方法論記事

ラットの歩行の質的分析のための方法としてRotorodの使用

DOI:

10.3791/1030

2008年12月10日

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サマリー

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rotorod試験は半パーキンソンアナログラットの歩行運動の運動状態を評価するために使用されます。

要約

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動物が回転ドラムの上を歩くれるrotorod試験は、広く実験用げっ歯類で、モータの状態を評価するために使用されます。パフォーマンスは、動物がドラム速度の関数としてドラム上にとどまること期間によって測定されます。ここでは、タスクが歩行運動の質的側面に関する情報の豊富な源を提供することを報告。動きが固定された場所で実行されるため、それらは容易に、高速ビデオ録画の方法を使用して調べることができます。本研究は、半パーキンソンアナログラットの歩行運動の質的変化を明らかにするrotorodの可能性を調べるために行わ黒質線条体ドーパミン(DAを枯渇させるために右の黒質線条束に6 - ヒドロキシドーパミン(6 - OHDA)の注入によって製作されました)。定期的に今後2か月間に​​、手術の翌日に開始し、ラットは、彼らがrotorodに歩いて、正面側面、および後のビューから撮影された。動作は、ビデオ記録のフレーム毎の再生によって分析した。行動のステップの評価尺度は、ヘミパーキンソンのラットは慢性的に彼らの姿勢やDA -枯渇に対側肢の使用で損なわれたことを示した。対側の手足だけでなく姿勢や動きの異常を表示する、彼らは同側の手足に比べ推進を開始し、維持するには以下が参加。これらの知見だけでなく、DA -枯渇一方的に二次新しい欠損を明らかにするだけでなく、rotorodは運動の定性分析のための堅牢なツールを提供できることを示している。

プロトコル

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Rotorod歩行装置

rotorodは、35センチメートル地上に固定された直径4 cm、回転筒であり、透明なプレキシグラスで囲まれた。 rotorodのシリンダーは、トラクションを容易にテクスチャラバーコーティングで覆われていた。装置の床は、動物が落ちた時に怪我を防ぐために泡の層で覆われていた。小さな電気モーターは、ゴム製のベルトを介してrotorodをオンにするパワーを提供する。 rotorodは一度ごとに5秒を回転するように設定された

ビデオの録画と運動学

高速デジタルビデオカメラは1秒の1000のシャッタースピードを使用して、動物を撮影するために使用された。動物がrotorodの上を歩いている間に正面、側面、および背面ビューが撮影されました。二腕ニコン、MII冷光源と光ファイバーライトの1つのセットが記録中に十分な照明を提供するために使用されていました。テープはSony DSRを20 DV CAMデッキを使用してフレームごとに解析した。ビデオフレームは、フレームグラバやMacintoshコンピュータを使用して捕獲された。

手順と分析のテスト

6 - OHDAと対照ラットの歩行動作の違いを評価するために、手術後の日15からビデオレコード - 30(病変からの回復がほぼ完....

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ディスカッション

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本研究の目的は、齧歯類の運動の技能のためのrotorod試験は定性的な姿勢の検査、前肢のステッピングと神経系負傷したラットに、ステッピング後肢に使用できるかどうかを調べることであった。分析のために、一方的なDAの枯渇と対照ラットとラットでは、正面側面と後部ビューから記録された映像だった。姿勢と前肢の動きの評価尺度は、ステップ運動が慢性的に以下の手術を障害することが示された。手足の動きの検査は、DA欠乏ラットはサポートのための病変に対側肢を使用することができるのに対し、彼らは体重をシフトするための最小限の使用を受け取ったことを示している。この研究の結果は、rotorodタスクは、運動障害の定量的な対策を、提供することに加えても、質的な障害についての洞察を提供できることを示している。

rotorodタスクが広くげっ歯類のモ​​ータの状態を評価するために使用されています。タスクから取ら主要な措置をこれまでに、エンドポイント対策、動物が歩行可能であることを速度/持続時間の指標です。我々は、歩行運動の質的な審査のために理想的になるかもしれないタスクの属性があることを感じた。最初に、動物はバランスとステップする必要があるため、作業はかなりのスキルを伴いますので、地上の運動の.......

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謝辞

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保健研究、カナダ脳卒中ネットワーク、および医学研究のためのアルバータヘリテージ財団のカナダの協会からの補助金によって支え。

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参考文献

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  1. Chang, J. W., Wachtel, S. R., Young, D., Kang, U. J. Biochemical and anatomical characterization of forepaw adjusting steps in rat models of Parkinson's disease: studies on medial forebrain bundle and striatal lesions. Neuroscience. 88, 617-628 (1999).
  2. Metz, G. A., Tse, A., Ballermann, M., Smith, L. K., Fouad, K.

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Formal Correction: Erratum: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat
Posted by JoVE Editors on 4/01/2012. Citeable Link.

A correction was made to: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified, and another reference was included.

Additional reference:

15. Whishaw IQ, Li K, Whishaw PA, Gorny B, Metz GA. Distinct forelimb and hind limb stepping impairments in unilateral dopamine-depleted rats: use of the rotorod as a method for the qualitative analysis of skilled walking. J Neurosci Meth 126, 13-23 (2003).

Revised Abstract:

High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a rotorod, animals remain in approximately the same place making repetitive movements of stepping. Thus the task provides a rich source of information on the details of foot stepping movements. Subjects were hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). The present report provides a video analysis illustration of animals previously were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked (15). Rating scales and frame-by-frame replay of the video records of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in posture and limb use contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs participated less in initiating and sustaining propulsion than the ipsilateral limbs. These deficits secondary to unilateral DA-depletion show that the rotorod provides a use task for the analysis of stepping movements.

Additional Discussion Paragraph:

A more detailed presentation of the present study has been made (Whishaw et al, 2003), but the present study presents the video support describing the stepping movement in the good and affected limbs of unilateral dopamine-depleted rats. For the analysis, rats with unilateral DA depletions and control rats were video recorded from front, lateral and posterior views. A rating scale of posture and forelimb movements indicated that stepping movements were chronically impaired following surgery. Examination of limb movements indicated that whereas the DA-depleted rats could use the limbs contralateral to the lesion for support, they received minimal use for shifting weight. The results of this study indicate that the rotorod task, in addition to providing quantitative measures of motor impairments, can also provide insights into the qualitative impairments.

Original Abstract:

The rotorod test, in which animals walk on a rotating drum, is widely used to assess motor status in laboratory rodents. Performance is measured by the duration that an animal stays up on the drum as a function of drum speed. Here we report that the task provides a rich source of information about qualitative aspects of walking movements. Because movements are performed in a fixed location, they can readily be examined using high-speed video recording methods. The present study was undertaken to examine the potential of the rotorod to reveal qualitative changes in the walking movements of hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). Beginning on the day following surgery and then periodically over the next two months, the rats were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked on the rotorod. Behavior was analyzed by frame-by-frame replay of the video records. Rating scales of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in their posture and in the use of the limbs contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs not only displayed postural and movement abnormalities, they participated less in initiating and sustaining propulsion than did the ipsilateral limbs. These findings not only reveal new deficits secondary to unilateral DA-depletion, but also show that the rotorod can provide a robust tool for the qualitative analysis of movement.

タグ

Rotorod Walking AnalysisQualitative Movement AnalysisHigh Speed Video AnalysisRat Walking BehaviorHemi Parkinson Rat Model6 OHDA Lesion ModelFrontal Lateral Posterior ViewsFrame by Frame Video ReplayStepping Movement AnalysisLimb Use Assessment

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