Name: 개선 된 쥐 훈련 성능을위한 혁신적인 실행 휠 기반 메커니즘 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-09-19T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 51 s
Description: 학습하세요 쥐의 허혈성 뇌졸중 예방을 위한 혁신적인 위치 결정 러닝 휠 시스템 구축 방법을. 이 기술은 운동 활동을 정량화하고 기존 트레드밀보다 우수한 결과를 제공하여 뇌졸중 예방 연구에 효과적입니다.

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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.

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. <ol><li> 직경 55cm, 폭 15cm로 아크릴 실행 휠을 얻습니다. 참고 : (F의 igure의 1A)이 휠은 기존의 실행 휠 (폭 = 12cm 직경 = 35cm)보다 크다. </li><li> 커터를 사용하여, 입구 및 랫트 용뿐만 아니라 출구 (도 1b)로서 작용하는 주행 바퀴의 일측으로 분기 써클 개구를 잘랐다. 제어 국의 내부에 고 마찰 고무 트랙의 층을 배치복실 휠 (그림 1B). </li><li> 실행중인 휠 (그림 1B)을 연결하는 베어링 철 막대를 놓습니다. 지지 프레임 (도 1b)로서 작용하는 주행 차륜의 양쪽에 두 개의 아크릴 삼각 기둥을 배치. </li><li> 나사를 사용하여 두 개의 삼각 기둥의 외부 측면에 1 mm 두께의 반원형 투명 아크릴 시트를 연결합니다. 적외선 센서를 배포하는이 시트를 사용합니다. 아크릴 시트는 약 3cm 거리 주행 바퀴의 각 측면에서 있는지 확인합니다. </li></ol> 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. <ol><li> 거리와 아크릴 시트에서 매 45 ° (ARC 간격 = 21cm)에 구멍을 뚫는다두 개의 구멍 사이에 테스트 쥐의 길이와 거의 비슷 주도했습니다. 구멍의 적외선 센서 (도 2A)와 같은 크기로 만든다. 참고 : 기존 MRWS를 들어, (= 21cm,도 2b를 아크 간격) 구멍마다 70 °를 드릴. </li><li> PRW 실험 중, 135 ° 0 ° 사이에 실행의 정상 상태에서 쥐를 유지한다. 따라서, 효과적인 운동 영역으로이 영역을 정의하는 효과 운동 영역으로보기 동안 다른 모든 섹션 : 주. 전통적인 MRWS를 들어, 140 ° (그림 2B) 0 ° 사이의 부분으로 효과적인 운동 영역을 정의합니다. </li></ol> 3. 실행 휠을 운전 <ol><li> 주행 륜을 구동하는 브러시리스 DC 모터 및 모터 구동기를 사용한다. </li><li> 모터의 중심 축 (그림 1B)에 10cm 직경의 고무 디스크를 마운트합니다. </li><li> 모터를 지원하는 철 프레임과 스프링을 사용하면, 고무 디스크에서 연결주행 륜의 외측에 모터의 중심 축. 주 : 스프링 동적 모터의 높이를 조정할 수 있도록 나사와 협력해야 때문에 느슨한 스프링의 주행 륜 트랙에 연결되는 고무 디스크를 방지 할 수있다. </li><li> 마이크로 컨트롤러를 이용하여 10cm 직경의 고무 디스크를 구동하는 모터를 작동하고 휠을 관찰은 전동 주행 륜 플랫폼을 생성 고무 디스크 및 휠의 통로 사이의 마찰에 의한 회전한다. </li><li> 0 ° ~ 135 ° (그림 2A) 사이의 마운트 사 적외선 센서 순차적으로. 참고 : 기존 MRWS를 들어, 140 ° (그림 2B) 0 ° 사이에 센서를 탑재합니다. </li><li> 이에 측위 실행 휠 시스템을 형성하는 단일 코어 케이블을 사용하여 마이크로 컴퓨터의 일반적인 핀 모두 아크릴 시트에 장착 된 적외선 센서 4 쌍 연결한다. </li></ol> 4. 적응 Accelerati을 구축곡선에 <ol><li> 세 일 공식 삼주 운동 훈련의 시작하기 전에 수동으로 실행 휠을 조작하여 쥐를 훈련. 참고 : 목표는 쥐가 실행 환경에 익숙해 질 수 있도록하는 것입니다, 각 쥐 20 m / 분에서 실행 견딜 수 있는지 여부를 테스트하는 것입니다. <ol><li> 쥐가 보조를 맞출 수 없을 때까지 수동으로 작동 훈련 동안 서서히 실행 속도를 가속화 할 수 있습니다. 이 때 래트는 정상 주행 속도를 회복 할 때까지의 속도를 감소시키고, 래트 20 m / 분 (도 3의 점선)에 도달 할 때까지 다시 점진적으로 속도를 증가시킨다. 수동 훈련은 훈련 곡선을 구성하는 일곱 쥐를 포함한다. </li></ol></li><li> 수치 적 수학 식을 사용하여 수동 테스트 3 일째에 측정 된 데이터에 맞는 교육 설명서 (원 곡선,도 3)에 가장 가까운 가속도 곡선을 산출한다. 원시 데이터, C INI = 8, C 핀에 맞추기 식 (1) </suB&gt; = (20) τ = (30)는 초기 속도, 최종 속도 및 시간은 각각 정수)를 나타낸다. 참고 :이 방정식은 쥐의 몸 상태에 적응. 따라서, 적응 가속 교육 모델로 계산 된 곡선을 참조하십시오. <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/54354/54354eq1.jpg" /> (1) </li><li> 공식 훈련의 주 1 식 1을 사용합니다. </li><li> 주 2 및 훈련의 3, 수학 식 1의 매개 변수를 조정할 경우, 즉, 12에서 22로 변경 A, 말하는 속도가 30m / 분에 도달 할 수 있도록하는 것입니다. </li></ol> 5. 소프트웨어 프로그램을 제어 주 : 전용 마이크로 컨트롤러 - 기반의 모터 동작 및 후속 데이타 분석을 위해 컴퓨터로 적외선 센서로부터의 신호 전송에 대한 코드를 개발한다. <ol><li> 하나의 메인 프로그램과 두 타이머 인터럽트 서비스 루틴을 포함하는 소프트웨어 제어 프로그램을 작성하는 C 프로그래밍 언어를 사용하여마이크로 컨트롤러 18. <ol><li> 주요 프로그램은 마이크로 컨트롤러의 레지스터를 초기화하고 마이크로 컨트롤러의 메모리에 적응 가속 곡선 모델을 구성했는지 확인하십시오. </li><li> 적응 가속도 곡선을 활성화하고 전체 훈련 기간을 계산하기 위해 타이머 0 인터럽트 서비스 루틴을 사용한다. </li><li> 적외선 센서로부터 신호 데이터를 추출하기 위해 타이머 (1)의 인터럽트 서비스 루틴을 사용하여 컴퓨터로 데이터를 전송. </li><li> 주행 바퀴의 속도를 조절 공 (O)의 위치를 기록하는 메인 프로그램을 사용한다. </li></ol></li><li> 0 ℃에서의 IR 수신 센서가 트리거되면, 메인 프로그램에 의해 축적 하강 발생률로 해석한다. 가을 발생률의 발생 시간 순간 래트 위치 탐지 수의 10 % 액에 도달 훈련 래트위한 안전 장치로 자동적으로 주행 바퀴 deaccelerate. 참고 : 속도 오쥐가 안전 조치에 대한 안정적인 실행 상태를 (135 오에 O를 0) 안전 지대로 돌아가 유지 할 수있을 때까지 f를 실행 휠이 감소된다. </li></ol> 6. 위치 실행 휠 시스템 운영 <ol><li> 마이크로 컨트롤러의 전원을 켜고 운영자가 각 주 교육 모델을 시작하는 버튼을 누릅니다 기다립니다. <ol><li> 주 1 교육 모델을 시작하려면 &quot;시작&quot;버튼을 누릅니다. 참고 : 20 m / 분에 도달하고, 자동으로 30 분 후 멈출 때까지 모터가 자동으로 적응 가속 곡선에 따라 가속. </li><li> 주 2 교육 모델을 시작하려면 &quot;시작&quot;버튼을 누릅니다. 참고 : 30 m / 분에 도달하고, 자동으로 30 분 후 멈출 때까지 모터가 자동으로 적응 가속 곡선에 따라 가속. </li><li> 주 3 교육 모델을 시작하려면 &quot;시작&quot;버튼을 누릅니다. 참고 : 모터 자동 accelera자동 30m / 분에 도달 할 때까지 가속 적응 곡선에 기초 TES 60 분 후에 정지한다. 주 : 전체 훈련 과정을 통해 무선으로 컴퓨터에 적외선 센서로부터 수신 된 신호 데이터를 전송한다. </li></ol></li><li> 컴퓨터를 사용 (전체 운동 처리에 효과적인 운동 측정을 획득하기 위해 위치 데이터를 분석 <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/54354/54354eq2.jpg" /> ). 식 (2)를 참조하십시오. <img alt="식 (3)" src="/files/ftp_upload/54354/54354eq3.jpg" /> (2) 참고 : EEE, EED와 IED는 각각 효과적인 운동 측정, 효과적이고 비효율적 인 운동 지속 시간을 나타냅니다. </li></ol> 7. 쥐를 훈련 <ol><li> 가짜, 제어, 디딜 방아, MRW 및 PRW 그룹 : 무작위 (각 그룹 N = 9) 5 개 그룹으로 성인 남성 흰쥐를 나눕니다. </li><li> 거래 정보 저장소, 즉 세 가지 운동 그룹에 대해 3 주간의 운동 훈련을 실시eadmill, MRW 및 PRW 그룹, 가짜 및 제어 그룹을하지 않는 동안. 참고 : 각각의 운동 그룹의 3 주간의 운동 훈련은 3 주 동안 / 주 1시 30 분, 60 분, 30 주 2시 30 분 m / 분, 30 m / 분 분 20m이다. </li></ol> 8. 동물과 스트로크 모델 <ol><li> 절에 명시된 바와 같이. 7.1, 무작위로 5 개의 그룹으로, 250~280g 사이에 무게 모든 관련 성인 남성 흰쥐를 나눕니다. </li><li> 정확한 약물 투여 량의 계산을 위해 모든 동물을 단다. (25 ㎎ / ㎏, 복강 [IP]) 및 이들의 혼합물 포함 케타민 (4.4 ㎎ / ㎏, 근육 [메신저]), 아트로핀 (0.02633 ㎎ / ㎏, [메신저])과 자일 라진을 (6.77 mg의 나트륨 펜 토바 비탈로 쥐를 마취 / kg [IM]). <ol><li> 호흡 속도 (정상 70-115 호흡 / 분), 리듬, 호흡, 점막 색상과 반사 신경의 정기적 인 테스트의 깊이, 예를 들면 발가락 핀치, 꼬리 핀치, 눈꺼풀 / 속눈썹을 모니터링하여 마취 깊이를 평가그리고 눈꺼풀. </li></ol></li><li> 직장에 온도 프로브를 삽입하고 별도의 난방 램프를 사용하여 37.5 ° C 37 사이의 직장 온도를 유지한다. </li><li> 외부 경동맥 방식 (19)을 통해 중간 대뇌 동맥 폐색하는 오리피스 내부 경동맥으로 필라멘트를 삽입하여 국소 허혈, 일시적 중간대 뇌동맥 폐색 (MCAO)를 유도한다. <ol><li> 내부 경동맥에 필라멘트를 삽입하지 않는 동안 가짜 운영 동물에 동일한 운영 절차를 수행합니다. 1 시간 동안 국소 뇌허혈을 유지 필라멘트를 제거, 절개를 닫은 다음 재관류를 허용 철회 될 수있는 돌출 나일론 봉합사의 1cm를 둡니다. </li></ol></li><li> 3 일간 하루에 두 번 진통제의 동물에 피하 (SC) 진통제 (프레 노르 핀 (0.05 ㎎ / ㎏, 사우스 캐롤라이나))의 주사를 관리 할 수​​ 있습니다. </li></ol> 9. 신경 손상 평가 <ol><li> 평가신경 심각도 점수 (MNSS) (20)과 경사면 테스트 (21)에 의해 각각 uate 신경과 운동 기능. 참고 : MNSS 모터 (근육 상태, 이상 운동), 감각 (시각, 촉각과 고유 수용성) 및 반사 검사의 복합체이다. 작업을 수행하기 위해 실패에 대한 한 점을 지정합니다. 0-18의 규모에 속도 신경 기능 (표준 점수 = 0; 최대 적자 점수 = 18). </li><li> 수술 후 7 일의 시간 범위에 걸쳐 하루 전에 매일 행동 성능면에서 모든 쥐를 평가합니다. </li><li> 경사면을 이용하여 쥐의 뒷다리 악력을 측정한다. <ol><li> 매일 경사 등반 장치에 래트를 놓고, 1 주간 시험 전에있어서 쥐와 시험 조건을 순응. </li><li> 장치에 각각 쥐를 놓고 적응 기간 동안 장치의 상단까지 플랫폼을 등반 쥐 바랍니다. </li><li> 에서 쥐를 놓습니다테스트하는 동안 아래쪽으로 머리 장치의 상단. 경사면에 20 × 20cm 2 고무 리브 표면에 따라 쥐 숙박의 몸 축이 25 °의 각도에서 시작되었는지 확인합니다. </li><li> 동적 동물 평면에 보유 할 수있는 최대 각도를 결정하기 위해 스텝 모터에 연결된 볼 나사를 사용하여 각도를 증가시킨다. 마우스가 경사면에 개최하는 데 실패 할 때까지 점차적으로 경사면의 각도를 증가 한 다음 아래로 슬라이딩 이벤트를 감지합니다. 경사면의 기준선도는 처음에는 25 °이다. </li><li> 독립적으로 왼쪽 및 오른쪽 최대 각도의 평균 즉, 검사하고 모든 행동 테스트를 점수로 두 관찰자 (쥐가 주어진 있었는지 치료의 인식)을 요청합니다. </li></ol></li><li> Sacri Fi를 가전 MCAO 후 7 일째에 모든 동물. (100 ㎎ / ㎏, IP 나트륨 펜토 바르 비탈) 식염수 (22) 깊은 마취하에 동물의 마음을 관류 </&gt; SUP. 제거한 다음 다음 조직 슬라이서 (22)를 사용하여 2.0 mm 관상 섹션으로 분리되어 5 분 동안 차가운 식염수의 뇌 조직 몰입. </li><li> 다음 24 시간 동안 39 ° C에서 파​​이 xation 5 % 포름 알데히드 용액으로 조각을 전송하고, 30 분 동안 37 ℃에서 2, 3, 5- 트리 페닐 테트라 졸륨 클로라이드 (TTC)로 신선한 뇌 부분을 담근다. 플렉시 글라스 홀더에 스테인드 뇌 조각을 놓습니다. </li><li> 이미지 처리 소프트웨어로드, 퍼스널 컴퓨터에 연결된 CCD 카메라를 사용하여 보정 된 스케일로 TTC 염색 슬라이스 사진. 각 TTC 염색 뇌 슬라이스 (23)로부터 경색 지역 (mm 2)을 추정하기 위해뿐만 아니라 반 - 자동화 영상 분석 시스템을 사용한다. </li><li> 모든 뇌 조각의 경색 영역의 합으로 각 슬라이스에 대한 총 경색 볼륨을 계산합니다. 마크는 개별적 2mm 두께의 슬라이스의 각면에 흠없는 영역 (허혈성 뇌) 후 경색 용적 및 평균값을 계산한다. </li><li> Calcu늦게 수정 경색 볼륨 (CIV) 등 CIV = {LT- (RT-RI)} <img alt="식 (4)" src="/files/ftp_upload/54354/54354eq4.jpg" /> (D) (3) 주 : LT와 RT는 2 mm에 좌우 반구의 영역을 나타내고, 각각은 RI mm 2의 경색 면적이고, D = 2 mm 슬라이스 두께이다. </li></ol>

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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...

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 &#39;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.

<table><tbody><tr><td>브러시리스 DC 모터</td><td>오리엔탈 모터</td><td>BLEM512-GFS</td><td></td></tr><tr><td>모터 드라이버</td><td>오리엔탈 모터</td><td>BLED12A</td><td></td></tr><tr><td>모터 감속</td>기 <td>오리엔탈 모터</td><td>GFS5G20</td><td></td></tr><tr><td>속도계</td><td>오리엔탈 모터</td><td>OPX-2A</td><td></td></tr><tr><td>트레드밀</td><td>콜럼버스 악기</td><td>Exer-6M</td><td></td></tr><tr><td>적외선 송신기&nbsp;</td><td>Seeed Studio</td><td>TSAL6200</td><td></td></tr><tr><td>적외선 수신기</td><td>Seeed Studio</td><td>TSOP382</td><td></td></tr><tr><td>마이크로 컨트롤러</td><td>Silicon Labs</td><td>C8051F330</td><td></td></tr><tr><td>CCD 카메라</td><td>Canon Inc.</td><td>EOS 450D</td><td></td></tr><tr><td>이미지 처리 소프트웨어</td><td>Adobe Systems Incorporated</td><td>ADOBE Photoshop CS5 12.0</td><td></td></tr><tr><td>이미지 분석</td><td>Media Cybernetics</td><td>Pro Plus 4.50.29</td><td></td></tr><tr><td>Sodium pentobarbital</td><td>Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)</td><td>SIGMA P-3761</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Ketamine Pfizer (영국 켄트)</td><td>&nbsp; 1867-66-9</td><td></td></tr><tr><td>Atropine</td><td>Taiwan Biotech Co., Ltd. (대만 타오위안)</td><td>A03BA01</td><td></td></tr><tr><td>Xylazine</td><td>Sigma-Aldrich (미국 미주리주 세인트루이스)</td><td>SIGMA X1126</td><td></td></tr><tr><td>부프레노르핀</td><td>시그마-알드리치(미국 미주리주 세인트루이스)</td><td>B9275</td><td></td></tr></tbody></table>

개선 된 쥐 훈련 성능을위한 혁신적인 실행 휠 기반 메커니즘

An Innovative Running Wheel-based Mechanism for Improved Rat Training Performance

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.

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</st...

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.

This study presents an animal mobility system, equipped with a positioning running wheel (PRW), as a way to quantify the efficacy of an exercise activity ...

이 절차의 전반적인 목표는 포지셔닝 러닝 휠을 사용하여 쥐의 허혈성 뇌졸중 예방을 위한 효과적인 운동 활동량을 정량화하는 것입니다. 이 방법은 뇌졸중 예방과 관련된 소동물 의학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 쥐의 허혈성 뇌졸중 예방에 사용할 수 있는 매우 효과적인 러닝 휠 시스템을 제시한다는 점입니다.중대뇌동맥 협착 결과에서 제안된 PRW 시스템이 기존의 트레드밀 시스템보다 우수한 성능을 보였으므로, 이 기술은 뇌졸중 예방의 효과를 높이는 데 기여할 수 있습니다. 이 방법은 뇌졸중 예방에 대한 통찰을 제공할 뿐만 아니라 알츠하이머병과 같은 다른 질환 모델에도 적용 가능합니다. 해당 절차의 시연은 저희 실험실의 기술진인 Ling-Yu Tang과 Chung-Ham Wang이 진행하겠습니다.지름 55 cm, 너비 15 cm의 투명 아크릴 러닝 휠을 준비합니다. 쥐가 드나들 수 있도록 러닝 휠의 한쪽 면에 4분의 1 원형의 개구부를 만듭니다. 그런 다음, 아크릴 휠 내부에 고마찰 고무 트랙 층을 부착합니다.다음으로, 베어링이 달린 철봉을 러닝 휠에 연결합니다. 그런 다음, 러닝 휠 양쪽에 두 개의 아크릴 삼각형 기둥을 배치하여 지지 프레임으로 사용합니다. 나사를 사용하여 1 mm 두께의 반원형 투명 아크릴 시트를 두 삼각형 기둥의 외측면에 부착합니다.아크릴 판이 러닝 휠의 각 측면에서 약 3cm 떨어져 있는지 확인하십시오. 이 판을 사용하여 적외선 센서의 위치를 잡습니다. 이를 위해 각 아크릴 판에 45도 간격으로 미리 구멍을 뚫어 놓으십시오. 그런 다음, 적외선 센서와 동일한 크기의 구멍을 만듭니다.러닝 휠을 작동시키기 위해 브러시리스 DC 모터와 모터 드라이버를 사용합니다. 직경 10 centimeters의 고무 디스크를 모터의 중앙축에 장착합니다. 철제 프레임과 스프링을 사용하여 모터를 지지하고, 모터의 중앙축에 연결된 고무 디스크를 러닝 휠의 바깥쪽에 연결합니다.다음으로, 마이크로컨트롤러를 사용하여 고무 디스크를 회전시키고, 러닝 휠의 회전을 관찰합니다. 그 후, 0도에서 135도 사이의 구간에 한쪽 면에는 4개의 적외선 발광 다이오드를, 반대쪽 면에는 그에 대응하는 4개의 적외선 수신기를 순차적으로 장착합니다. 마지막으로, 두 개의 아크릴 판에 장착된 4쌍의 적외선 센서를 단심 케이블을 사용하여 마이크로컨트롤러의 일반 핀에 연결함으로써 위치-러닝 휠 시스템을 구

an-innovative-running-wheel-based-mechanism-for-improved-rat-training

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

로코는 종종 같은 신경 과학 및 정형 외과 등의 분야에서 질병의 다양한 모델의 행동 결과로 심사합니다. 이 비디오 종이가 억제 운동 중에 쥐가에서 지상 반응 병력 및 운동학를 수집하는 방법을 설명하는 계획이다.

운동학 및 그라운드 반력 결정 : 젊은 성인, 중년과 노인 쥐의 데모 Quantifying 운전하는 능력

자원의 Circadian 리듬은 휠을 실행 포유류 활동은 단단히 뇌의 마스터 시계의 분자 진동에 커플 링된다. 따라서 행동이 일상 리듬이 circadian 시계의 기능에 대한 유전자, 약리, 환경 요인의 영향을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.

쥐에 활동 륜 실행에 녹음 및 Circadian 리듬 분석

쥐에서 고정밀 숙련 된 앞다리 도달 작업의 획득을 분석하기위한 패러다임이 제시됩니다.

숙련 된 앞다리가 쥐에서 작업을 도달하는 고정밀의 취득

심장 혈관 운동과 복잡한 환경에서 자극의 경험은 쥐의 뇌에서 신경 가소성의 여러 조치에 긍정적 인 효과를 가지고있다. 이 문서에서는 휠 실행 환경의 복잡성을 결합하여 이러한 개입의 한계를 해결할 것 "superintervention"이러한 개입의 구현에 대해 설명합니다.

FASD의 동물 모델에서 치료 개입으로 휠 실행 환경의 복잡성

패러다임은 쥐의 자동 숙련 된 도달 작업의 훈련과 분석을 위해 제공됩니다. 당기 시도의 분석은 운동 학습의 고유 한 하위 프로세스를 보여준다.

로봇 형 조작기와 모터 스킬 학습 과정 조사

설치류 숙련된 도달은 일반적으로 손재주 기술을 연구하는 데 사용되지만 작업을 구현하고 행동을 분석하는 데 상당한 시간과 노력이 필요합니다. 우리는 모션 추적 및 도달 궤적의 3 차원 재구성과 도달 숙련 된 숙련 된 버전의 자동화 된 버전을 설명합니다.

발과 숫자 궤적의 3 차원 재구성에 도달 자동화 된 쥐 단일 펠릿

여기에서는 쥐의 증가된 크기와 무게를 수용하기 위해 MouseWalker 장치를 재설계하여 구축된 RatWalker 시스템에 대해 설명합니다. 이 시스템은 좌절된 전체 내부 반사(FTIR), 고속 비디오 캡처 및 오픈 액세스 분석 소프트웨어를 사용하여 보행 매개변수를 추적하고 정량화합니다.

파킨슨병의 유전적 쥐 모델에서 보행 분석을 위한 RatWalker 시스템 적용

이 절차는 마우스에서 번역 가능한 프로그레시브 로드 러닝 휠 저항 훈련 모델을 설명합니다. 이 저항 훈련 모델의 주요 장점은 전적으로 자발적이므로 동물의 스트레스와 연구원의 부담을 줄인다는 것입니다.

마우스의 점진적 저항 훈련을 위한 간단하고 저렴한 러닝 휠 모델

이 기사에서는 Erasmus Ladder라는 장치를 사용하여 소근육 운동 성능에 대한 비침습적이고 자동화된 평가와 도전에 대한 적응 및 연상 운동 학습을 허용하는 프로토콜을 제시합니다. 작업 난이도를 적정하여 주요 정도에서 미묘한 정도에 이르는 운동 장애를 감지할 수 있습니다.

Erasmus Ladder를 사용한 생쥐의 미세 및 연상 운동 학습 모니터링

이 프로토콜은 다양한 연구 맥락에서 구현할 수 있는 효과적인 자발적 수레바퀴 달리기 모델을 설명합니다. 다른 자발적 달리기 모델과 달리, 이 방법은 개별 마우스의 달리기 지표를 추적하면서 격리 하우징을 피합니다.

사회적 고립을 최소화하는 자발적 바퀴 달리기 프로토콜을 사용하여 마우스의 개별 달리기 메트릭 추적

이 프로토콜은 딥러닝 기반 다중 관절 궤적 자동 라벨링과 함께 마커리스 러닝머신 테스트를 사용하여 쥐 하지의 운동학 평가 파이프라인을 구축하여 재현 가능한 동작 정량화를 가능하게 합니다.

쥐의 후肢 운동 운동학을 객관적으로 정량화하기 위한 딥러닝 기반 다중 관절 동기 추적

학습하세요 쥐의 허혈성 뇌졸중 예방을 위한 혁신적인 위치 결정 러닝 휠 시스템 구축 방법을. 이 기술은 운동 활동을 정량화하고 기존 트레드밀보다 우수한 결과를 제공하여 뇌졸중 예방 연구에 효과적입니다.

개선 된 쥐 훈련 성능을위한 혁신적인 실행 휠 기반 메커니즘

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