Name: 전기 생리 모터 단위 수 추정 (무네) 마우스 뒷다리 근육의 복합 근육 활동 전위 (CMAP)를 측정 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-09-25T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 7 s
Description: 배우세요 마우스 후지 근육에서 CMAP 측정 및 MUNE 추정을 통한 운동 단위 기능 평가 방법을. 이 기법은 최소 침습적이며 반복 측정이 가능하여 신경근 질환 연구에 활용됩니다.

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이 프로토콜은 승인과 오하이오 주립 대학 웩 스너 의료 센터의 동물 관리 및 윤리 지침을 준수 하였다. 1. 동물 준비 및 마취 <ol><li> 쥐를 처리하는 동안 장갑을 착용 할 것. </li><li> 발생하기 쉬운 위치에 흡입 된 이소 플루 란과 장소 쥐를 마취. ~ 5 %의 이소 플루 란과 분 O 2 유량 당 1 리터를 사용하여 마취를 유도한다. 마취의 유도에 따라 2 ~ 3 %로 마취 분 O 2 유량 당 1 패를 유지한다. <ol><li> 동물의 질병 상태, 연령, 호흡 속도에 따라 적절한 마취에 대한 O 2 흐름과 이소 플루 란 비율을 조정합니다. 작거나 약한 동물은 적절한 마취 (즉, 1.5 2.5 % 이소 플루 란) 적은 이소 플루 란을 필요로 할 수있다. </li><li> 이러한 탈퇴 응답의 부족을 증명 집게로 물체 광과 뒷다리 발바닥 압력을인가함으로써 충분한 마취를 확인한다.; </li></ol></li><li> CMAP의 크기와 지속 시간에 영향을 미칠 수있는 온도의 변화로 온도 조절 온난화 플레이트와 37 ° C 표면 온도에서 온도를 유지한다. </li><li> 건조 함을 방지하기 위해 눈에 수의사 석유 계 연고를 적용합니다. 마취 관찰 호흡률의 레벨을 모니터하고 집게 통해 풋 패드에 가해진 압력 다음 탈퇴 응답을 평가. </li><li> 가위를 이용하여 연구 할 수있는 사지에서 머리를 제거합니다. 뒷다리 (S)에서 조사되는 모발의 제거 후, 가볍게 뒷다리 무릎 연장 엉덩이에 유괴 및 (도 1에 도시 된 바와 같이) 접착 테이프를 사용하여 가공 표면에 부착. </li><li> 이 흉골 드러 누움을 유지하기 위해 충분한 의식을 회복 할 때까지 CMAP와 무네 녹음 및 마취의 중단에 이어, 무인 동물을 두지 마십시오. 완전히 회복 될 때까지 다른 동물의 회사에 동물을 반환하지 않습니다. </li></ol> 2. R설치 및 장비 ecording <ol><li> 그림 1에서 그림과 같이 CMAP와 무네 레코딩을위한 전극을 놓습니다. </li><li> 기록 전극 두 미세 링 전극을 사용합니다. <ol><li> 무릎 관절에서 뒷다리의 비복근 근육의 기단 부분을 덮는 피부에 활성 (E1) 링 전극, 및 다리의 중간 중족골 부를 통해 피부에 대한 참조 (E2) 링 전극을 배치했다. </li><li> 임피던스를 감소시키기 위하여, 겔 코트, 링 전극의 기초가되는 피부가 충분히 잔류 머리를 포화 및 전극 - 피부 접촉을 최대화한다. 이 전극 사이에 전기 다리를 일으킬 수 있으며, 정확한 기록을 방지 할 수 있기 때문에 전극 젤의 과도한 적용을 피하십시오. </li></ol></li><li> 근위 뒷다리에 좌골 신경의 자극, 두 개의 양극과 음극 모노 폴라로서 28 G 바늘을 사용하여 절연. 근위 뒷다리의 영역에서 음극을 삽입하고 항문 삽입드 더 근위 피하 조직 위에 놓인 천골. <ol><li> 좌골 신경에 너무 가까이하거나 직접 부상 좌골 신경이나 다른 구조. 그림 1은 전극의 배치를 보여 것이 너무 깊이 자극 전극을 삽입하지 마십시오. </li></ol></li><li> 접지 전극의 경우, 반대측 뒷다리 또는 꼬리 일회용 표면 전극을 배치. </li></ol> 3. 데이터 수집 <ol><li> 좌골 CMAP <ol><li> 구형파 0.1 MS 기간의 펄스와 1-10mA에 이르기까지 강도 좌골 신경을 자극하여 좌골 CMAP 응답을 얻습니다. </li><li> 더 이상 증가가 응답 할 때까지 진폭의 자극 강도가 증가함에 CMAP 응답을 획득. 이어서, supramaximal 자극을 확보하기 위해서는, 최대 반응을 얻기 위해 이용 자극 강도 ~ 120 %에 자극을 증가시키고 추가의 반응을 얻었다. 더있을 경우 더 난을 증가하지 않습니다N CMAP 크기는 최대 CMAP로이 응답을 기록한다. </li><li> 레코드 기준 피크 MV 및 피크 - 투 - 피크 진폭 CMAP (도 2). </li></ol></li><li> 보통 단일 모터 단위 전위 (SMUP) 크기와 무네 계산 <ol><li> 증분 자극 기술 1의 평균 단일 모터 단위 전위 (SMUP) 크기를 결정합니다. 최소 전부 아니면 전혀 응답을 얻기 위해 0.03 mA 단계의 강도를 증가시키면서 증가 응답을 얻기 위해, 1 Hz의 주파수에서 0.1 시간 MS의 준 최대 자극을 전달한다. 0.21 mA 0.70 mA 사이의 자극 강도와 초기 응답을 얻습니다. <ol><li> 초기 응답은 0.21 mA 0.70 mA 사이의 자극의 강도와 발생하지 않는 경우, 각각 감소 또는 필요한 자극의 세기를 증가시키기 위해 하나 가깝거나 멀어 좌골 신경의 위치에서 근위 대퇴부에 자극 캐소드 위치를 조정한다. </li><li> 초기 나는 경우ncremental 응답은 9 추가 단위의 총을 얻기 위해 0.03 mA의 단계로 조절 자극의 강도가 증가함에 따라 추가 증가를 mA 0.21 mA와 0.70 사이의 자극 강도를 얻을 만족합니다 (3.2.2), 저장 아래에 명시된 기준에 기록된다 설립 기준을 충족. </li></ol></li><li> 증분 반응을 측정하는 동안, 각각의 증가가 다음 기준을 충족하는지 확인하십시오. <ol><li> 증분 반응의 초기 음의 피크가 그림 2의 CMAP 그림의 음영 부분으로 표시된 최대 CMAP 응답의 음의 피크에서 시간적으로 정렬되어 있는지 확인합니다. </li><li> 각 증분 응답이 안정적이고 분별없이 있는지 확인, 세 가지 중복 응답을 관찰하여 설립했다. (이전에 기록 된 단위에 중첩) 실시간으로 시각적으로 증가 응답을 구분합니다. 참고 : 각 증가가 시각적으로 구별되어야한다큰 선행 응답 (그림 3)과 비교. 실시간 분석은 이전의 응답에 비하여보다 큰 진폭 (증분) 반응의 인식을 허용하고, 배경 노이즈에 기인하는 작은 변화는 무시 될 수있다. 10 단위의 중첩이보기는 또한 점을 설명하기 위해,도 4 (B 및 D)에 도시되어있다. </li><li> 시각적으로 각각의 증가를 확인한 후, 측정 된 진폭 차이 (이전 응답의 확인 응답 진폭 = 진폭 차이가) 적어도 25 μV 있는지 확인합니다. </li><li> 증가 미만 25 μV 경우, 무시하고 응답을 다시 측정한다. 10 증분 응답을 기록한 후, 각 증분 응답의 진폭이 (최종 응답의 총 진폭 IE) 10 개의 모든 단위의 합계의 1/3을 넘지 않도록 간격을 평가. 이 조건이 충족되지 않는 경우, 증분 반응을 재 측정한다. </li></ol></li><li> (그림 3) 평균 단일 모터 단위 전위 (SMUP) 진폭의 추정을 제공하기 위해 10 증분 값을 평균. 참고 :도 3은 평균 SMUP 계산에 기초하여 자세히 설명하지만, 평균 SMUP 진폭 단순히 단위의 총 수에 의해 증분 최종 응답의 전체 진폭을 나눔으로써 계산 될 수있다 (즉, 10). (그림 3) 예 개별 SMUP 계산 : 증가 1 SMUP 1 = 피크 - 투 - 피크 진폭 SMUP 1 = 0.050 MV SMUP 2 = (증가 2 피크 대 피크 진폭) - (증가의 피크 - 투 - 피크 진폭 1) SMUP 2 = 0.150 MV-0.050 MV = 0.100 MV <ol><li> (총 10까지) 각 후속 증분을 계산하고, 열 단위의 평균을 만든다. </li></ol></li><li> SMUP 평균 진폭에 의해 최대 CMAP 진폭 (피크 대 피크)로 나눔으로써 계산을 무네 (피크 간). (MUNE = CMAP / 평균 SMUP). CMAP 전형적 MV에 제공되는 반면, 전기 생리 일부 시스템에서, 증분은 SMUP μV 측정된다. 필요한 경우, 무네 계산 이전에 유사한 단위 CMAP와 SMUP 결과를 변환합니다. </li></ol></li></ol>

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무네와 CMAP 자주 조사 연구 및 루게릭 병 및 척수 성 근위축증 (SMA) 9, 10 등의 신경 근육 질환 환자 모니터링에 사용되는 임상 적으로 적절한 조치를합니다. 예를 들어, SMA에, CMAP와 무네 연령, 중증도와 임상 잘 상관 관계 기능 10-14의 조치. 두 방법은 최소 침습하고 동일한 개인에 길이 방향으로 기능의 평가를 할 수 있습니다. 중요한 것은, 이러한 조치는 피질 운동 뉴런에 의해 활성화 또는 모터 유닛의 채용을 측정 할 수 없지만 운동 신경의 무결성 및 기능적 대응, 모터 유닛의 임상 적 관련성 평가를 제공한다. 신경 근육 질환의 동물 모델은 인간 질병의 발병 메커니즘의 이해 및 잠재적으로 효과적인 치료제의 전임상 개발에 중요하다. 결과 측정 할 수있는 바이오 마커를 번역 할 수있는 능력촉진하고 인간의 임상 시험에 유망한 임상 연구 결과의 번역을 촉진 할 수 종에 걸쳐 이용했다. 몇몇 그룹은 이전 마우스 모델 2-4, 15-22에 모터 유닛 기능을 추정하는 전기 생리 학적 힘 (기계적) 측정 모두를 이용 하였다. 때문에 측정의 상대적 복잡성, 우리는 생쥐에서 더 광범위한 사용 및 구현 할 수 있도록 시각적 형식으로 이러한 기술을 정제했다. 비디오 데모 및 명령의 형식, 절차의 주요 단계를 강조하고 잠재적 인 함정이 해결 될 수 있습니다. 운동 신경 질환에서 잠재적 인 치료의 임상 시험에 대한 이들 기술의 적용은 인간의 질병에서 추정 된 마우스 요법 번역을 향상시킬 수있다. CMAP와 무네 응답을 취득하는 과정에서 몇 가지 중요한 단계가 있습니다. 적절하고 일관된 기록 전극의 위치와 뒷다리와 충분한 전극 접촉사지 재현성 측정 진폭 및 배경 잡음을 감소시키기위한 중요하다. 따라서, 뒷다리 피부와 전극 간의 긴밀한 접촉을 지속적으로 확인해야한다. 우리는 표면 전극 바늘 전극보다 더 일관성 CMAP와 무네 녹음을 제공하는 것으로 나타났습니다. 때문에 매우 얇은 피하 조직에, 바늘 기록 표면의 작은 움직임은 CMAP 진폭에 다양한 변화가 발생할 수 있습니다. 또한, 바늘 전극의 더 침습적 인 성격으로 인해 잠재적 인 근육 장애 및 부상으로 신생아 마우스 또는 종 연구를위한 최적되지 않습니다. 특정 근육 다른 비해 다소 복잡하고, 이는 ALS 마우스 모델 (21)에보고 된 경우, 비 선택적, 표면 전극 레코딩의 하나의 잠재적 인 단점은 감소 된 표현형 분석의 가능성에 관한 것이다. SMUP 평균 크기를 획득하는 것은 기술적으로 CMAP 비해 더 많은 도전이다. 때문에 작은 응 답에배경 잡음 (μV보다는 MV의 범위에서) E의 크기가 더 문제가 될 수있다. 배경 잡음은 실험 장치 근처에 다른 전기 장비를 접지 전극, 음극, 양극을 조정하고, 검사에 의해 감소​​ 될 수있다. 일반적으로 세포 내 전기 생리학 용도에 사용 패러데이 케이지는, 요구되지 않는다. 개별 SMUP 응답의 시각 결정은 취득 할 수있는 가장 어려운 기술이다 ​​적절한 반복과 일치하는 결과에 대한 연습이 필요합니다. 그것은 기록되는 SMUPs CMAP가 최대 응답 시간 이내에 시작하는 것이 중요하다. 우리는 수행과 인트라 간 평가자의 신뢰성을 높이기 위해이 프로세스를보다 간단하게 개인 증분의 답변 수용 기준을 정의했습니다. 증분 무네 기법의 하나의 잠재적 인 단점으로 인해 모터 차량의 모터를 교대로 기능 유닛의 수를 과대 평가의 가능성을 포함R 단위. 우리는 Shefner 등의 알과 유사한 기술을 사용했다. 그 각각의 응답은 재현성이 현상 (3)의 영향을 줄이기 위해 3 회 전체를보아야한다. 우리의 경험에 의하면, 임상 전기 진단 시스템에 의한 제어의 용이성을 가능하게 개선 심사관 - 전기 진단 시스템 인터페이스 인체 공학에 여기에 기술 된 연구에 최적화되어 있습니다. 우리의 실험에 이용 2 채널 시스템은 디지털 변환기 (24)와 비트 아날로그 증폭기와 채널 당 48 kHz의 샘플링 레이트를 사용하여 두 개의 비 - 스위칭 증폭기 채널을 갖추고있다. 하드웨어 게인 100 MV / 사단 10nV에서 조정될 수있다. 저주파 필터는 0.2 HZ-5 kHz에서의 범위를 가지며, 고주파 필터 설정은 30 Hz에서 10 kHz의 범위. 정전류 자극은 (​​:; : 0.02-1 MS 기간 0-100mA 강도)가 사용됩니다. 대부분의 임상 적 시스템은 유사한 적절한 기능이 적절히 CMAP 및 무네 응답을 기록하도록 조정될 수있다.dditionally 표준 전기 생리 릭 적절히 CMAP 및 무네를 기록하기 위해 조립 될 수 있지만, 인터페이스는 자극 및 조정 CMAP SMUP 반응의 신속한 식별을 용이하게하기 위해 조절 될 필요가있다. 우리는 이전에 CMAP의 기술을 이용하고 무네 성인기 5 출생 초기 기간 동안 마우스의 뒷다리의 좌골 신경 지배 근육을 신속하고 재현성 평가를 허용하기 위해 여기에 설명. 운동 기능에 대한 행동 시험이 가능하지 않거나 신뢰성이 떨어지는 경우 이러한 기술은 마우스 모델에서 평가를 할 수 있습니다. 신생아 마우스에이 기술을 적용 모터 유닛 개발 연구를 용이하게 운동 신경 신경 분포 및 가지 치기에 대한 이해를 확장 할 수있는 잠재력을 갖는다. 예를 들어, 우리는 무네로 촬영 기능 모터 유닛의 개수가 처음 두 주 동안 mononeuronal 신경 분포에 polyneuronal에서 치기 중에 증가 할 것으로 나타났다신생아 쥐 5 삶의의. 이 기술 장시간 마우스를 테스트 할 수있는 능력은 말초 신경 손상, 유전성 신경 근육 장애 및 노화에 모터 유닛 반응 연구라는 것으로.

모터 장치 번호 추정 (무네)는 원래 McComas 등으로 설명했다. 지난 3 년 전 1. 본래 기술 준 최대 증가를 얻기 위해 자극 점진적인 증가를 채용 복합 근 활동 전위 (CMAP) 기록 방식의 변형이었다. 이 증가분은 합산 단일 모터 유닛 전위 (SMUP)의 예상 크기를 결정하도록 평균화 하였다. 이 크기는 모터 유닛의 개수를 추정 CMAP 응답으로 테스트되는 근육에 분포 나누었다. 원래의 설명에 이어, 전기 생리 반응과 증분 힘을 모두 사용하여 다수의 변형 (기계적) 측정은 인간 및 동물 연구 모델 (2) 모두에서 사용되어왔다. 무네 기술은 근 위축성 측삭 경화증 (ALS) 3, 4의 마우스 모델을 조사하기 위해 Shefner 및 동료에 의해 ​​수정되었습니다. 현재의 설명에서, 우리는 세부 simplif수행 빠른있는 무네 기술의 IED 수정. 중요한 것은, CMAP와 무네는 신생아와 성인 쥐 5-8 모두에서 신뢰할 수있는 조치를 할 수 있습니다. 경험이 풍부한 사람들은 동물 당 10 ~ 20 분에이 조치를 수행 할 수 있으며, 반복 측정은 길이 데이터 (5)의 인수를 허용하는 가능하다. 현재의 연구에서 우리는 임상 전기 진단 시스템을 사용한다. 우리의 경험에 의하면, 임상 전기 진단 시스템은 생체 내에서 전기 생리 데이터의 신속하고 효율적인 캡처에 최적화되어, 그럼에도 불구하고 표준 전기 생리 리그는 쉽게 응용 프로그램에 적용 할 수 있습니다.

<table><tbody><tr><td>프로 트리머 애완 동물 미용 키트</td><td>Oster</td><td>078577-010-003</td><td>제모용 가위</td></tr><tr><td>Synergy T2 EMG 시스템</td><td>Natus 신경학</td><td>모델 더 이상 사용할 수 없음</td><td>휴대용 전기 진단 시스템</td></tr><tr><td>단극 바늘 28 G</td><td>Teca</td><td>017K121</td><td>음극 및 양극 자극 전극</td></tr><tr><td>꼬인 와이어 및 1.5mm TP 커넥터가 있는 Alpine Biomed 디지털 링 전극.</td><td>Alpine Biomed</td><td>9013S0312</td><td>녹음 전극</td></tr><tr><td>도움의 손길 악어 클립과 철 베이스</td><td>라디오 샥</td><td>64-079</td><td>녹음 전극 배치 유지&nbsp;</td></tr><tr><td>Spectra 360 전극 젤&nbsp;</td><td>Parker Laboratories</td><td>9013G5012</td>는 <td>피부 임피던스를 줄이기 위해 적용</td></tr>되었으며, 전극 젤 EMG 바늘 케이블 Teca 902-RLC-TP<tr><td>의 응용에 사용되는</td><td>monoject 곡선 팁 관개 주사기</td><td>Covidien</td><td>81412012</td></tr> 사용됩니다<tr><td></td><td></td><td>.</td><td>monopolar 전극을 전기 진단 자극기에 연결하기 위하여</td></tr><tr><td>일회용 2" x 2" 전극 또는 필요에 따라 유사한 트림</td><td>Carefusion</td><td>019-415000&nbsp;</td><td>접지 전극</td></tr><tr><td>RTD 센서가 내장된 소형 가열판, 15 x10cm</td><td>World Precision Instruments</td><td>61830</td><td>온난화판은 동물에게 열을 전달하기 위해 동물 온도 조절기와 함께 사용됩니다</td></tr><tr>ATC2000 <td>World Precision Instruments</td><td>와 함께 사용하기 위한 실리콘 패드</td><td>503573</td><td>쉽게 청소할 수 있도록 온난판을 덮는 전도성 탈착식 패드</td></tr><tr><td>동물 온도 조절기 세계</td><td>정밀 기기</td><td>ATC2000</td><td>동물 체온 유지를 위한 저소음 동물 난방 시스템</td></tr><tr><td>수의사 석유 기반 안과 연고&nbsp;</td><td>Puralube</td><td>26870</td>은 <td>각막 손상을 피하기 위해 마취 중에 적용됩니다</td></tr></tbody></table>.

전기 생리 모터 단위 수 추정 (무네) 마우스 뒷다리 근육의 복합 근육 활동 전위 (cmap)를 측정

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

CMAP(Compound Muscle Action Potential) 및 MUNE(Motor Unit Number Estimation)는 생체 내에서 운동 단위 풀의 기능 상태를 모니터링하는 데 사용할 수 있는 전기 생리학적 기술입니다. 이러한 측정은 신경근 시스템의 정상적인 발달과 퇴화에 대한 통찰력을 제공할 수 있습니다. 이러한 측정은 진단 및 임상 인간 연구에 일상적으로 적용되기 때문에 명확한 번역 잠재력을 가지고 있습니다. 우리는 쥐의 좌골 신경 기능을 기록할 수 있도록 인간에게 사용되는 것과 유사한 전기 생리학적 기술을 제시합니다. CMAP 반응은 말초 신경의 극상 자극에 따른 근육 또는 근육 그룹의 전기 생리학적 출력을 나타냅니다. MUNE는 CMAP 응답의 수정을 기반으로 하는 전기생리학적 기술입니다. MUNE는 테스트 중인 근육 또는 근육 그룹에 공급하는 운동 뉴런 또는 축삭돌기(운동 제어 입력)의 추정 수를 나타내는 계산된 값입니다. 우리는 마우스의 좌골 신경을 자극한 후 표면 기록 전극을 사용하여 근위 다리 근육의 CMAP 반응을 기록하는 방법을 제시합니다. 증분 MUNE 기법은 평균 SMUP(Single Motor Unit Potential) 크기를 결정하기 위해 준최대 자극을 사용하여 설명됩니다. MUNE는 CMAP 진폭(peak-to-peak)을 SMUP 진폭(peak-to-peak)으로 나누어 계산합니다. 이러한 전기생리학적 기법을 통해 신생아 마우스와 성체 마우스 모두에서 반복적인 측정을 수행할 수 있으며, 이러한 방식으로 신속한 분석 및 데이터 수집을 용이하게 하는 동시에 실험 테스트에 필요한 동물의 수를 줄일 수 있습니다. 또한 이러한 측정은 인간 연구에서 기록된 것과 유사하여 보다 직접적인 비교가 가능합니다.

CMAP와 무네의 기술은 최소 침습 전극 배치 (그림 1)를 이용 좌골 신경 지배 뒷다리 근육의 신경 근육 기능의 녹음을 할 수이 보고서는 설명했다. 근육 그룹의 총 출력을 나타낸다 Supramaximal CMAP 크기, 진폭 및 영역 (도 2)의 파라미터를 이용하여 설명 될 수 있지만, 현재의 방법에서, 우리는 CMAP과 SMUP 크기를 정량화하는 진폭을 사용한다. CMAP 응답 대책 근육 내 근육 섬유의 탈분극을 합산 때문에, 어디서나 근섬유로 운동 신경 병리에서 CMAP의 크기의 감소가 발생할 수있다. 따라서, CMAP은 전체 기능 상태의 우수한 측정을 제공합니다. 예상대로, CMAP의 크기는 개발 5시 증가 할 것이다. 때문에 다음과 같은 탈 신경 (즉 담보 돋)를 발생할 수 있습니다 보상 변화, CMAP의 크기는 모터 neur의 프로세스에도 불구하고 유지 될 수있다또는 모터 축삭 손실. 따라서, 무네의 기술은 근육 또는 근육 군에 또는 운동 신경 축삭 입력 테스트중인을 결정하도록 요구된다. 개별 단위의 기록 (그림 3) 모터 장치의 기능 상태에 대한 자세한 정보를 제공하는 단일 모터 단위 (SMUP 크기)의 평균 출력의 추정을 할 수 있습니다. CMAP 및 무네는 다양한 신경 근육 질환의 마우스 모델에서 신경 근육 기능을 측정하기 위해 이용 될 수있다. 그림 4에서, 성인 제어 마우스 및 좌골 신경 호감 다음 성인 마우스 11주의 연구 결과는 대조된다. 좌골 신경 호감에 따라, 무네는 심각하게 제어 마우스 278 기능성 모터 단위의 일반적인 연구 결과에 비해 50 추정 기능성 모터 단위로 감소한다. 대조적으로, 분쇄 동물 CMAP 진폭 (39.6 MV는 기준 피크, 74.9 피크 - 투 - 피크 MV) 대조군 (49.0 MV 기준선 대에 비해 단지 경미한 감소를 나타낸다- 피크, 84.2 MV 피크 - 투 - 피크)에 의한 담보의 발아에. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig1.jpg" /> 그림 1. 전극 위치. 블랙 (E1) &quot;활성&quot;전극 (A)과 빨간색 (E2) &quot;참조&quot;기록 전극 (B)는 무릎에있는 비복근의 근위 부분에서 비복근 위에 배치됩니다. 자극 음극 (블랙) (C)과 양극 (적색) (D)의 선단부 응답을 생성하도록 상기 기록 전극에 근접하게 피하 삽입된다. 일회용 디스크 전극 (D)는 이슈를 최소화하기 위해 접지로 뒷다리, 꼬리 또는 천골에 배치됩니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 그림 2. 복합 근육 활동 전위. 사진 된이 대표 CMAP 응답의 그림입니다. (A)베이스 라인 - 투 - 피크 진폭 (음의 전압이 기준 이상으로 묘사된다) 초기 부정적인 피크 등전점 기준에서 측정한다. ( B)의 피크 - 투 - 피크 진폭이 양의 피크 전압 극성의 피크 전압에서 측정된다. 회색 음영 지역이 음의 피크 면적을 의미한다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig3.jpg" /> 그림 3. 증분 반응. 두 대표 증분 응답은 중첩 솔라에 표시됩니다기. 각 증분 무네 산출 진폭 들어 피크 - 투 - 피크를 측정한다. 증분 # 1은 전부 아니면 어느 것도 기록되어 있지 반응 초기이고 단일 모터 유닛 전위 (SMUP)을 나타낸다. 이후의 증가 (# 2-10) 이전 응답에 중첩 계량 적 증가를 나타냅니다. 따라서 단위로 2-10의 SMUP 진폭을 얻기 위해, 이전 응답의 진폭을 얻을 증가의 진폭에서 제외된다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig4.jpg" /> 도 4 실시 예와 좌골 CMAP 무네. (A)에서 성인 좌골 복합 근 활동 전위 (CMAP) (생후 6 개월) 기준 피크 49.0 MV의 진폭 및 피크 - 대와 제어 마우스84.2 MV의 피크 진폭. 스크린 감도 = 부문 당 10 MV 및 화면 기간 10 MS. (B) (제어 마우스에서) 텐 해당 증분 응답 3.028 MV의 총 진폭은 평균 SMUP 크기 (0.3028 MV)를 결정하기 위해 (10)에 의해 구분된다. 스크린 감도 = 0.5 MV 및 부문 당 1 밀리 스위프 속도. 계산 무네 = 278 (무네 = CMAP / 평균 SMUP (84.2 MV / 0.3028 MV)) (C) 좌골 CMAP 약간 감소베이스 라인 - 투 - 피크 진폭을 나타내는 성인 마우스에서 좌골 신경 호감 (생후 6 개월) 다음 11주 ( 39.6 MV) 및 피크 - 투 - 피크 진폭 (74.9 MV). 스크린 감도 = 부문과 부문 당 1 밀리 스윕 속도 당 10 MV. (D) 텐 (10)으로 나눈 14.923 MV의 총 피크 - 투 - 피크 진폭 (신경 호감을 가진 마우스에서) 증가 응답을 대응하는 평균 SMUP을 얻었다 1.4923 MV의 크기입니다. 스크린 감도는 = 2 부문 당 MV 및 부문 별 1 ms의 스위프 속도. 계산 무네 = 50 (무네 = CMAP/ 평균 SMUP (74.9 MV / 1.4923 MV)). (** 좌골 호감 마우스의 증가 응답에 대한 서로 다른 감도를 참고). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

우리는 마우스의 모터 유닛의 기능의 생체 모니터링 허용 정제 프로토콜을 제시한다. 기술 좌골 신경에서 신경 지배 마우스 뒷다리 근육의 복합 근 활동 전위 (CMAP)와 모터 유닛 번호 추정 (무네)을 측정하는 것이 설명된다.

전기 생리 모터 단위 수 추정 (무네) 마우스 뒷다리 근육의 복합 근육 활동 전위 (CMAP)를 측정

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

다음 실험의 전반적인 목적은 생체 내(in vivo) 마우스의 삼두근(triceps brachii) 근육에 분포하는 기능적 운동 단위의 수를 추정하는 것입니다. 이는 먼저 삼두근에서 최대 복합근활동전위(cmap) 진폭을 측정함으로써 이루어집니다. 두 번째 단계로 10회의 하위 최대 점증 반응을 얻으며, 이를 평균하여 평균 단일 운동 단위 활동전위 진폭을 산출합니다.다음으로, cmap 진폭을 평균 SUP 진폭으로 나눕니다. muni를 계산함으로써, 결과적으로 후지 삼두근(tricep surae) 근육을 지배하는 기능적 운동 단위 수에 대한 in vivo 추정치를 제공합니다. 전기생리학적 운동 단위 수 추정 기술인 muni는 말초신경계 질환이나 손상에 대한 전임상 치료법을 연구하는 데 사용될 수 있습니다.우리는 척수성 근위축증의 Delta seven 마우스 모델을 조사하던 중 처음으로 이 방법의 아이디어를 얻었습니다. 이 모델은 심각한 표현형을 나타내므로 신생 마우스를 조사해야 했습니다. 따라서 이 기술은 신생 마우스와 성체 마우스 모두에 사용할 수 있습니다.기능적 운동 단위의 수를 정확하게 추정하기 위해서는 재현 가능한 점진적 반응을 얻는 것이 중요하며, 이를 위해 이 방법의 시각적 시연이 필수적입니다. 점진적 힘 측정에 의존하는 방식과 같은 다른 운동 단위 측정법 및 마우스 실험 모델과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은 침습성이 최소화되어 시간에 따라 반복적으로 수행할 수 있다는 점입니다. 운동 신경 질환 및 말초 신경 손상 모델에서 운동 단위의 무결성을 임상적으로 유의미하고 신뢰할 수 있게 반복적으로 평가할 수 있는 능력은 이러한 모델의 중개 연구 잠재력을 높이며, 운동 단위의 유지 및 건강 결정 요인에 대한 이해를 증진시킵니다.cmap 및 muni 기록을 수행하려면, 마취된 마우스 뒷다리의 근위부인 비복근(gastro muscle) 피부 위에 활성 링 전극을 배치하십시오. 그다음, 임피던스를 줄이기 위해 발의 중족골 중앙 부위 피부 위에 참조 링 전극을 배치하고, 전극과 피부의 접촉을 최대화하기 위해 링 전극 아래의 피부와 잔여 털에 젤을 도포하십시오. 전극 젤을 과도하게 도포하면 전극 사이에 전기적 브리지가 형성되어 좌골 신경 자극에 대한 정확한 기록이 방해받을 수 있으므로 주의하십시오.절연된 28 gauge 단극 바늘을 음극으로 하여 근위부 뒷다리에 삽입합니다. 자극 전극을 좌골 신경에 너무 가깝게 또는 너무 깊게 삽입하면 좌골 신경이나 다른 조직에 손상을 줄 수 있으므로 주의하십시오. 또 다른 절연된 28 gauge 단극 바늘을 양극으로 하여 천골 위 피하 조직의 더 근위부에 삽입합니다. 그 후, 일회용 표면 전극을 접지 전극으로 하여 반대편 뒷다리나 꼬리에 부착합니다.본 절차에서는 0.1 milliseconds 지속 시간의 사각파 펄스로 좌골 신경을 자극하여 좌골 cmap 반응을 얻습니다. 자극 강도를 1에서 10 milliamps까지 점진적으로 높여 반응 진폭이 더 이상 증가하지 않을 때까지 cmap 반응을 측정합니다. 초최대 자극(super maximal stimulation)을 보장하기 위해, 최대 반응을 얻는 데 사용된 자극 강도의 약 120%까지 자극을 높여 추가 반응을 측정합니다.cmap 크기가 더 이상 증가하지 않으면, 이 반응을 최대 cmap으로 기록합니다. 그런 다음 기선에서 정점까지 및 정점에서 정점까지의 cmap 진폭을 mV로 기록합니다. 평균 SUP 크기를 결정하려면, 강도를 0.03 mA씩 증가시키며 하최대 자극을 전달하는 증분 자극 기법을 사용하여 최소 전무 혹은 전부 반응을 얻으십시오.자극 강도를 0.21 milliamps에서 0.70 milliamps 사이로 설정했을 때 초기 반응이 나타나지 않는 경우, 근위부 대퇴부의 좌골 신경 위치에 대해 자극 음극의 위치를 더 가깝게 또는 더 멀게 조정하십시오. 여기에 표시된 초기 점진적 반응을 유도하십시오. 점진적 반응의 음성 피크 잠복기가 이전에 얻은 최대 cmap 반응의 음성 피크와 대략적으로 일치하는지 확인하십시오.실시간으로 세 번의 일관된 증분 반응을 관찰하여 반응이 안정적이고 분획화(fractionation)가 없는지 확인하고, 진폭이 최소 25 microvolts인지 확인하십시오. 다음으로, 실시간으로 세 번의 증분 반응을 중첩시켜 증분이 안정적이고 분획화가 없는지 확인하면서 두 번째 증분을 얻으십시오. 두 번째 증분은 시각적으로 구별되어야 하며 이전 반응보다 최소 25 microvolts 더 커야 합니다.그 다음, 증분이 안정적이고 분별 작용이 일어나지 않도록 확인하며 세 번째 증분 응답을 얻습니다. 앞서 보여준 두 번째 증분 응답과 마찬가지로, 세 번째 증분은 시각적으로 뚜렷해야 하며 진폭이 두 번째 응답보다 최소 25 microvolts 더 커야 합니다. 총 10개의 증분 응답이 기록될 때까지 이와 같은 방식으로 증분 응답을 계속해서 획득합니다.각 개별 증분 반응의 진폭이 전체 10개 증분 합계의 3분의 1보다 작은지 확인하여 증분을 평가합니다. 다음으로, 10개의 증분 값을 사용하여 평균 SUP 진폭을 산출합니다. 10개 증분 반응에 대해 계산된 값이 제시되어 있습니다.평균 SUP 크기는 10개 증분 값의 평균을 내거나, 마지막 증분 값을 10으로 나누어 결정합니다. 그런 다음 최대 peak-to-peak cmap 진폭을 평균 SM 진폭으로 나누어 muni를 계산합니다. 이러한 기술의 응용 사례를 보여주기 위해, 우리는 좌골 신경 압착이 운동 단위 기능에 미치는 영향을 조사하였습니다.이 그림에서는 성체 대조군 마우스와 좌골 신경 압착 후 11주가 경과한 성체 마우스의 반응을 비교하였으며, 기록된 감도 사이에는 차이가 없었습니다. 좌골 신경 압착 후, 대조군 마우스에서 278개의 기능적 운동 단위가 발견된 정상 결과와 비교하여, muni는 추정치 50개의 기능적 운동 단위로 심하게 감소하였습니다. 이와 대조적으로, 압착된 동물에서의 cmap 진폭은 측부 발아로 인해 대조군에 비해 약간의 감소만을 보입니다.이 영상을 시청하고 나면 생체 내(in vivo) 마우스 뒷다리 근육의 운동 단위 수 추정법을 수행하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이 기술을 숙달하면 적절하게 수행했을 때 보통 20분 이내에 완료할 수 있습니다. 프로토콜에 대한 이러한 시각적 시연이 이 중요한 기술의 광범위한 도입으로 이어지기를 바라며, 이를 통해 실험실 간 신뢰성이 향상되고 실험실에서의 발견이 임상에서의 효과적인 치료법으로 효율적으로 전환될 수 있을 것이라 믿습니다.

electrophysiological-motor-unit-number-estimation-mune-measuring

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

이 새로운 방법은 하나의 성인 마우스 motoneuron과 근육 섬유에 의해 생성 된 힘의 측정의 동시 세포 녹음을 할 수 있습니다. 정상과 유전자 변형 동물의 모터 장치의 전기 및 기계적 성질의 결합 조사 신경 근육 시스템의 연구를위한 돌파구이다.

성인 마우스에서의 모터 단위 제작 룸버 Motoneuron과 포스의 동시 세포 녹화<em&gt; 생체에</em

이 비디오는 마우스의 CMAP(Compound Muscle Action Potential)를 측정하기 위한 생체 내 기술을 보여줍니다. 전극을 설정하고, 근육 섬유에 신경을 공급하는 앞다리 뉴런을 자극하고, 근육 반응을 기록하는 단계를 간략하게 설명합니다. 이 기술은 신경 세포 탈수초화 및 기능적 뉴런 손실을 평가합니다.

Measuring Compound Muscle Action Potentials in Mouse Forelimb Muscles In Vivo(생체 내 마우스 앞근육의 복합 근육 활동 전위 측정)

이 비디오는 척골 신경에 전기 자극을 가하고, 최적의 신호를 위해 전극을 조정하고, 신경 기능을 평가하기 위해 자극을 증가시켜 쥐의 복합 근육 활동 전위(CMAP)를 기록하는 절차를 보여줍니다. 이 방법을 사용하면 신경 장애에서 말초 신경 기능에 대한 생체 내 조사를 할 수 있습니다.

쥐의 복합 근육 활동 전위의 생체 내 측정

이 비디오는 횡격막 신경 자극을 통해 쥐의 횡격막 근육 섬유에 복합 근육 활동 전위(CMAP)를 기록하는 방법을 설명합니다. 횡격막 신경의 고강도 전기 펄스 자극은 횡격막 근육 섬유에 활동 전위를 생성하며, 이는 반응 곡선을 얻어 관찰됩니다.

쥐의 횡격장 신경을 자극하여 복합 근육 활동 전위를 측정합니다.

이 프로토콜에는 피팅 모델 복합 근육 활동 전위의 상세한 자극-반응 곡선을 여는 근육에서 작동 모터 단위 수를 추정 하는 새로운 방법을 설명 합니다. 그것은 신속 하 고 쉽게 수행 하 고 분석 하 고 우수한 재현성을 있다.

CMAP 스캔 MUNE (MScan)-소설 모터 단위 번호 추정 (MUNE) 메서드

신경 유도의 측정 neurodegeneration의 마우스 모델을 평가 하는 유용한 도구 이지만 그것은 자주 hindlimbs에 좌 골 신경을 자극에 적용 됩니다. 여기, 복합 근육 활동 전위 (CMAP) vivo에서 상 완 신경 총에 의해 innervated 마우스 forelimb 근육에서 측정 하는 기술을 설명 합니다.

Vivo에서 모터 신경 퇴보의 마우스 모델에서 앞 발에서 복합 근육 활동 전위의 electrophysiological 측정

제시된 것은 쥐에서 상이한 유형의 중간 신경(MN) 병변 및 수리를 생성하는 프로토콜이다. 추가적으로, 프로토콜은 몇몇 비침범성 행동 시험 및 생리적인 측정을 사용하여 신경의 기능적 회복을 평가하는 방법을 보여줍니다.

쥐에서 중간 신경 재생을 평가하는 기능적 및 생리적 방법

이 방법은 쥐 내측 위트로테미에미근 근육의 3가지 유형의 모터 단위로 트위치 및 파탄 수축 및 작용 잠재력을 기록할 수 있게 한다. 단일 모터 장치의 기능적 절연은 축축의 전기 자극에 의해 유도된다.

쥐 내측 위트로테미즘 근육의 단일 모터 단위의 기능적 격리

본 연구에서는 랫트 다이어프램 모터 유닛 연결성을 정량화하기 위해 모터 유닛 수와 크기를 추정하는 in vivo 방법을 제시합니다. 이러한 기술에 대한 단계별 접근 방식에 대해 설명합니다.

Assessing Rat Diaphragm Motor Unit Connectivity Outcome Measures: as Quantitative Biomarkers of Phrenic Motor Neuron Degeneration and Compensation(쥐 다이어프램 운동 단위 연결성 결과 측정, 골격막 운동 뉴런 퇴행 및 보상의 정량적 바이오마커로서의 측정)

Inchworming 충분한 톱밥 침구 테스트 케이지에 배치 할 때 BTBR T + Itpr 3TF / J (BTBR) 마우스에 표시되는 고도의 반복적 인 동기 파는 움직임이다. 절차는 청소년의 사회적 상호 작용 프로토콜의 변형이며, 자폐증 스펙트럼 장애와 관련된 반복적 인 모터 stereotypies을 평가하기 위해 여기에 사용됩니다.

Inchworming : BTBR의 소설 모터 상동증 (stereotypy)을<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; TF</sup</em자폐증의&gt; / J 마우스 모델

배우세요 마우스 후지 근육에서 CMAP 측정 및 MUNE 추정을 통한 운동 단위 기능 평가 방법을. 이 기법은 최소 침습적이며 반복 측정이 가능하여 신경근 질환 연구에 활용됩니다.

전기 생리 모터 단위 수 추정 (무네) 마우스 뒷다리 근육의 복합 근육 활동 전위 (CMAP)를 측정

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