Name: Un nuovo metodo per la valutazione delle funzioni zampa anteriore prossimale e distale del Ratto: la (IBB) Irvine, Beatties e Bresnahan Scala arti anteriori (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-12-16T16:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 46 s
Description: Scopri la scala IBB per valutare il recupero della funzione prossimale e distale della zampa anteriore nel ratto dopo lesione del midollo spinale. Questo metodo analizza il controllo motorio fine e i movimenti delle dita durante il comportamento naturale di alimentazione.

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<ol><li>Anderson, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeting+recovery%3A+priorities+of+the+spinal+cord-injured+population%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Targeting recovery: priorities of the spinal cord-injured population.</a> J Neurotrauma. 21 (10), 1371-1383 (2004).</li>
<li>Anderson, K. D., Sharp, K. G., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bilateral+cervical+contusion+spinal+cord+injury+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Bilateral cervical contusion spinal cord injury in rats.</a> Exp. Neurol. 220 (1), 9-22 (2009).</li>
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<li>Bertelli, J. A., Mira, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+evaluating+methods+in+the+objective+clinical+assessment+of+motor+function+after+experimental+brachial+plexus+reconstruction+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Behavioral evaluating methods in the objective clinical assessment of motor function after experimental brachial plexus reconstruction in the rat.</a> J Neurosci Methods. 46, (1993).</li>
<li>Gensel, J. C., Tovar, C. A., Hamers, F. P., Deibert, R. J., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavioral+and+histological+characterization+of+unilateral+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats.</a> J Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).</li>
<li>Girgis, J., Merrett, D., Kirkland, S., Metz, G. A., Verge, V., Fouad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reaching+training+in+rats+with+spinal+cord+injury+promotes+plasticity+and+task+specific+recovery%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Reaching training in rats with spinal cord injury promotes plasticity and task specific recovery.</a> Brain. 130 (PT 11), 2993-3003 (2007).</li>
<li>Metz, G. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skilled+reaching+an+action+pattern%3A+stability+in+rat+%28Rattus+norvegicus%29+grasping+movements+as+a+function+of+changing+food+pellet+size%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Skilled reaching an action pattern: stability in rat (Rattus norvegicus) grasping movements as a function of changing food pellet size.</a> Behav Brain Res. 116 (2), 111-122 (2000).</li>
<li>Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+%22staircase+test%22%3A+a+measure+of+independent+forelimb+reaching+and+grasping+abilities+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">The "staircase test": a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats.</a> J Neurosci Methods. 36 (2-3), 219-228 (1991).</li>
<li>Pearse, D. D., Lo, T. P. J. r, Cho, K. S., Lynch, M. P., Garg, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histopathological+and+behavioral+characterization+of+a+novel+cervical+spinal+cord+displacement+contusion+injury+in+the+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Histopathological and behavioral characterization of a novel cervical spinal cord displacement contusion injury in the rat.</a> J Neurotrauma. 22 (6), 680-702 (2005).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Pellis, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+structure+of+skilled+forelimb+reaching+in+the+rat%3A+a+proximally+driven+movement+with+a+single+distal+rotatory+component%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">The structure of skilled forelimb reaching in the rat: a proximally driven movement with a single distal rotatory component.</a> Behav. Brain Res. 41 (1), 49-59 (1990).</li>
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 . <a target="_blank" href="http://www.sci-info-pages.com/">http://www.sci-info-pages.com/</a> (2010).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

La scala di Irvine, Beatties e Bresnahan forelimb (IBB) si trova a 10 punti di scala ordinale di progressione di recupero degli arti anteriori. L&#39;IBB analisi numerose funzioni d&#39;uso degli arti anteriori sia prossimale e distale durante il consumo di due pezzi interi di cereali per il compito, una sferica e una ciambella a forma di cereali. Video di animali che mangiano i cereali vengono valutati per i comportamenti degli arti anteriori più comuni (compresa la posizione comune, il sostegno oggetto, il movimento cifre e tecnica afferrare) utilizzato sia per le forme e quindi un IBB punteggio è assegnato sulla base di una combinazione di questi comportamenti selezionati per rappresentare il maggiore quantità di recupero degli arti anteriori. Valutazioni dovrebbero essere effettuate solo con i cereali che hanno dimensioni e forma costante, così, gli animali non devono essere segnata quando si mangia pezzi rotti di cereali. Gli animali devono soddisfare tutti i comportamenti che descrivono ogni punto o l&#39;animale viene segnato il punto più vicino deficit. L&#39;IBB è stato creato per la valutazione del recupero degli arti anteriori seguenti indotta sperimentalmente cervicale SCI. Gli studi iniziali nel nostro laboratorio ha scoperto che, come per altri test comportamentali, recupero valutata usando il punteggio IBB è sensibile alla gravità delle lesioni. L&#39;uso del IBB non può essere limitata a SCI cervicale, ma può anche essere adatto per altre forme di lesioni nervose centrali e periferici che influenzano il corretto funzionamento degli arti anteriori.

<table><tbody><tr><td>Froot Loops</td><td>Kellogg&amp;rsquo;s</td><td></td><td>Cereali a forma di anello disponibili in: India, Australia, Canada, Stati Uniti, Germania, Medio Oriente e America del Sud.&lt;br/&gt;Diametro: ~ 81 mm</td></tr><tr><td>Reese&amp;rsquo;s Pieces</td><td>Herseys Co.</td><td></td><td>Cereali a forma sferica disponibili in: Stati Uniti&lt;br/&gt;Diametro: ~ 63 mm</td></tr><tr><td>Cilindro in Perspex</td><td>Tapp Plastics</td><td>N/A</td><td>Diametro: ~ 200 mm e Altezza: ~ 460 mm</td></tr><tr><td>Fotocamera digitale con riproduzione DVD</td><td>Sony Corporation</td><td>DCR-DVD403 NTSC</td><td>Zoom ottico 10x/zoom digitale 120x, velocità dell'otturatore da 1/4 a 1/4000, messa a fuoco manuale/automatica su tutta la gamma</td></tr><tr><td>2 specchi grandi</td><td>Qualsiasi fornitore</td><td>N/A</td><td>Larghezza: ~ 750 mm e Altezza: ~ 500 mm</td></tr></tbody></table>

un nuovo metodo per la valutazione delle funzioni zampa anteriore prossimale e distale del ratto: la (ibb) irvine, beatties e bresnahan scala arti anteriori

A Novel Method for Assessing Proximal and Distal Forelimb Function in the Rat: the Irvine, Beatties and Bresnahan (IBB) Forelimb Scale

Diversi modelli sperimentali di lesione cervicale del midollo spinale (SCI) sono state sviluppate di recente per valutare le conseguenze di danni a questo livello del midollo spinale (Pearse et al., 2005, Gensel et al., 2006, Anderson et al., 2009) , come la maggioranza dei diritti umani si verificano qui SCI (Young, 2010; www.sci-info-pages.com). Deficit comportamentali includono la perdita di funzione zampa anteriore a causa di danni alla materia bianca colpisce sia motore discendente e ascendente, sistemi sensoriali e per la materia grigia che contiene la circuiteria segmentale per l&#39;elaborazione di input sensoriali e output motori per la zampa anteriore. Inoltre, una delle principali priorità per i pazienti umani con SIC cervicale è il ripristino della mano / braccio funzione (Anderson, 2004). Così, misure di outcome che valutare la funzionalità degli arti anteriori sia prossimale e distale sono necessari. Anche se ci sono diversi test comportamentali che sono sensibili a diversi aspetti del recupero degli arti anteriori in modelli sperimentali di cervicale SCI (Girgis et al., 2007, Gensel et al., 2006, Ballerman et al., 2001, Metz e Whishaw, 2000, Bertelli e Mira, 1993, Montoya et al., 1991, Whishaw e Pellis, 1990), alcune tecniche forniscono informazioni dettagliate sul recupero del controllo motorio e movimento cifra. La tecnica di misurazione della corrente, l&#39;, Irvine Beatties e Bresnahan scala anteriore (IBB), in grado di rilevare il recupero della funzione zampa anteriore sia prossimale e distale compresi i movimenti cifra nel corso di un comportamento naturale che non richiede una formazione completa o privazione per aumentare la motivazione. L&#39;IBB è stata generata osservando il recupero dopo una unilaterale C6 SIC, e coinvolge la registrazione video di animali mangiando due cereali di forma diversa (sferica e ciambella) di dimensioni consistenti. Questi video sono stati poi utilizzati per valutare le caratteristiche d&#39;uso degli arti anteriori, come la posizione comune, oggetto di sostegno, il movimento e la cifra tecnica di afferrare. L&#39;IBB, come altri compiti zampa anteriore del comportamento, mostra un modello coerente di recupero che è sensibile alla gravità delle lesioni. Inoltre, l&#39;IBB scala potrebbero essere utilizzati per valutare il recupero dopo altri tipi di lesioni che la funzione degli arti anteriori impatto normale.

Qui descriveremo un test comportamentale dei roditori in grado di rilevare il recupero della funzionalità degli arti anteriori sia prossimale e distale compresi i movimenti cifra nel corso di un comportamento naturale che non richiede una formazione completa o privazione per aumentare la motivazione.

Un nuovo metodo per la valutazione delle funzioni zampa anteriore prossimale e distale del Ratto: la (IBB) Irvine, Beatties e Bresnahan Scala arti anteriori

Recentemente sono stati sviluppati diversi modelli sperimentali di lesione del midollo spinale (SCI) cervicale per valutare le conseguenze del danno a questo livello del...

Questo video illustra la scala Irvine, Beatties e Bresnahan per il controllo degli arti (IBB), in grado di rilevare il recupero della funzione prossimale e distale degli arti. I ratti vengono innanzitutto adattati all'ambiente di prova e osservati dopo una lesione spinale unilaterale a livello del C6. Successivamente, gli animali vengono filmati mentre mangiano due tipi di cereali di dimensioni costanti ma forma diversa.I video vengono utilizzati per valutare caratteristiche dell'uso del caduto, come la posizione articolare, il supporto degli oggetti, il movimento delle dita e la tecnica di prensione, e la presenza di diverse caratteristiche comportamentali viene registrata sul modulo di valutazione IBB. L'IBB mostra un modello di recupero costante, sensibile alla gravità della lesione. Inoltre, la scala IBB può essere utilizzata per valutare il recupero dopo altri tipi di lesioni che influiscono sulla funzionalità normale del caduto.Sebbene esistano diversi saggi comportamentali sensibili a diversi aspetti del recupero degli arti e modelli sperimentali di lesione del midollo spinale cervicale, poche tecniche forniscono informazioni dettagliate sul recupero del controllo motorio fine e del movimento delle dita. Questo metodo potrebbe aiutare a rispondere a domande fondamentali sul recupero dalla lesione del midollo spinale, come il ruolo di particolari tratti assonali nel ripristino della funzione prossimale e distale degli arti.Ad esempio, il tratto rubrospinale o il tratto corticospinale. Le implicazioni di questa tecnica si estendono alla terapia negli esseri umani. La maggior parte dei traumi al midollo spinale negli esseri umani si verifica a livello cervicale.Inoltre, un obiettivo fondamentale per i pazienti con lesione del midollo spinale cervicale è il ripristino della funzione della mano e del braccio. Pertanto, sono necessarie misure di esito in grado di valutare sia le funzioni prossimali che quelle distali degli arti anteriori. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni sulla ripresa degli arti anteriori dopo una lesione del midollo spinale, può essere applicato anche ad altri tipi di lesioni che compromettono le normali funzioni degli arti anteriori, come ictus o neuropatie periferiche.I soggetti alle prime esperienze con questo metodo potrebbero incontrare difficoltà a causa del numero di caratteristiche comportamentali che devono valutare mentre il ratto sta mangiando. Abbiamo avuto per la prima volta l'idea di questo metodo osservando i ratti mangiare durante il loro recupero successivo a una lesione del midollo spinale. Questo metodo si basa su lavori precedenti di altri ricercatori, tra cui Ian Wisha e i suoi collaboratori.La dimostrazione visiva di questo metodo è fondamentale poiché le caratteristiche comportamentali del movimento degli arti si verificano molto rapidamente e, pertanto, sono necessari esempi video dei comportamenti da valutare o richiesti per formare gli osservatori nella tecnica. Gli animali devono essere esposti all'odore e al sapore della farina di cereali non appena arrivano nella struttura per animali, in modo da abituarsi a consumare questo alimento. Gli animali devono inoltre essere adattati all'ambiente di prova.Un cilindro in perspex o plexiglass: posizionare alcuni pezzi di cereali nel cilindro sul pavimento prima di introdurre il ratto all'interno. Un eccessivo grooming, minzione, defecazione e salti sono tutti indicatori di stress nell'animale, segno che è necessario ulteriore tempo per l'acclimatazione. Una volta che l'animale si è ben adattato all'ambiente di prova, il passo successivo prevede la registrazione video degli animali mentre mangiano i cereali durante le riprese.È preferibile tenere la videocamera poiché l'animale probabilmente cambierà posizione durante il pasto. Riprendere l'animale mentre mangia un intero fiocco cereale sferico e un fiocco a forma di ciambella, poiché i movimenti richiesti variano a seconda della forma e la valutazione migliore prevede l'osservazione di entrambe le sequenze. Raccogliere i dati per ciascuna forma separatamente su un foglio di valutazione, quindi combinare i punteggi per ottenere un punteggio complessivo per quel ratto nel giorno specifico successivo alla lesione.Ora vediamo alcuni suggerimenti per la valutazione dei video. La valutazione della funzione di prehensione dell'animale deve iniziare non appena l'animale inizia a mangiare il cereale e terminare non appena il pezzo di cereale è stato ingerito. Le valutazioni devono essere effettuate esclusivamente con cereali di forma sferica o a ciambella, che presentino dimensioni e forma costanti prima dell'inizio del consumo.Gli animali non devono essere valutati mentre mangiano pezzi di cereali rotti. Prima della valutazione, si raccomanda vivamente di ridurre la velocità dei video almeno alla met&agrave; della velocit&agrave; originale, poich&eacute; anche i ratti feriti possono mangiare rapidamente e si potrebbero perdere alcune manifestazioni comportamentali chiave. Questo pu&ograve; essere fatto utilizzando programmi come QuickTime e Windows Media Player durante l'osservazione dell'animale. Utilizzare il foglio di valutazione IBB per annotare la presenza delle seguenti caratteristiche comportamentali, che ora descriveremo.Il ratto viene valutato in base alla posizione predominante del gomito, ovvero la posizione più comune assunta dal gomito durante la fase di alimentazione, che si verifica per più del 50% del tempo: esteso, quando il gomito è mantenuto dritto con un angolo superiore a 160 gradi; parzialmente flesso, quando il gomito è flesso con un angolo inferiore a 160 gradi ma superiore a 90 gradi; completamente flesso, quando il gomito è flesso con un angolo inferiore a 90 gradi. Il ratto viene inoltre valutato per i movimenti di caduta prossimale, ovvero movimenti effettuati dalla spalla e/o dal gomito dell’arto posteriore compromesso. Tali movimenti possono o meno determinare il contatto dell’arto posteriore compromesso con la serie: nullo, in assenza di movimenti della spalla e/o del gomito dell’arto posteriore compromesso; lieve, quando i movimenti coprono meno di un terzo dell’escursione articolare della spalla e/o del gomito, categoria alla quale appartengono fremiti e alzate di spalla; esteso, quando i movimenti superano la metà dell’escursione articolare della spalla e/o del gomito.Nelle prime fasi del recupero, questi movimenti possono essere numerosi e irregolari. Si valuta la capacità del ratto di utilizzare la superficie non volare dell'arto compromesso per stabilizzare il pezzo di cereale. In questo modo, il ratto mantiene il pezzo in una posizione che facilita il consumo.Le aree dell'arto anteriore che possono fungere da supporto sono l'avambraccio sopra il polso, il polso stesso o il dorso delle dita, oppure nessuna, nel caso in cui non vi sia alcun supporto non VLA fornito dall'arto anteriore durante la fase di alimentazione. Talvolta si verifica un supporto non-A dell'oggetto durante la fase di alimentazione, ma non sempre; quasi sempre, quando si verifica un supporto non-VOA dell'oggetto, questo accade quasi sempre o sempre durante la fase di alimentazione. Nella valutazione del ratto, nel 95-100% dei casi si osserva la posizione predominante delle dita (fopo), ovvero la posizione assunta dalle dita per più del 50% del tempo durante l'alimentazione, caratterizzata da dita raggruppate, fisse e flesse, con le dita piegate e mantenute a pugno con angoli articolari di circa 90 gradi.Esteso non adattabile, dove le dita sono estese con un angolo maggiore o uguale a 160 gradi e non aderiscono alla forma dell'oggetto; parzialmente flesso adattabile, dove le dita sono parzialmente flesse e aderiscono alla forma dell'oggetto. Il ratto viene valutato per il supporto plantare, ovvero la capacità di utilizzare la superficie plantare del fopo compromesso per stabilizzare il pezzo in serie e, in tal modo, mantenerlo in una posizione utile per l'alimentazione: nullo, quando non vi è alcun supporto con la superficie plantare del fopo durante l'alimentazione o per meno del 5% del tempo; parziale, quando il supporto dell'oggetto mediante la superficie plantare del fopo si verifica durante l'alimentazione, ma non sempre o per meno del 95% del tempo; quasi sempre, quando il supporto dell'oggetto con la superficie plantare del fopo si verifica quasi sempre o sempre durante l'alimentazione, ovvero dal 95 al 100% del tempo.Il ratto viene valutato per la presenza di movimenti del polso dell'arto anteriore compromesso durante il consumo di cibo. Una volta stabilito il supporto volare, i movimenti delle zampe che si verificano in assenza di contatto tra l'arto anteriore compromesso e la sbarra non vengono conteggiati. Questi movimenti conteggiati possono verificarsi in qualsiasi direzione.Ad esempio, per una direzione dorso-ventrale o mediale-laterale, i punteggi possibili includono sì o no. È richiesto un minimo di un movimento del polso affinché il ratto venga conteggiato come sì per questo comportamento. Il ratto viene valutato per i movimenti effettuati dall’arto anteriore compromesso che sono sincronizzati con movimenti manipolativi efficaci dell’arto anteriore non compromesso e che contribuiscono alla corretta manipolazione della serie.Assenza di movimenti quando non vengono effettuati aggiustamenti seriali da parte dell'arto superiore compromesso; esagerazione dei movimenti quando vi sono azioni a livello della spalla e/o del gomito e/o del polso dell'arto superiore compromesso che provocano una perdita completa del contatto tra il fopo e il seriale. Questi episodi sono brevi e si verificano tipicamente subito prima di movimenti manipolativi riusciti del seriale con la superficie volare del fopo compromesso. In caso di movimenti sottili a livello della spalla e/o del gomito e/o del polso dell'arto superiore compromesso che avvengono senza perdita di contatto tra il fopo e il cereale durante il consumo del cibo, il ratto viene valutato per la presenza di movimenti effettuati dai singoli dita durante l'alimentazione. Tali movimenti possono essere di tipo non-contattivo o manipolativo-contattivo per il movimento non-contattivo.I movimenti delle dita avvengono ma non determinano il contatto con l'oggetto per movimenti manipolativi di contatto. Si verificano movimenti delle dita che invece determinano il contatto della superficie palmares della dita con l'oggetto, contribuendo così alla manipolazione dello stesso; i punteggi possibili includono semplicemente sì o no. Il ratto viene valutato per individuare la tecnica di prehensione più comune utilizzata durante la fase di alimentazione, che si verifica per più del 50% del tempo.Esistono diversi metodi di prehensione, ma i più comuni sono la presa a pinza, la presa ad uncino e la presa completa. Le tecniche di prehensione utilizzate dal ratto sono stereotipate e dipendono dalle dimensioni e dalla forma del pezzo di cereale. I possibili punteggi includono anormale, quando viene utilizzato in modo costante un metodo alternativo di prehensione rispetto a quello usato prima della lesione per sostenere e controllare il pezzo di cereale durante la fase di alimentazione; a volte normale, quando l'uso del metodo di prehensione impiegato prima della lesione è inconsistente per sostenere e controllare il pezzo di cereale durante la fase di alimentazione; e quasi sempre normale.Laddove si osserva un uso coerente del metodo di prehensione impiegato precedentemente al danno per sostenere e controllare il pezzo seriale durante la fase di alimentazione. Una volta acquisita padronanza, la ripresa può essere effettuata in cinque-dieci minuti; la valutazione e il punteggio richiederanno un po' più di tempo a causa della necessità di ridurre la velocità del video e di riesaminare occasionalmente comportamenti ambigui. Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordare di filmare il ratto mentre mangia un intero pezzo di cereale e di effettuare una ripresa ravvicinata e a fuoco, in modo da consentire una valutazione accurata del ratto. Seguendo questa procedura, può essere eseguita un'analisi istologica del sito della lesione al fine di rispondere a ulteriori domande, come ad esempio quali assoni o quali popolazioni cellulari neuronali siano importanti per il recupero di caratteristiche chiave dei movimenti dopo il loro sviluppo.Questa tecnica aiuterà i ricercatori nel campo delle lesioni del midollo spinale a esplorare il recupero degli arti anteriori prossimali e distali nei roditori e a correlarlo con il recupero nei primati e negli esseri umani. Dopo aver visto questo video, si dovrebbe avere una buona comprensione di come addestrare gli animali a mangiare nell'ambiente di prova mentre vengono filmati, al fine di identificare le diverse caratteristiche comportamentali e annotarle utilizzando il foglio di valutazione IBB, per poi essere in grado di assegnare un punteggio.

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