Analisi del passo di età-dipendente motorie in topi con il Neurodegeneration

In questo studio, dimostriamo l'uso dell'analisi cinematica andatura basato su piano ventrale di imaging per monitorare i cambiamenti sottili nella coordinazione motoria, come pure la neurodegenerazione con l'avanzare dell'età in modelli murini (ad es., endophilin mutante linee del mouse).

Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nella ricerca sull'invecchiamento e la neurodegenerazione come l'insorgenza e la progressione dell'andatura e delle anomalie motorie con l'età e, in particolare, nei modelli murini di malattie neurodegenerative. Il risultato di tale stato può essere tradotto in una migliore comprensione delle menomazioni motorie nei pazienti con malattie neurodegenerative, ad esempio il morbo di Parkinson o le atassie. Il vantaggio principale dell'utilizzo dell'analisi dell'andatura basata su video è che consente di studiare sia le disabilità motorie sottili che quelle gravi in modelli murini di neurodegenerazione.

Inizia determinando lo stato di salute di ogni animale esaminandolo attentamente e pesandolo su una bilancia. Applica delicatamente la vernice rossa con le dita sulle zampe dell'animale con un pennello. Metti l'animale in una gabbia pulita e di riserva mentre la vernice si asciuga.

Quindi, impostare la velocità del tapis roulant sul pannello in alto a destra dell'apparecchio. Quindi, posiziona l'animale nella camera di prova e coprilo con un panno scuro per consentire a ciascun animale di regolarsi per uno o due minuti. Accendere la luce nella camera di prova ruotando l'interruttore rotante della luce del tapis roulant in posizione di accensione.

Apri un po' il coperchio in modo da poter osservare l'animale durante l'attività. Avvia il tapis roulant per circa mezzo secondo per avvertire l'animale che l'attività sta per iniziare. Ruotare l'interruttore rotante del tapis roulant in avanti per avviare il tapis roulant.

Quindi, fare clic sul pulsante Registra nel software dell'imager. Una volta che l'animale corre in modo stabile, registrare per almeno cinque secondi prima di fermare il tapis roulant. Interrompere la registrazione facendo clic su Stop sul software dell'imager e riportare l'interruttore rotante del tapis roulant in posizione off.

Quindi, fare clic sul pulsante Modifica nel software dell'imager per aprire un menu in cui è possibile impostare il punto di inizio e di fine della sezione video. Naviga nel video utilizzando il cursore nella parte inferiore dello schermo. Per selezionare il punto temporale corrente come punto iniziale o finale, fare clic rispettivamente su Da numero fotogramma (From Frame Number) e A (To).

Assicurati che la sezione contenga almeno sette passi per zampa o quattordici passi in totale dell'animale che corre stabilmente a velocità costante. Infine, inserisci l'identificazione dell'animale, la data di nascita, il peso e il sesso. Salvare i dati nella posizione desiderata sul computer o sul server.

Il principio dell'analisi dell'andatura basata su video consiste nel misurare l'area della zampa a contatto con la superficie nel tempo per ogni singola zampa. Dai video registrati è possibile estrarre molte dinamiche dell'andatura e parametri di postura, ad esempio il tempo di oscillazione, il tempo e la larghezza della posizione, la lunghezza del passo e la frequenza. Altre caratteristiche dell'andatura, come il coefficiente di atassia o la variabilità dell'angolo di passo, possono quindi essere calcolate dalle misurazioni primarie.

Iniziare l'analisi video avviando il software di analisi e facendo clic su Seleziona cartella studio per selezionare la cartella con i video registrati. Selezionare un video e fare clic su Vai.Utilizzare la funzione di ridisegno per selezionare l'area in cui è in esecuzione il mouse. Nota, questa sezione dovrebbe contenere solo il mouse e lo sfondo bianco.

Successivamente, inserisci i valori nelle caselle di lunghezza e larghezza per modificare la maschera che esclude l'area rossa intorno al muso dell'animale per l'analisi. Regola i cursori per filtrare il rumore e filtrare il pelo e le macchie scure per ottimizzare l'impronta della zampa in bianco e nero. Imposta il cursore del disturbo del filtro su 800-950 per gli animali neri e su 700-800 per gli animali marroni o bianchi, a seconda dell'esatto colore del pelo dell'animale, e seleziona OK.

Quindi seleziona un video che ha superato la prima regolazione e seleziona la funzione Vai per avviare l'analisi del video. Quindi, seleziona un video analizzato e fai clic su Vai.Si noti che l'area dell'impronta della zampa a contatto con la cintura nel tempo per ogni zampa separata può ora essere vista. Per confrontare il video originale e l'impronta della zampa calcolata per l'area selezionata, selezionare la funzione Riproduci video.

Per correggere piccoli errori, utilizzare l'opzione Correggi, Connetti o Elimina. Utilizzare l'opzione Correggi per eliminare un segnale errato. Fare clic una volta per ingrandire l'area pertinente e contrassegnare il bordo sinistro dell'oggetto da rimuovere con un secondo clic e il bordo destro con il terzo clic.

Utilizzare l'opzione Connetti per combinare due segnali. Fare clic una volta per ingrandire l'area pertinente e fare doppio clic al centro dei due oggetti da combinare. Utilizzare l'opzione Elimina per rimuovere completamente i punti temporali dall'analisi.

Fare clic una volta per ingrandire l'area pertinente e contrassegnare il bordo sinistro dell'area da rimuovere con il secondo clic e il bordo destro con il terzo clic. Quindi seleziona Ramo successivo per procedere attraverso i quattro rami. Si noti che dopo aver fatto clic su Arto successivo dopo l'ultima zampa, il software completa l'analisi e mostra i risultati per l'animale su quattro schermate.

Infine, dopo aver analizzato tutti i video di un esperimento, selezionare tutti i video e fare clic su Riorganizza risultati per esportare i risultati. Circa 50 parametri dell'andatura vengono calcolati ed elencati nel file esportato. Ordina il risultato per gruppo, età e velocità di corsa e analizza tutte queste condizioni in modo indipendente.

Nell'analisi dell'andatura in topi wild type con età avanzata, i risultati hanno indicato che la posizione con la larghezza dell'animale normalizzata non cambia con l'avanzare dell'età. Tuttavia, il doppio supporto degli arti posteriori e il carico degli arti aumentano con l'età negli animali di tipo selvatico. Inoltre, mentre tutti gli animali testati possono correre a 30 metri al secondo in un mese, i mutanti dell'endofilina sviluppano deficit di corsa con l'avanzare dell'età.

Inoltre, il ritmo dell'andatura è compromesso nei mutanti dell'endofilina. Ad esempio, il tempo di propulsione diminuisce nei mutanti dell'endofilina man mano che i topi invecchiano. Quando si tenta la procedura, è importante ricordare che il passaggio più critico è la registrazione del video originale.

Tutte le ulteriori analisi dipendono da video di buona qualità. L'analisi dell'andatura è un metodo utile per classificare l'andatura e il comportamento motorio in modelli murini di neurodegenerazione. Tuttavia, alcuni aspetti del comportamento motorio, ad esempio la forza muscolare, non sono adeguatamente valutati con questo metodo.

Ma quindi un comando che integra l'analisi dell'andatura basata su video con una batteria di altri test di comportamento motorio, come la forza di presa e la camminata con il raggio. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire l'analisi dell'andatura in modelli murini che sviluppano compromissione motoria con l'invecchiamento.