Name: Valutare forelimb Funzione dopo unilaterale cervicale SCI utilizzando Compiti Novel: Arto Step-alternanza, instabilità posturale e Pasta Handling (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-09-16T18:10:00.000+00:00
Duration: 8 min 11 s
Description: Scopri tre test comportamentali per valutare la funzione degli arti anteriori dopo lesione spinale cervicale nei roditori. Questi metodi semplici analizzano l'alternanza degli arti, l'equilibrio e la motricità fine.

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Vorremmo riconoscere i finanziamenti del Mission Connect, un progetto di TIRR Foundation (CES e ZZK), la Neilsen Fondazione Craig (CES) e NSF Graduate Research Fellowship (Grant #: 2011112479 al SAG).

Tutte le procedure sugli animali sono stati eseguiti secondo protocolli approvati con IACUC interna presso l&#39;Università del Texas a Austin e sotto i National Institutes of Health (NIH) linee guida. Animali utilizzati in questo studio avevano un infortunio contusione laterale C3/C4 utilizzando una Infinite Horizon urto, o un modello emisezione laterale C3/C4 e questi metodi possono essere applicati più in generale ad altri modelli 18. Raccomandiamo che i ricercatori testano gli animali per 2 settimane prima della lesione, 3 giorni dopo l&#39;infortunio e regolarmente (per esempio ogni settimana) per tutta la durata dello studio. Quando si eseguono test comportamentali su animali di post chirurgiche, soprattutto in chirurgia tre giorni dopo, la cura deve essere presa che gli animali hanno recuperato a sufficienza da un intervento chirurgico e che le procedure di test comportamentali non causano ulteriore dolore o stress agli animali. In generale, 2-3 settimane di trattamento e pre-test possono essere necessari prima dell&#39;intervento. Si tratta di ottenere l&#39;animale comodo per l&#39;ambiente di test da loro manipolazione in modo simile a come saranno trattati durante i test oltre a permettere all&#39;animale di muoversi liberamente sulla superficie test. E &#39;anche importante per ottenere l&#39;animale abituato ad essere tenuto, questo può essere fatto spostando l&#39;animale e vicino alla superficie test con movimenti non diretti acclimatare l&#39;animale a trattamento. E &#39;anche importante rilassarsi animali all&#39;inizio e tra le sessioni di prova. Per rilassarsi gli animali, tenere l&#39;animale su un tavolo in una posizione forelimb solo cuscinetto, in una posizione di &quot;carriola&quot; e rimbalzare l&#39;animale delicatamente sul tavolo permettendo agli arti anteriori di toccare la superficie. Questo insegna gli animali a percepire sotto di loro per una superficie stabile ed è un passo importante e necessario nella procedura perché assicura che gli animali sono rilassati prima dell&#39;inizio test. 1. Forelimb Step-alternanza test <ol><li> Riepilogo test: Posiziona gli animali con entrambe le zampe anteriori toccare la tavolo per determinare se si alternano l&#39;uso dei loro arti anteriori. Spostare il ratto in avanti, spostando il centro di gravità, costringendoli a cercare di passaggio. Questo test viene ripetuto quattro volte con ogni animale e se la capacità spettacoli con animali di alternare a, o maggiore di, 75%, si è considerato un alternatore. Questo è un compito di movimento forzato, così gli animali che sono considerati non-alternatori saranno ripetutamente intervenire con la stessa zampa anteriore. </li><li> Tenere un animale su un tavolo in una posizione portante solo forelimb-, in una posizione &quot;carriola&quot; con il loro corpo a circa 90 ° dalla tabella. </li><li> Una volta che l&#39;animale sembra rilassato, spingere in avanti l&#39;animale a muoversi lungo la superficie del tavolo. </li><li> Determinare e registrare se i supplenti ratto utilizzano delle arti anteriori mentre si muove attraverso la superficie. </li><li> Annotate dell&#39;arto anteriore che ha avviato il movimento e se l&#39;animale può alternare o no on dell&#39;arto anteriore Step-Alternanza test Score Sheet (in dotazione). </li><li> Ripetere questo test almeno due volte mentre si tiene l&#39;animale con una mano (destra o sinistra). Ripetere almeno altre due volte mentre si tiene l&#39;animale in altra parte. </li><li> Se ratti hanno mostrato questa capacità, passo-alternanza può essere testato nuovamente introducendo un&#39;attesa 5 sec dopo il primo passo per determinare se il modello di alternanza rimane dopo un ritardo. Nota: i risultati e registrare nella scheda di valutazione. </li><li> Questo test può essere utilizzato quotidianamente, e si raccomanda che gli animali sottoposti a test almeno settimanale per un esperimento ripetuto misure. </li></ol> Nota: è importante alternare posizione della mano dello sperimentatore in quanto può influire sul comportamento alternarsi degli animali da esperimento. La scheda di valutazione Step-alternanza fornito può essere utilizzato per rilevare la posizione zampa e utilizzare durante il passo. Anche se non abbiamo inserito i dati nel nostro sistema di valutazione attualmente (abbiamo solostato alternanza utilizzato per raggruppare gli animali lesionati nello studio corrente), gli utenti possono facilmente comprendere i dati di posizione zampa come parte dell&#39;analisi a seconda del progetto specifico. 2. Instabilità posturale di prova <ol><li> Sommario Test: Per questa prova comportamentale, tenere ratti in una posizione simile a quella per la prova forelimb alternanza, tuttavia, ogni zampa anteriore deve essere provato separatamente. Il tavolo dovrebbe essere coperta con carta vetrata (No. 220) per evitare scivolamenti, rinforzo, o trascinando delle arti anteriori durante la prova. <ol><li> In questo test, la distanza che ci vuole per l&#39;animale a fare un passo con la zampa anteriore all&#39;esame di ritrovare il suo equilibrio sarà registrata. </li><li> Gli animali all&#39;interno di un gruppo di studio dovrebbe essere circa lo stesso peso, dimensioni e l&#39;età delle grandi differenze di peso corporeo possono provocare variazione della distanza della linea di base necessaria per mantenere il centro di gravità di un determinato animale 19. Un gruppo sham dovrebbe essereincluso durante l&#39;utilizzo di PIT per verificare che i cambiamenti nel comportamento sono dovuti alla rigenerazione o recupero piuttosto che l&#39;età e aumento di peso. </li></ol></li><li> Tenere un animale su un tavolo in una posizione comoda e consentire entrambe le zampe anteriori per raggiungere la superficie, l&#39;animale deve essere confortevole in una posizione &quot;carriola&quot; con il loro corpo a quasi 90 ° dalla tabella. Si noti che è importante tenere l&#39;animale in una posizione più verticale. Ciò consentirà una distanza più consistente necessaria per innescare un passo per recuperare baricentro. </li><li> Leggermente trattenere una zampa anteriore contro torso dell&#39;animale e allineare il naso del ratto con la linea di zero come visto da sopra. </li><li> Spostare il ratto in avanti. Questo sposterà il centro di gravità dell&#39;animale avanti stimolare l&#39;animale al passo di ritrovare il suo equilibrio. </li><li> Registrare la nuova posizione del naso dopo i passi di ratto due volte e utilizzando la media di questi due passaggi come la distanza necessaria per innescare un passo. </li><li> Prova ciascuno forelimb indipendentemente 5x, portando l&#39;animale torna alla posizione 0 e verificando che l&#39;animale continua ad essere rilassato nelle mani dello sperimentatore prima di continuare a garantire risultati coerenti. </li><li> Record sul test instabilità posturale (PIT) Score Sheet, fornito. Questa prova può essere eseguita giornalmente, e si raccomanda che gli animali vengono esaminati almeno settimanale per la durata dell&#39;esperimento. </li></ol> 3. Pasta Handling test <ol><li> Riepilogo Test: Utilizzare questo test per determinare il tempo necessario per mangiare un pezzo di pasta e la preferenza zampa durante una sessione-mangia pasta. In questo test, utilizzare 4,0 centimetri filoni di pasta secca (spaghetti sottili; diametro ~ 1,6 mm). La prova deve essere somministrato circa alla stessa ora ogni giorno di test. Roditori in genere mangiano pasta secca facilmente, tuttavia, 4-6 ore di astinenza alimentare si consiglia, prima delle prove se questa non si verifica. </li><li> Misurazioni di base devono essere acquisite 1-2 settimane primalesioni. Prima di registrazioni di base, ratti dovrebbero avere lo stesso tipo di pasta nella loro gabbia a casa per prepararsi per il test. Poi, permettono i ratti mangiare pasta in una camera di prova e registrano il tempo di mangiare pasta. Pezzi di pasta devono essere collocati vicino alla parte anteriore della camera di prova in cui l&#39;uso di arti anteriori può essere osservato facilmente. Ogni sessione-mangia pasta dovrebbe includere mangiare almeno tre pezzi di pasta. I ratti sono considerati abili a mangiare la pasta se il loro time-mangia pasta è consistente per almeno 3 giorni. </li><li> Dopo l&#39;allenamento i ratti a mangiare la pasta costantemente nella camera di prova, porre topi in camera di registrazione. </li><li> Mettere i pezzi di pasta sul pavimento vicino alla parte anteriore del tempo di camera di prova e record a mangiare un pezzo di pasta, arti anteriori usati, e le posizioni degli arti anteriori, come si è visto sulla scheda di valutazione Pasta Handling. </li><li> Questa prova può essere eseguita quotidianamente, ma è consigliabile effettuare settimanalmente osservando peso degli animali come to non troppo da mangiare agli animali. </li></ol> Nota: Il foglio Score Pasta Handling offre spazio per registrare il tempo di mangiare pasta e uso zampa, simile ai dati inclusi in questo studio. Abbiamo incluso anche aree per registrare ulteriori dettagli d&#39;uso zampa durante una sessione di mangiare pasta, come la posizione della zampa.

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Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Lesioni del midollo spinale cervicale (CSCI) può causare lesioni devastanti e vita alterando nei pazienti. Ci sono un certo numero di modelli lesioni midollari cervicali sviluppati nei roditori che vengono utilizzati per studiare la plasticità dei substrati neurali e agenti terapeutici. Lo sviluppo sensibile, efficace, riproducibile e facile da usare test comportamentali per valutare i deficit funzionali e di recupero dopo CSCI è un obiettivo importante. Qui, descriviamo in dettaglio l&#39;uso di tre di questi test comportamentali: alternanza degli arti, instabilità posturale e manipolazione della pasta. Lesioni del midollo spinale in roditori, come nella popolazione umana, è una lesione eterogenea. Un infortunio molto simile può indurre una serie di deficit comportamentali. Pertanto, è importante per determinare la gravità delle lesioni negli animali feriti. Abbiamo scoperto che il compito arto alternanza è un modo molto efficace per determinare se il lato controlesionale è danneggiata dopo una lesione unilaterale (emisezione o contTipo usion infortunio) al midollo spinale cervicale 19. Dati dal nostro gruppo hanno dimostrato che l&#39;uso di questo compito arto alternanza può determinare la gravità della lesione entro la prima settimana dopo la lesione. Inoltre, i più gravemente feriti animali (non alternatori) avevano un profilo recupero significativamente diverso rispetto ad alternatori (utilizzando la scala motorio degli arti anteriori). Pertanto, il compito arto alternanza è estremamente utile concentrando i ratti feriti in alternatori e non alternatori, in particolare se lo studio include trattamento cronico di garantire il un&#39;equa distribuzione di lesione gravità in ciascun gruppo di trattamento. Si raccomanda che il test forelimb-alternanza essere usato in combinazione con altri compiti che possono esaminare l&#39;uso di arti anteriori animali (come la scala forelimb locomotore o il test di preferenza zampa cilindro). Mentre somministrare questo test è imperativo che lo sperimentatore eseguire il test lo stesso numero di voltecon ciascuna mano (ad esempio due volte con la mano sinistra e due volte con il destro) per minimizzare l&#39;effetto della posizione della mano sperimentatore sul comportamento dei ratti. Questo test è efficace solo se l&#39;animale è rilassato nelle mani dello sperimentatore, le 2-3 settimane di spedizione proposti dovrebbero permettere di relax. Inoltre, una volta che l&#39;animale è rilassato, lo sperimentatore deve tenere l&#39;animale a circa 90 ° in una posizione carriola per impedire variazione all&#39;interno animale. Il test forelimb-alternanza può anche fornire indicazioni per connessioni neurali cross-spinali quando gli animali sono in grado di intervenire individualmente con una zampa, ma sono in grado di svolgere un compito alternanza. Per normale locomozione quadrupede in animali quali ratti, molte regioni cerebrali nonché generatori locali di pattern centrali (CPG) lungo la lunghezza del midollo spinale sono coinvolti. Specificamente per forelimb movimento ritmico, i segmenti spinali cervicali, C3-C6 si pensa di essere importante 22. In precedenza, abbiamo descridifferenze letto anatomiche tra alternatori e non alternatori negli animali lesionati (un emisezione laterale a C3/C4 è stata effettuata) e abbiamo trovato più danni alla colonna dorsale controlesionale e del tratto cortico-spinale in animali non alternati 18. Si pensa che per il movimento degli arti anteriori, generatore di pattern ritmico è presente ad ogni livello della emi-segmento cervicale e che le connessioni inibitori trasversale del cordone sono responsabili di alternanza 23. I nostri precedenti risultati anatomici implica anche che i danni al lato controlesionale del midollo spinale può causare disagi alla potenza del motore ritmico (come alternanza), mentre se il controlesionale del midollo spinale è più intatto, le uscite motorie ritmiche sono più propensi a funzionare normalmente. Non abbiamo osservato un danno consistente agli eventuali controlesionale mediale parti ventrali dei cavi e, quindi, che l&#39;analisi non è stata eseguita. Il test instabilità posturale qui descritto è una ver<html> test utile y perché in grado di rilevare i cambiamenti in entrambi forelimb (ipsi-e controlesionale) causata da una lesione unilaterale. È importante notare che questo test deve essere somministrato solo quando l&#39;animale è rilassato nelle mani dello sperimentatore. Nella nostra esperienza, questo può assumere la gestione quotidiana degli animali per 2-3 settimane. Una volta che il sperimentatore e l&#39;animale sono confortevoli, questo test è molto sensibile e può essere utilizzato per ottenere dati di spostamento altamente coerenti per ogni zampa anteriore. Se l&#39;animale è teso, lo sperimentatore può contenere delicatamente l&#39;animale e spostarli fino al largo di e giù sul tavolo fino a quando l&#39;animale è confortevole e capisce che la tabella è un luogo sicuro. Una volta che l&#39;animale è rilassato, è importante tenere gli animali in una posizione carriola a circa 90 ° per risultati coerenti. Questo test è facile da amministrare e fornisce una visione al di là di altri test comportamentali, fornendo informazioni sulla compensazione e il deficit con un compito semplice. t &quot;&gt; Ratti prontamente mangiare pasta secca dopo l&#39;allenamento di fronte alla telecamera. Pertanto, la manipolazione della pasta è un test relativamente facile da amministrare. In questo studio, stavamo registrando e utilizzando i dati per l&#39;uso degli arti (sinistra, destra o entrambi) e il tempo di mangiare solo la pasta. Un&#39;analisi più dettagliata compresi gli adeguamenti zampa durante la pasta alimentare è stata descritta in precedenza negli animali con lesioni come lesioni ischemiche unilaterali e unilaterale striatale di dopamina esaurimento 20,21,24. Pertanto, è possibile sviluppare e utilizzare un altro . analisi sensibili dal test di pasta mangiare dopo CSCI Abbiamo incluso posizione zampa sul foglio di punteggio, in quanto puo &#39;rivelare la manualità o l&#39;abilità con ciascuna mano Inoltre, stiamo notando la presa di ogni zampa;. alcuni animali riposano la zampa su un lato la pasta, utilizzando possibilmente come supporto, piuttosto che presa la pasta durante mangiare. Se gli animali sono restii a mangiare la pasta, un passo in privazione di cibo può essere introdotto al protocollo prima del test.

Cervicale lesioni del midollo spinale (CSCI) è la forma più diffusa di SCI nei pazienti, che rappresentano circa il 62% di tutti i SIC ( <a href="http://www.spinalcord.uab.edu" target="_blank">http://www.spinalcord.uab.edu</a> ). Le lesioni al midollo spinale cervicale può causare danni agli arti superiori e la respirazione. Un recente studio in pazienti con CSCI suggerisce che funzione parziale o totale del braccio e / o mano è considerata essere una delle principali priorità 1. Pertanto, lo sviluppo di modelli di CSCI e test comportamentali associati che sono facili, sensibile e affidabile per l&#39;uso è un obiettivo importante. Ci sono diversi test comportamentali utili per valutare la funzione degli arti anteriori dopo CSCI nei roditori 1-17, però, molti di questi test sono difficili da usare e richiedono attrezzature specializzate. Prove di manipolazione della pasta sono stati sviluppati da altri gruppi 18,19, ma questi test richiedono che gli animali siano girati in specifiche gabbie mangiare pasta, che richiede una lungaperiodo di formazione, mentre il metodo che proponiamo può essere eseguita in casa gabbia degli animali. Test di pasta precedentemente descritte richiedono notevole tempo di analisi e spesso software costosi, a differenza della prova qui descritto. L&#39;obiettivo del nostro metodo è quello di sviluppare e utilizzare test comportamentali che sono facili da usare, affidabile, e non richiedono attrezzature costose. In particolare, il test passo alternanza forelimb qui descritta permette ai ricercatori di stimare il volume della lesione presto dopo l&#39;infortunio, fornendo un mezzo per creare gruppi di trattamento equivalenti prima di un trattamento cronico viene somministrato. In questo studio, descriviamo in dettaglio tre nuovi test comportamentali: (1) forelimb passo alternanza, (2) instabilità posturale, e (3) la gestione pasta. Determinazione dei test comportamentali diritto di utilizzare può essere difficile. Infatti, riteniamo che nessuno di test comportamentali in grado di valutare adeguatamente il funzionamento degli arti anteriori. Pertanto, si consiglia di utilizzare una combinazione di alcuni test comportamentali di culofunzione zampa anteriore ess dopo SCI. Categoricamente di parlare, si dovrebbe utilizzare un compito in campo aperto di tipo motorio (ad es forelimb scala locomotore, cilindro) se gli animali sono valutate in uso dei loro arti anteriori durante la normale locomozione, e un test specifico compito, dove gli animali sono chiamati a svolgere un compito specifico che prevedono l&#39;uso della loro forelimb (es., pasta alimentare, instabilità posturale, forza di presa, ecc.) I test comportamentali qui descritti in dettaglio sono utili per determinare la gravità della lesione a ~ one settimana dopo lesione (forelimb passo alternanza, instabilità posturale, manipolazione pasta), gli effetti di una lesione unilaterale dell&#39;arto anteriore controlesionale (forelimb passo alternanza, instabilità posturale ) e fine movimento del motore degli arti anteriori (gestione pasta). Conoscendo la gravità e gli effetti della lesione utilizzato può anche dettare gli opportuni test comportamentali. Se i movimenti motorie fini del polso non sono possibili dopo la lesione, utilizzando un test che misura e quantifies l&#39;uso della zampa anteriore zampe è inadeguato. Ad esempio, molti dei test di movimentazione di pasta precedentemente descritte sguardo più in profondità ai singoli movimenti di cifre, tuttavia, abbiamo trovato con la gravità e la posizione del nostro pregiudizio, questo era irrilevante, invece osservato differenze nel posizionamento globale dell&#39;arto. I ricercatori possono essere tentati di effettuare molti test comportamentali e utilizzando un campione di loro per dimostrazione basati sui risultati, tuttavia, è consigliabile per ogni modello sperimentale utilizzato è eseguito uno studio pilota per determinare opportuni test comportamentali per la lesione. Pertanto, è importante notare che l&#39;utente deve avere almeno una conoscenza precedente del tipo di deficit e la portata di un particolare tipo di lesione prima di decidere test comportamentali da impiegare. Valutare la gravità della lesione in base alle prestazioni comportamentali permette anche gruppi di trattamento per essere creati con un&#39;equa distribuzione di lesione gravità prima di trattarezione viene somministrato.

<table><tbody><tr>È stata utilizzata <td>la carta vetrata</td><td>3M</td><td>5097</td><td>3M Gold Fre-Cut. Qualsiasi carta vetrata a grana 220 funzionerebbe bene </td></tr><tr>È stato utilizzato <td>Dry Pasta Skinner</td><td>Skinner</td><td></td><td>Thin Spaghetti. È disponibile presso Walmart</td></tr></tbody></table>

valutare forelimb funzione dopo unilaterale cervicale sci utilizzando compiti novel: arto step-alternanza, instabilità posturale e pasta handling

Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling

Lesioni del midollo spinale cervicale (CSCI) può causare deficit neurologici devastanti, tra cui compromissione o perdita di arto superiore e la funzione della mano. La maggior parte delle lesioni del midollo spinale in esseri umani si verificano ai livelli cervicali. Pertanto, lo sviluppo di modelli di lesioni cervicali e lo sviluppo di rilevanti e sensibili test comportamentali è di grande importanza. Qui si descrive l&#39;uso di una zampa anteriore step test-alternanza di recente sviluppato dopo lesione del midollo spinale cervicale in ratti. Inoltre, descriviamo due test comportamentali che non sono stati utilizzati dopo la lesione del midollo spinale: un test di instabilità posturale (PIT), e un test di pasta-handling. Tutti e tre i test comportamentali sono molto sensibili alle lesioni e sono facili da usare. Pertanto, riteniamo che questi test comportamentali possono essere determinanti nelle indagini strategie terapeutiche dopo CSCI.

Raccomandiamo che gli animali siano sottoposti regolarmente durante l&#39;esperimento in un esperimento di misure di tipo ripetuta per una migliore analisi e di analizzare miglioramento nel tempo. Forelimb Step-alternanza test Questa prova ha lo scopo di determinare la capacità di un animale di alternare l&#39;uso dei suoi arti anteriori. Utilizzando la zampa anteriore step test-alternanza, solo il 50% degli animali erano in grado di alternare l&#39;uso dei loro arti anteriori dopo CSCI 19 a 12-16 settimane dopo la lesione (Figura 1A). Successivamente abbiamo introdotto un ritardo (5 sec) tenendo fermo animale dopo il primo passo prima di spostare in avanti l&#39;animale per la seconda fase. Solo il 50% degli animali che sono stati alternano l&#39;uso degli arti (25% del gruppo lesionata totale) sono stati in grado di alternare dopo un ritardo di 5 secondi (Figura 1B). Abbiamo correlato questi risultati con studi anatomici e l&#39;analisi ha rivelato che gli alternatori hanno significazionente più grande zona di risparmiata tratto corticospinale [F (1,1) = 5.56, p &lt;0.05] e la colonna dorsale [F (1,1) = 19.2, p &lt;0,003] sul lato controlesionale 19. Questi dati indicano che il test alternanza passo forelimb può prevedere la gravità della lesione e unilateralità delle lesioni. Questo test può comportare dati categorica nominale che deve essere analizzato con un&#39;analisi a misure ripetute. In questo esempio, non era una misura ripetuta, abbiamo usato un punto temporale per illustrare la differenza tra i gruppi. Ogni animale sarà classificata come un &quot;alternatore&quot; o un &quot;non-alternatore&quot;, separando gli animali in due gruppi di lesioni (moderate vs grave, rispettivamente). Instabilità posturale di prova Lesioni unilaterali del midollo spinale possono causare cambiamenti non solo all&#39;arto compromessa e / o colpite, ma anche per l&#39;arto non alterata. Il test di instabilità posturale (PIT) è stato precedentemente discribed e usato in animali con un modello di roditore del morbo di Parkinson 18 e in un modello di roditore CSCI 19. Abbiamo usato PIT dopo CSCI e abbiamo scoperto che c&#39;era un effetto significativo dello stato della lesione [F (1,1) = 8.17, p &lt;0.01]. Inoltre, lo spostamento zampa anteriore (distanza di riconquistare il centro di gravità) è stata significativamente maggiore nel lato ipsilesionale (zampa anteriore destra) di animali feriti rispetto agli animali con ambulatorio finto (6.00 ± 0,24 centimetri rispetto a 8,00 ± 0,10 centimetri, p &lt;0,0001; Figura 2 ). La distanza di spostamento sulla zampa anteriore controlesionale era significativamente minore negli animali lesi rispetto agli animali sham-operati (6.00 ± 0.25 cm per farsa contro 4,00 ± 0,10 centimetri per CSCI, p &lt;0,0001; Figura 2). Questo risultato indica che forelimb controlesionale anche comportato dei cambiamenti a causa della lesione sul lato opposto (cioè variazioni di aggiustamento posturale da parte dei foreli controlesionalemb di riconquistare il centro di gravità). I dati di questo test saranno quantitativa e dovrebbero essere analizzati utilizzando un ripetute misure ANOVA per esaminare i cambiamenti nei gruppi di tutto un esperimento. Pasta Handling test Gestione Pasta è stato progettato per testare l&#39;uso esperto delle arti anteriori mentre si mangia un pezzo di pasta secca. Un test simile è stato utilizzato in precedenza per rilevare i deficit in uso esperto delle arti anteriori in modelli animali di ictus unilaterale e il morbo di Parkinson 20,21 e dopo CSCI 19. A intervalli di tempo dopo la lesione cronica (12 settimane post-infortunio), tutti gli animali finti mangiavano la pasta con entrambe le zampe durante il periodo di prova. Nel gruppo lesionato, abbiamo scoperto che il tempo complessivo di mangiare un pezzo di pasta è simile al gruppo di controllo (Figura 3). Tuttavia, più alternatori (lesioni più lievi; 10 su 15) sono stati in grado di utilizzare la loro zampa anteriore ipsilesionale rispetto ai non-alternatori (gravemente ferito gruppo, 1 su 7; <strong&gt; Figura 3). La prova di trattamento di pasta fornisce i dati che è sia continuo e quantitativa (tempo di mangiare pasta), e categorica (uso zampa) e deve essere analizzato in modo appropriato. <img alt="Figura 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig1highres.jpg" /> Figura 1. Valutazione cronica della funzione zampa anteriore utilizzando la zampa anteriore step test-alternanza rivelato due diversi gruppi di animali con differente gravità della lesione. Gli animali hanno mostrato una differenza di comportamento durante avanti passo con entrambe le zampe. Solo il 50% degli animali lesionati alternava zampe mentre passo (alternatori, 5 su 10 ratti lesionati), mentre gli altri hanno mostrato una mancanza di step-alternanza prendendo due passi controlesionale in una fila (non-alternatori, 5 su 10 lesionati ratti). Altri animali esposti questa tendenza a prendere più misure controlesionale se è stato introdotto un ritardo di 5 secondi tra steps (8 su 10 ratti lesionati). <img alt="Figura 2" fo:content-width="4.6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig2highres.jpg" /> .. Figura 2 cronica degli arti anteriori valutazione comportamentale utilizzando il test instabilità posturale (PIT) Come previsto, la zampa anteriore ipsilesionale negli animali con lesioni del midollo spinale cervicale (CSCI) aveva significativamente maggiore distanza di spostamento di animali con ambulatorio finto (6 centimetri rispetto a 8 centimetri; * p &lt;0,0001). Inoltre, la distanza di spostamento sulla zampa anteriore controlesionale era significativamente inferiore negli animali lesionati rispetto a sham operati animali (6 centimetri versus 4 cm * p &lt;0,0001). Questo può suggerire una maggiore funzionalità dell&#39;arto controlesionale durante PIT in animali lesionati. <img alt="Figura 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig3highres.jpg" /> <strong&gt; Figura 3. valutazione zampa anteriore tramite la manipolazione della pasta e mangiare sperimentazione ha mostrato danni significativi nei non-alternatori lesionati. Gli animali sono stati dati un pezzo normale di pasta. Uso Paw e il tempo di mangiare pasta sono stati registrati. I risultati hanno indicato che un basso numero di alternatori (33%), utilizzato esclusivamente loro arti anteriori controlesionale (indicando compromissione più grave) rispetto ai non-alternatori (86%). Inoltre, gli animali in tutti e tre i gruppi (sham, alternatori lesionato, e lesionata non alternatori) hanno una lunghezza simile di tempo per mangiare la pasta (p &lt;0,05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50955/50955fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per ingrandire la figura</a> .

Tre nuovi test comportamentali (forelimb passo alternanza, test di instabilità posturale, test di manipolazione pasta) per la valutazione della funzione degli arti anteriori dopo la lesione del midollo spinale cervicale nei roditori sono descritti.

Valutare forelimb Funzione dopo unilaterale cervicale SCI utilizzando Compiti Novel: Arto Step-alternanza, instabilità posturale e Pasta Handling

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority ...

L'obiettivo generale di questa procedura è valutare i deficit funzionali e il recupero dopo una lesione del midollo spinale a livello cervicale. Questo viene raggiunto innanzitutto addestrando gli animali ad abituarsi al maneggio e all'ambiente di prova. Successivamente, si valuta la capacità dei ratti di alternare il movimento degli arti durante la deambulazione.Successivamente, gli animali vengono sottoposti a test per valutare la loro capacità di rispondere ai cambiamenti del centro di gravità e di regolare in modo appropriato la loro postura. Infine, la funzione delle quattro zampe e dei quattro arti viene analizzata durante un compito di manipolazione fine che richiede agli animali di mangiare pasta. In definitiva, è possibile ottenere risultati che evidenziano differenze nei deficit dopo una lesione midollare cervicale, consentendo di raggruppare gli animali in base ai loro deficit funzionali, che si correlano con le differenze anatomiche.Il vantaggio principale dei metodi descritti qui rispetto ad altri metodi esistenti, come l'analisi delle impronte di passo, è che sono molto più semplici da utilizzare e non richiedono attrezzature o software costosi. Questi metodi forniscono informazioni sul recupero funzionale dopo una lesione del midollo spinale, ma possono essere utilizzati anche per altri modelli di malattia come il morbo di Parkinson, ictus o altri disturbi neurologici che causano deficit motorio. Gli animali utilizzati in questo studio avranno subito una lesione laterale del midollo spinale a livello C3-C4 da due a tre settimane prima dell'intervento chirurgico. Abituare gli animali al contatto manuale e all'ambiente di prova, che è ricoperto di carta vetrata per prevenire scivolamenti, appoggio o trascinamento dei quattro arti.Il test alternato dei quattro arti determina se l'animale utilizza entrambi gli arti anteriori; questo test può essere eseguito quotidianamente prima dell'inizio della procedura. Assicurarsi innanzitutto che l'animale abbia smesso di divincolarsi e che i suoi muscoli siano rilassati. Successivamente, tenere l'animale su un tavolo in una posizione in cui solo gli arti anteriori sostengano il peso corporeo (posizione a carriola), con il corpo quasi perpendicolare al piano del tavolo. Una volta che l'animale appare rilassato nelle mani, spingerlo delicatamente in avanti per farlo muovere lungo la superficie del tavolo.Determinare e registrare se il ratto alterna l'uso degli arti anteriori mentre si muove sulla superficie. Ripetere questo test almeno due volte tenendo l'animale con una mano e poi altre due volte tenendolo con l'altra mano.Se il ratto ha dimostrato con successo l'alternanza dei passi, ripetere il test introducendo un'attesa di cinque secondi dopo il primo passo, per determinare se il modello di alternanza persiste anche dopo un ritardo. Annotare i risultati e registrarli nel foglio di valutazione. Il test dell'instabilità posturale esamina la distanza necessaria all'animale per compiere un passo con l'arto anteriore al fine di riacquistare l'equilibrio.Simile al test di alternanza, l'animale dovrebbe rilasciare la tensione nei muscoli prima di iniziare, su un tavolo ricoperto di carta vetrata; permettere all'animale di assumere la posizione del carrello con il corpo a un angolo quasi di 90 gradi rispetto al tavolo, leggermente trattenere un arto anteriore contro il tronco dell'animale e allineare il naso con la linea zero osservata dall'alto. Successivamente, spostare il ratto in avanti. Ciò sposterà il baricentro dell'animale e lo stimolerà a fare un passo per riacquistare l'equilibrio.Determinare la nuova posizione del naso dopo che il ratto ha fatto due passi e utilizzare la media di questi due passi come distanza necessaria per innescare un passo. Registrare i risultati sul foglio di valutazione del test di instabilità posturale fornito nel protocollo del testo. Testare ogni arto cinque volte.Il test di manipolazione della pasta misurerà il tempo necessario per mangiare un pezzo standard di pasta e la preferenza della zampa durante ogni sessione. Una o due settimane prima dell'intervento chirurgico, somministrare al ratto cinque o sei pezzi di spaghetti sottili lunghi 4,0 centimetri ogni giorno nella sua gabbia per prepararlo alle misurazioni di base. Successivamente, posizionare il ratto in una camera di prova e disporre dei pezzi di pasta vicino alla parte anteriore della camera, dove l'uso delle sue zampe anteriori può essere facilmente osservato. Quindi registrare il tempo necessario per mangiare ciascun pezzo di pasta.Permettere all'animale di mangiare almeno tre pezzi per sessione. Se l'animale fa una pausa durante il pasto, interrompere il cronometraggio. Riavviare il cronometraggio quando l'animale riprende a mangiare.Una volta che il ratto ha mostrato un tempo costante per mangiare la pasta per almeno tre giorni durante l'addestramento, l'animale è pronto per la registrazione della baseline. Per raccogliere i dati, posizionare pezzi di pasta sul pavimento vicino alla parte anteriore della camera e, utilizzando il foglio di valutazione per la manipolazione della pasta fornito nel protocollo testuale, registrare il tempo impiegato dal ratto per mangiare un pezzo di pasta, quali arti anteriori sono stati utilizzati e le posizioni degli arti anteriori come mostrato qui. Utilizzando il test di alternanza dei passi degli arti anteriori. Dopo una lesione midollare chirurgica, solo il 50% degli animali è stato in grado di alternare l'uso dei propri arti anteriori e il 50% degli alternatori di successo ha potuto alternare l'uso degli arti dopo un ritardo di cinque secondi.La correlazione dei risultati con studi anatomici ha rivelato che gli animali con alternanza presentano un'area significativamente maggiore di tratto corticospinale e colonna dorsale risparmiata nell'emisfero controlaterale, indicando che il test di alternazione del passo degli arti può predire sia la gravità della lesione sia la sua unilateralità. L'utilizzo di questo test permetterà la suddivisione in gruppi in base alla gravità della lesione. Ad esempio, le misurazioni effettuate mediante la scala locomotoria a quattro arti possono essere separate in base alla gravità della lesione per ottenere risultati più chiari.Qui, i dati raccolti dal test di instabilità posturale mostrano variazioni negli arti controlaterali, lese e omolaterali dopo una lesione del midollo spinale. Lesioni unilaterali del midollo spinale possono provocare cambiamenti non solo nell'arto compromesso o affetto, ma anche nell'arto non compromesso. L'utilizzo del test di instabilità posturale dopo una lesione cervicale del midollo spinale ha dimostrato un effetto significativo derivante dallo stato della lesione.Inoltre, lo spostamento dell'arto era significativamente maggiore nel lato ipsilesionale degli animali feriti rispetto agli animali sottoposti a intervento fittizio. Mentre la distanza di spostamento sull'arto controlaterale lesionale era molto più breve rispetto agli animali del gruppo fittizio, come mostrato in questa figura in punti temporali cronici dopo la lesione, sia gli animali fittizi sia quelli del gruppo lesionale hanno impiegato tempi simili per mangiare la pasta. Tuttavia, mentre sia gli animali fittizi sia gli alternatori lesionali mangiavano la pasta utilizzando entrambe le zampe anteriori durante il periodo del test, una percentuale minore di non alternatori gravemente feriti è stata in grado di utilizzare le proprie zampe anteriori ipsilesionali per mangiare la pasta.Questi test possono essere eseguiti in meno di cinque minuti per ratto se effettuati correttamente. I test comportamentali descritti qui possono essere utilizzati in combinazione con altri test comportamentali esistenti, come i test di preferenza della zampa nel cilindro e i test della scala locomotoria degli arti, per valutare completamente la funzione degli arti ipsilaterali e controlaterali dopo una lesione midollare cervicale.

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Valutare forelimb Funzione dopo unilaterale cervicale SCI utilizzando Compiti Novel: Arto Step-alternanza, instabilità posturale e Pasta Handling (Video) | JoVE Journal

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