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방법 논문

비대칭 산책로 : 비대칭 로코 유학을위한 소설 행동 분석

8.7K 조회수

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DOI:

10.3791/52921

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2016년 1월 15일

이 논문에서

요약

여기에서는 설치류의 정확한 스테핑을 정량화하는 프로토콜을 제시합니다. 피질 및 척추 중앙 패턴 생성기 신호는 방해받은 운동 중 정확한 발 배치에 필요합니다. 우리는 여기에서 정확한 스테핑 동작을 직접 검사하는 새로운 제한된 보행 작업을 보고합니다.

초록

행동 분석은 일반적으로 중추 신경계 (CNS)에서 감각 장애의 평가를 위해 사용된다. 설치류에서 전위의 적자를 정량화하기위한 가장 정교한 방법은 제약 보행 지상의 분 장애를 측정하는 것입니다 (예. 수동 BBB 점수 또는 자동 패션쇼). 그러나, 대뇌 피질의 입력은 척추 중앙 패턴 발생기 (CPG)에 의해 생성 된 기본 운동의 생성에 필요하지 않습니다. 따라서, 제약 도보 작업은 간접적으로 인해 모터 대뇌 피질의 손상에 전위의 적자를 테스트합니다. 이 연구에서 우리는 척추 소비재에 대뇌 피질의 입력을 평가하는 소설, 정확한 피트 배치 전위의 작업을 제안한다. 계측 PEG-방법은 lateralized 운동 적자를 모방 대칭 및 비대칭 전위의 작업을 부과하는 데 사용되었다. 우리는 현에 운동하는 동안 앞다리 자세 위상 특성의 20 %를 생산 변화의 등거리 간 보폭 길이에서 그 변화를 보여오류를 범 보폭. 또한, 우리는 비대칭 산책로가 대뇌 피질의 제어 신호에 의해 생성 된 행동 결과의 측정을 할 수 있음을 제안한다. 이러한 조치는 대뇌 피질의 손상 후 손상의 평가에 적합하다.

서론

살아남은 인구 후 뇌졸중 사망률은 모두 인간의 정량적 평가를위한 도전을 제기 신경 학적 손상 (1) 뇌졸중 동물 모델을 게시 총 모터 장애를 포함한다. 임상에서 이러한 모터의 손상은 환자의 대다수에 의해 나타나는 심각한보다는 적당한 손상에 더 민감 주관적인 기준을 사용하여 측정한다. 마찬가지로, 동물 후 부상 모터 동작의 이러한 주관적인 평가는 예를 들어,., 바소, 비티와 브레스 (BBB) ​​전위의 스케일 방법 2, 3, 일반적이다. 이러한 주관적인 평가 방법은 사족 동물 모델과 인간의 보행 재활 연구 사이의 번역을 돕고 있지만, 별도의 근육 그룹의 활동과 관련된 모터 적자의 세부 사항은 평가되지 않습니다. 또한, 뇌 혈관 사고의 모터 적자의 추정 원인으로 운동에 모터 대뇌 피질의 기여도의 평가,그들은 오픈 필드 선형 또는 도보 태스크에 의존로서 만, 간접적 아무리 자동화 신규 4,5- 양적 방법을 사용하여 얻을 수있다. 이러한 작업은 피질 기여를 필요로하지 않으며, 척수 신경 메커니즘, 즉, 신경 손상의 대부분의 동물 모델에서 절약되는 중앙 패턴 발생기 (CPG) 네트워크, 예 spinalized 동물 (6)에 의해 수행 될 수있다

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프로토콜

다음 교육 패러다임 평균 성인 스프 라그 - 돌리 래트의 위상 조정의 분석을 이용한다. 본원에 기술 된 프로토콜가 기관 동물 관리 지침에 따라인지 확인하세요. 본 연구의 모든 과정은 의학의 웨스트 버지니아 대학에서 실험 동물 복지 (OLAW)에 대한 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC) 및 Office에 따라 수행과 실험의 사용을위한 건강 지침의 국립 연구소에 의해 준수했다 동물.

1. 장비 설치

  1. 알루미늄 보강 열린 정상 플라스틱 상자는 155cm X 104cm (그림 1) 측정 각 모서리에서 지원하는 비대칭 산책로를 구축합니다. 같은면에 각 연속 말뚝은 보폭을 정의 있도록 상자의 둘레를 따라, 다른 못에 배치 할 수 있도록 양쪽에 홈이 알루미늄 막대와 상자의 상단 모서리를 중괄호.
  2. 각면에 표시되는 조건을 분리 각 코너 (총 4 개)에 20cm X 20cm 플랫폼을 놓습니다. 이 거리는 쥐 단일 공정 사이클에 의해 횡단 거리에 포함시키기에 충분해야한다.
    1. 20cm X 1cm X 0.5 cm의 크기로 알루미늄 못을 사용합니다. 벤드는 각각의 상단은 발 위치 플랫폼을 생성하기 위해 끝에서 2.5 cm의 말뚝.
    2. 레벨 수평 위치를 확인하기....

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결과

도 2는 하나의 피사체에 대한 대표적인 전위의 작업 중에 비대칭 분석을 보여준다. (- 400 (G),도 3 (250))의 값을 개별적으로 모든 주제에서 (도 2) 수학 식 1 및 2를 사용하는 모든 조건에 대해, 8 암컷 흰쥐의 합성 데이터로부터 계산 하였다. 일반적으로, 앞다리 자세 위상 변조는 바람직한 측면 (긴 ISL)에 입각 위상의 큰 부분을 점유하는 경향이 있다는 개념과 일치 운동 조건이 선호 된 사이드 (짧은 ISL)을위한 덜했다 식 이동 속도의 감소와 같은 선호 사지에 비해 공정 사이클.

조건 L9R6 및 L6R9 (ΔAI)에서 얻은 해당 비대칭 지수의 차이는 conservativ과 일원 분산 분석 (α = 0.05), 사후의 T-시험으로 시험 하였다

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토론

이 연구의 이론적 근거는 비대칭 운동 행동의 정확한 제어에 대한 변화를 정량적으로 평가하는 행동 과제를 개발하는 것이었습니다. 척추 CPG의 존재는 한동안 기능적으로 입증되었지만20, 하강 또는 감각 피드백 경로로부터의 조절 입력뿐만 아니라 그 메커니즘을 설명하는 해부학적 및 기능적 특성은 지난 10년까지 특성화되지 않았습니다6,21,22. 현재의 합의는 내재된 척추, 감각 피드백 및 하강 명령이 운동 행동 생성에 긴밀하게 통합된다는 것입니다1

본원에 제시된 비대칭 정밀 발 배치 작업은 피질 입력을 필요로 하는 것으로 알려진 스테핑의 손재주 비대칭 제어를 담당하는 제어 시스템에 기능적으로 도전하도록 설계되었습니다23,24. 이 성능은 하행 피질 및 뇌간 제어에 덜 의존하는 대칭 작업과 관련하여 평가되었습니다. 따라서 우리는 척추 및 하행 경로의 기여를 식별할 수 있는 기회를 갖게 됩니다. 운동 피질은 .......

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공개 사항

저자는 공개할 것이 없습니다.

감사의 글

크리스 프랭클린, 아만다 폴라드, 저스틴 셰퍼는 동물 훈련과 데이터 수집을 도왔습니다. 사라 프리먼(Sarah Freeman)과 알리사 이바노바(Alisa Ivanova)는 데이터 분석에 기여했습니다. 이 연구는 WVU School of Medicine Start-Up, NIH/NIGMS U54GM104942 및 NIH CoBRE P20GM109098의 지원을 받습니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
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참고문헌

  1. Curzon, P., Zhang, M., Radek, R. J., Fox, G. B. The Behavioral Assessment of Sensorimotor Processes in the Mouse: Acoustic Startle, Sensory Gating, Locomotor Activity, Rotarod, and Beam Walking. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience.. , 2nd ed, (2009).
  2. Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C.

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재인쇄 및 허가

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