이 연구는 쥐에 효과적인 운동 활동을 정량화하는 혁신적인 주행 휠 기반의 동물 이동 시스템을 제공합니다. 쥐에게 친숙한 테스트 베드는 소정 적응 가속도 곡선을 사용하여 구축되고, 효과적인 운동 속도 및 경색 량 사이의 높은 상관 관계 뇌졸중 예방 실험 프로토콜의 가능성을 시사한다.
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이 연구는 쥐에 효과적인 운동 활동을 정량화하는 혁신적인 주행 휠 기반의 동물 이동 시스템을 제공합니다. 쥐에게 친숙한 테스트 베드는 소정 적응 가속도 곡선을 사용하여 구축되고, 효과적인 운동 속도 및 경색 량 사이의 높은 상관 관계 뇌졸중 예방 실험 프로토콜의 가능성을 시사한다.
이 연구는 쥐 스트로크의 영향의 정도를 감소시키는 운동 활동의 효과를 정량화하는 방법으로서, 측위 주행 륜 (PRW)를 구비 한 동물 이동 시스템을 제공한다. 이 시스템은 러닝 머신과 모터 주행 바퀴 (MRWS)와 같은 상업적으로 이용 가능한 시스템보다 더 효과적 동물 운동 교육을 제공합니다. 단보다 속도를 달성 할 수있는 MRW 대조적으로 20 m / 분, 래트 30m 안정된 속도로 실행하도록 허용 된 / 분 15 폭 cm 아크릴 휠에 의해지지되는 더 넓은 고밀도 고무 주행 트랙 이 작품에서 55cm의 직경. 소정 적응 가속도 곡선을 사용하여, 시스템뿐만 아니라, 작업자의 실수를 감소뿐만 아니라 소정의 강도에 도달 할 때까지 지속적으로 실행하도록 쥐를 훈련. 운동 효과를 평가하는 방법으로, 쥐의 실시간 위치를 주행 바퀴에 배치 된 적외선 센서 네 쌍에 의해 검출된다. 번적응 가속도 곡선을, 마이크로 컨트롤러를 이용하여 시작되는 적외선 센서에 의해 획득 된 데이터는 자동으로 컴퓨터에 기록되고 분석된다. 비교를 위해 3 주 훈련 디딜, MRW 및 PRW을 사용하여 래트에서 수행된다. 수술 중간대 뇌동맥 폐색 (MCAO)을 유도 한 후, 변성 신경계 중증도 스코어 (MNSS)과 경사면 시험은 래트 신경 손상을 평가하기 위해 수행되었다. PRW 실험적으로 이러한 동물 이동 시스템 중 가장 효과적인으로 검증됩니다. 또한, 래트 위치 분석에 기초하여 운동 효과 측정은이 효과적인 운동과 경색 량과 높은 음의 상관 관계이고, 뇌 손상 환원 실험에서 임의의 타입의 쥐 훈련을 정량화하는데 이용 될 수 있다는 것을 보여 주었다.
스트로크는 물리적으로 1, 2 정신 장애인 수많은 환자를 떠나, 전 세계적으로 국가 재정 부담으로 지속적으로 존재한다. 가 일정한 운동 신경 재생을 개선하고 신경 연결 3,4-을 강화할 수 있다고 제안하는 임상 증거이며, 또한 그 운동 허혈성 뇌졸중 5 당할 위험을 감소시킬 수 나타낸다. 8 - 러닝 머신이나 쥐와 같은 운동 훈련 시스템, 설치류, 같은 실행중인 휠 중 하나로, 임상 실험 (6)의 대부분에서 운동의 효과를 테스트하기위한 인간에 대한 프록시 역할을합니다. 트레이닝 시스템은 보통 쥐 일정한 속도로 작동하는 동안 특정 시간에 대해 래트를 훈련하는 것을 포함한다. 8 - 따라서, 훈련 강도는 일반적으로 운동 속도 및 지속 시간 (6)에 따라 계산된다. 동일한 방식이 적용된다신경 생리 학적 보호를 위해 필요한 운동의 양을 추정한다. 11 - 그러나, 실험적인 운동은 때로는 쥐의 비틀이, 폭포, 또는 그들이 실행중인 휠 속도 9 따라 잡을 수없는 한 번 레일을 잡고 때와 같이 효과가 발견된다. 물론이 효과 운동의 사건은 크게 운동 효과를 감소, 대답. 않음 보편적으로 허용 방법이없는 경우에도 현재 뇌 손상을 감소시키기위한 효과적인 운동을 정량화하는 효과적인 운동의 정도는 여전히 임상 연구는 신경 생리학의 분야에서 운동의 효과를 설명하기위한 객관적인 평가로 나타낸다.
오늘날의 뇌 손상 환원 실험 12에 사용 된 시판 동물 이동 시스템에 많은 한계가 존재한다. 디딜 방아의 경우, 쥐 심리적 엄청난 유도, 전기 충격에 의해 실행하도록 강요최종 신경 생리 학적 시험 동물 스트레스함으로써 간섭이 8, 13, 14을 초래한다. 실행 휠 즉 자발적 강제 두 가지 유형으로 분류 될 수있다. 동력 실행 바퀴 (MRWS)를 실행하는 쥐를 강제로 바퀴를 회전하는 모터를 사용하면서 자율 주행 바퀴 인해 쥐 '물리적 특성과 능력 (15)의 차이의 과도한 변동성을 만들고, 쥐 자연스럽게 실행할 수 있습니다. 또한 강제 교육의 한 형태에도 불구하고, MRWS는 러닝 머신 13, 16, 17보다 쥐에 덜 심리적 스트레스를 부과한다. 그러나 MRWS를 사용하여 실험 쥐 때로는 휠 트랙 레일을 잡아 20 m / 분 (9)를 초과하는 속도로 실행하기를 거부하여 운동을 중단 할 것으로보고있다. 이러한 예는 현재 동물 이동 시스템은 운동 효과가 억제 고유의 단점을 가지고 있음을 보여준다. 에 대한목적 쥐의 교육 목적은 매우 효과적인 교육 시스템의 개발하지만 낮은 간섭 따라서 신경 생리 학적 운동 실험에 대한 긴급한 문제로 볼 수 있습니다.
이 연구는, 스트로크 (11)의 영향의 정도를 줄이는 실험 매우 효과적인 주행 륜 시스템을 제공한다. 훈련 과정에서 방해 요인의 감소 된 수에 더하여, 본 시스템은 이에 효과적인 운동 활동의보다 신뢰성있는 추정치를 얻기 휠에 내장 된 적외선 센서를 이용하여 쥐의 주행 위치를 검출한다. 전통적인 디딜 방아와 MRWS 모두에서 자주 운동 중단에 의해 부과 심리적 스트레스는 결과 운동 평가의 객관성을 왜곡. 효과적인 EXE 정량화하는 신뢰할 훈련 모델을 제공하면서 본 연구에서 제시된 위치 결정 주행 륜 (PRW) 시스템은 원치 않는 간섭을 최소화하기위한 시도에서 개발rcise.
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윤리 정책 : 실험 절차는 과학 기술 실험 동물 센터 남부 대만 대학, 국립 과학위원회, 중화 민국 (대만 타이난)의 동물 윤리위원회에 의해 승인되었다.
1. 실행 휠 구조를 구축
주 : 모든 아크릴 투명해야한다. 각 사용 후 고무 트랙과 아크릴 시트를 닦아 알코올을 사용 후, 물을 분해 휠을 세척 할 것.
2. 적외선 센서를 배포하고 효과적인 운동 영역을 정의
참고 : 계정으로 실행 휠 크기와 적외선 시스템의 설계에서 쥐의 길이를 가져 가라. 쥐가 한 번에 하나의 센서를 트리거합니다. 이 실험에서, 래트가 20 내지 23 ㎝ 길이이다.
3. 실행 휠을 운전
4. 적응 Accelerati을 구축곡선에
(1) 5. 소프트웨어 프로그램을 제어
주 : 전용 마이크로 컨트롤러 - 기반의 모터 동작 및 후속 데이타 분석을 위해 컴퓨터로 적외선 센서로부터의 신호 전송에 대한 코드를 개발한다.
6. 위치 실행 휠 시스템 운영
). 식 (2)를 참조하십시오.
(2) 7. 쥐를 훈련
8. 동물과 스트로크 모델
9. 신경 손상 평가
(D) (3) 액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 섹션에서는, 비교에 전념 5 개 그룹 중 MNSS 점수, 경사면 시험 결과 뇌 경색 볼륨, 수술 후 일주를했다.도 4a를 각각 평균 MNSS 점수와 경사면 시험 결과의 평균을 제시 4B된다. PRW 그룹은 MNSS 개선의 측면에서 최고로 나타납니다. PRW과 MRW 사이 디딜 방아와 PRW 사이의 유의 한 차이는 명확하게 PRW 현재 사용할 수있는 다른 동물 이동 시스템보다 더 효과적으로 뇌졸중을 방지하는 것이 좋습니다. 경사면 테스트는 분명히 행정의 영향의 정도를 감소시키는 수단으로서 운동의 장점을 보여주는 수술 후 7 일의 시간 기간 동안 대조군에 비해 모든 운동 그룹에서 유의 급격한 경사 각도로 수행된다. 특히, PRW 그룹의 경사각은 강철 받침대로 입증되었다트레드밀과 MRW보다 회복의 높은 수준을 나타내는 모든 운동 그룹 중 해충 및 모의 군이 심지어 대등하다. 또한,도 4c는
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이 프로토콜은 동물 스트로크의 영향의 정도를 감소시키는 매우 효과적인 주행 륜 시스템을 설명한다. 래트 친화 시험대,이 플랫폼은 안정된 주행 속도가 소정의 가속도 적응 곡선에 의해 실행중인 프로세스를 통해 쥐에 의해 유지 될 수있는 방식으로도 설계된다. 일반적인 교육 시스템에서 사전 훈련 속도와 지속 시간을 수동으로 설정됩니다. 운동이 시작되면, 미리 설정된 속도는 매우 곧 도달한다. 이러한 맥락에서, 쥐들을 텀블 및 하강하게하고 이에 따라 그 실행의 안정성에 영향을 미치는보다 높은 속도에 도달 할 수없는 가능성이 높다. 중요한 단계는, MRW 반대로 PRW의 주요 특징은 1.1, 4.1 및 4.2이다. 단계에 기재된 바와 같이 넓은 실행 트랙 간의 통합. 1.1 및 적응 가속 교육 모델 구축 단계에서 언급. 4.1 및 4.2, (A)의 개선 된 버전으로 제공됩니다전형적인 MRW. 이러한 주요 기능은 MRW보다 감소 경색 볼륨으로 이어집니다. 제시된 시스템의 전체 디자인은 비효율적 운동의 감소 래트 친화 시험대로 설계된다. 보...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
저자는 촬영 장소를 제공해 주신 Chi-Mei Medical Center의 교육부 부감독인 Jhi-Joung Wang 박사와 Chi-Mei Medical Center 의료 연구과 실험 동물 센터의 Chih-Chan Lin 박사에게 감사드립니다. 그들은 또한 쥐를 대상으로 한 실제 실험에서 프로토타입 시스템을 시연하는 데 귀중한 도움을 준 대만 타이난시 Chi-Mei Medical Center 의학 연구과의 Ling-Yu Tang 양과 Chung-Ham Wang 씨에게 감사를 표합니다. 저자는 대만 과학기술부(MOST 104-2218-E-167-001-)가 이 연구를 위해 제공한 지원에 감사를 표합니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 브러시리스 DC 모터 | 오리엔탈 모터 | BLEM512-GFS | |
| 모터 드라이버 | 오리엔탈 모터 | BLED12A | |
| 모터 감속 | 오리엔탈 모터 | GFS5G20 | |
| 속도계 | 오리엔탈 모터 | OPX-2A | |
| 트레드밀 | 콜럼버스 악기 | Exer-6M | |
| 적외선 송신기 | Seeed Studio | TSAL6200 | |
| 적외선 수신기 | Seeed Studio | TSOP382 | |
| 마이크로 컨트롤러 | Silicon Labs | C8051F330 | |
| CCD 카메라 | Canon Inc. | EOS 450D | |
| 이미지 처리 소프트웨어 | Adobe Systems Incorporated | ADOBE Photoshop CS5 12.0 | |
| 이미지 분석 | Media Cybernetics | Pro Plus 4.50.29 | |
| Sodium pentobarbital | Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스) | SIGMA P-3761 | |
| Ketamine Pfizer (영국 켄트) | 1867-66-9 | ||
| Atropine | Taiwan Biotech Co., Ltd. (대만 타오위안) | A03BA01 | |
| Xylazine | Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스) | SIGMA X1126 | |
| 부프레노르핀 | 시그마-알드리치(미국 미주리주 세인트루이스) | B9275 |
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