימית כוללת מתוסכלת (FTIR), לכידת וידאו במהירות גבוהה ותוכנת ניתוח בגישה פתוחה כדי לעקוב אחר פרמטרים של הליכה ולכמת אותם.

יישום מערכת RatWalker לניתוח הליכה במודל חולדה גנטי של מחלת פרקינסון

אנו מספקים פרוטוקול להערכת התנהגות מוטורית באמצעות סוללת בדיקה התנהגותית בחולדות לאחר פציעת ריסוק עצבים סיאטית.

הערכה רב-גורמית של התנהגות מוטורית בחולדות לאחר פציעת ריסוק עצבית סיאטית חד-צדדית

צינור ניסיוני לתיאור כמותי של דפוס הלוקומוטור של עכברים ההולכים בחופשיות באמצעות ארגז הכלים MouseWalker (MW) מסופק, החל מהקלטות וידאו ראשוניות ומעקב ועד ניתוח לאחר כימות. מודל פגיעה בחוט השדרה בעכברים משמש כדי להדגים את התועלת של מערכת MW.

שימוש בהליכון עכבר לכימות תפקוד לקוי של מנוע עכבר במודל עכבר של פגיעה בחוט השדרה

למדו פרוטוקול מעקב תלת-ממדי לניתוח שינויי הליכה בעכברושים לאחר פריקת גפיים אחוריות. השיטה מאפשרת הערכה מדויקת של זוויות מפרקים ומכניקת תנועה במחקר ביומכני.

הבנה מקיפה של שינוי הליכה הנגרם על ידי חוסר פעילות במכרסמים

גלה סרטונים נוספים