Name: 연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-18T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 46 s
Description: 학습하세요 쥐 모델에서 운동 신경 퇴행성 질환의 보행 분석 방법을. 복부 평면 영상 기반 운동학적 분석으로 미세한 운동 조정 변화를 모니터링하여 파킨슨병 등 환자의 운동 장애 이해에 기여합니다.

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우리는 오른쪽의 동물에 대 한 사육, 도움말 시설과 박사 누누 Raimundo에 대 한 유용한 의견 원고에서 동물 관리를 감사합니다. 인스턴트 메신저 SFB-889 (프로젝트 A8) 공동 연구 센터를 통해 독일 연구 재단 (DFG) 및 SFB-1190 (프로젝트 P02)에 미 뇌터 영 조사 상에서 교부 금에 의해 지원 됩니다 (1702/1). C.M.R. 신경 과학, 물리학, 및 분자 생명과학 (GGNB) 괴팅겐 대학원에서 친교에 의해 지원 됩니다.

여기에서 보고 된 모든 동물 실험 동물 복지에 대 한 유럽 지침에 따라 실시 하 고 있습니다 (2010/63/EU) Niedersächsisches Landesamt 위한 Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (LAVES), 등록 번호 14에 의해 승인 / 1701입니다.
1. 연구 설계
<ol><li>동물 행동 작업 필요로 신중 하 게 계획, 실험을 디자인 하는 동안 다음 매개 변수를 고려 하십시오.<ol>
<li>그룹 당 필요한 동물의 수입니다.<ol>
<li>사용 통계 소프트웨어 (예를 들어, 패스, EDA, 또는 GPower) 필수 그룹 크기를 계산 합니다. 참고: 그룹 크기 동물 사이의 표현 형의 변화에 따라 달라 집니다. 운동학 걸음 걸이 분석을 위해 쥐의 수는 보통 10-20 그룹 당.</li>
		</ol>
</li>
		<li>실험 동물의 섹스입니다.<ol>
<li>동물 스트레인에 따라 실험에 스 트로 겐 레벨의 효과를 고려 하십시오. 참고: 많은 행동 연구 실험에 스 트로 겐 레벨의 영향을 피하기 위해 남성에 초점. 이러한 영향은 동물 배경 스트레인에 따라 다소 강하다.</li>
			<li>남녀 모두 사용 될 경우 섹스 영향에 대 한 테스트 하 고 필요한 때에 독립적으로 두 남녀를 평가.</li>
		</ol>
</li>
		<li>실험 동물의 나 이입니다.<ol>
<li>성인 동물 (2 개월, 이상)를 사용 하 여 경우에 1 회 포인트 필요 하다.</li>
			<li>나이 진출 모터 동작에서 변화 공부 하는 때 몇 시간 포인트를 선택 합니다. 가장 이른 가능한 시간 포인트는 1 개월, 마우스는 그들의 어머니에서 투약를 중단 시킨 후. 예를 들어, 1, 2, 또는 3 개월 마다 정기적으로에 동물을 테스트 합니다.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>동물 행동 테스트를 수행 하는 지방 자치 단체에서 허가 신청.</li>
	<li>시험 동물 조달에 대 한 계획을 확인 합니다.<ol>
<li>번 식 계획 하거나 충분 한 실험 동물 실험 시작할 때 하루에 사용할 수 있습니다 적시에 동물 배포자를 문의 하십시오.</li>
		<li>그들은 실험 동안에 새로운 방/설정 유지 하는 경우 1 주일에 대 한 길 들을 동물 허용.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 비디오 녹화
참고: 운동학 걸음 걸이 분석의 사용을 설명 하기 위해 여기와 함께 이미징 분석 소프트웨어 ( 테이블의 자료를 참조) 상용 이미징 시스템 사용 됩니다.
<ol><li>컴퓨터와 영상 소프트웨어를 시작 합니다.</li>
	<li>새 장에 그것의 가정, 그것을 관찰 하 고 균형에서 무게 각 동물의 복지와 건강 상태를 결정 합니다.</li>
	<li>필요할 때, 부드럽게 브러시와 동물의 발에 붉은 손가락 페인트를 적용. 여분의 깨끗 한 장에 ~ 5 분 건조 페인트를 수 있습니다. 참고: 페인트 발 및 몸 사이 대조를 강화 하는 데 사용은 동물의 복 부를 그림을 피하십시오. 검은 손가락 페인트 편리 하 게 수정 하는 것이 유용 합니다. 이 단계는 갈색 모피와 동물에 필요한 또는 경우에는 발 식별을 위해 문신이 되었습니다. 한 동물의 발을 페인트를 선택 하면 같은 그룹과 컨트롤 그룹에 있는 모든 동물도 그려질 필요가 있다.</li>
	<li>장치;의 상단 오른쪽 패널에는 디딜 방 아의 속도 설정 하나 이상의 실행 속도 적용할 경우 먼저 느린 속도로 시작 합니다.</li>
	<li>동물 테스트 챔버에 배치 (챔버를 닫을 때 꼬리 또는 발을 클램핑 하지 마십시오). 어두운 천으로 챔버를 커버 하 고 1-2 분에 대 한 조정 각 동물 허용.</li>
	<li>디딜 방 아 빛 로터리 스위치 "on" 위치로 설정 하 여 테스트 상공에 빛을 켜십시오. "앞 으로" 디딜 방 아, 시작을 디딜 방 아 회전 스위치 다음 영상 소프트웨어에서 "녹음" 버튼을 클릭 합니다. 참고: 디딜 방 아 실행 되는 동안 그것은 신중 하 게 그리고 끊임없이 동물 성과 관찰 하는 것이 중요: 동물 디딜 방 아 속도를 따라갈 수 없습니다 경우 디딜 방 아를 즉시 중지 또는 보조 증상 비-관련 운동 (예: 간 질 발작). 테스트 조건 재조정 될 필요가 있습니다.</li>
	<li>동물을 안정적으로 실행 될 때 (측면, 정면, 또는 다시 아니 빠른 탈출), 적어도 5 기록 s 디딜 방 아를 중지 하기 전에. 영상 소프트웨어 "중지"를 클릭 하 여 녹음을 중지 하 고 디딜 방 아 회전 스위치를 "off" 위치로 다시 설정 합니다. 참고: 동물의 불안정 한 실행을 피하기 위해 그것은 도움이 될 수 또는 몇 초 동안 실행 그들 (여 디딜 방 아 로터리 스위치 "반대로" 대신에 "앞 으로") 다른 방향에서 실행 하도록 허용.</li>
	<li>영상 소프트웨어를 시작 하 고 (분석에 사용할 수)를 비디오 섹션의 설정할 수 있습니다 메뉴를 열려면 "처리" 버튼을 클릭 합니다. 이렇게 하려면 화면 하단의 슬라이더를 사용 하 여 비디오를 탐색할 수 있습니다.</li>
	<li>시작 또는 끝점으로 현재 시간 포인트를 선택, 클릭 "에서 # 프레임" 및 "," 각각. 섹션 포함 최소 7 단계/발 (총에서 14 단계) 일정 한 속도로 안정적으로 실행 하는 동물의 다는 것을 확인 하십시오.</li>
	<li>동물 식별, 출생 날짜, 무게, 그리고 섹스를 입력 합니다. 컴퓨터 또는 서버에 원하는 위치에 데이터를 저장. "카메라" 녹음 인터페이스 돌아가려면 클릭 합니다.</li>
	<li>여러 실행 속도 기록 될 필요가 있다, 원하는 실행 속도 2.6-2.10 단계를 반복 합니다. 다음 비디오를 기록 하기 전에 빨간 페인트가 발, 그렇지 않으면 반복 단계 2.3에 여전히 존재 하는지 확인 합니다.</li>
	<li>녹음 후 집 그것의 감 금에 동물을 놓습니다. 동물을 제거한 후 다음 실험 동물에 대 한 준비에 살 균 제 뒤 비눗물으로 디딜 방 아 벨트를 철저 하 게 청소.</li>
</ol>3. 비디오 처리
<ol><li>분석 소프트웨어를 시작 하 고 "선택 연구 폴더" 클릭 저장 된 비디오가 있는 폴더를 선택 하.</li>
	<li>하나의 비디오, 또는 여러 동영상을 연속적으로 처리 될 수 있습니다 클릭 "이동 합니다." 선택</li>
	<li>"다시 그리기" 기능을 사용 하 여 선택; 마우스 실행 되 고 있는 지역 이 섹션 마우스 및 흰색 배경 포함 한다.</li>
	<li>"반대" 디딜 방 아 기능 사용 이전 된 경우 선택 "의 코 오른쪽에 확인 >>>"만 왼쪽으로 실행 하는 동물을 분석 하는 소프트웨어는 설계 이후 비디오 미러링. 계속 진행 하려면 "동의"를 클릭 합니다.</li>
	<li>"새로 고침" 기능을 사용 하 여 기본 마스크를 볼 및 발 인쇄는 소프트웨어. 참고: 원래 비디오는 왼쪽에 표시 되 고 제안 된 발 인쇄의 흑백 이미지는 오른쪽에.</li>
	<li>분석; 대 한 동물의 주 둥이 주위 빨간 영역을 제외 하는 마스크를 변경 하려면 "길이"와 "너비" 상자에 값을 입력 색상은 발 비슷합니다, 그 영역을 마스킹 하지 실수로 발으로 주 둥이 영역을 분류 하는 소프트웨어 발생할 수 있습니다.</li>
	<li>조정 슬라이더 "필터 잡음"과 "모피와 어두운 패치 필터링" 흑인과 백인 발 인쇄 최적화. ~ 800-950 검은 동물 하 고 동물의 정확한 모피 색상에 따라 갈색 또는 흰색 동물 ~ 700-800 "잡음 필터" 슬라이더를 설정 합니다. 설정이 만족 하는 경우 "확인"을 선택 합니다. 참고: "모피와 어두운 패치 필터링" 슬라이더 따라 어떻게 "빨간" 발에. 그려진된 발에 대 한 값은 일반적으로 약 100-120, 그린 비 발에 대 한 최고의 가치 이며 주위 50-100. 이러한 설정은 모피 및 발의 색상 명암에 따라 하 고 모든 동물에 대 한 최적화 될 필요가 있다. 흑인과 백인 발 인쇄 가능한 작은 배경 잡음으로와 발의 명확한 표현을 해야 합니다.</li>
	<li>첫 번째 조정 통과 하나 또는 여러 개의 동영상을 선택 합니다 (표시 "@ @" 비디오 이름 앞) 이러한 동영상 분석 시작 "이동" 기능을 선택 하 고. 참고: 분석 비디오 당 2-5 분 걸립니다. 이 단계는 실험에서 입력 필요 하룻밤 여러 동영상 분석 실행 가능 하다.</li>
	<li>분석 된 비디오를 선택 합니다 (표시 "@ @ @") 클릭 "이동 합니다." 참고 각 별도 발에 대 한 시간별 (걸음 걸이 역학) 벨트 접촉 (cm2)에서 발 지역 지금 볼 수 있습니다. 원본 비디오 및 계산 된 발 인쇄 선택된 영역에 대 한 비교, "동영상 재생" 함수를 사용 합니다.</li>
	<li>다음 (3) 도구를 사용 하 여 소프트웨어에 의해 만들어진 작은 실수를 수정.<ol>
<li>예를 들어, 소프트웨어를 신호 기록 하더라도 해당 발 벨트와 접촉 하는 경우 잘못 된 신호를 삭제 하려면 "올바른" 옵션을 사용 합니다. 해당 지역으로 확대를 한 번 클릭 하 고 두 번째 클릭으로 제거 하는 개체의 왼쪽된 테두리와 세 번째 클릭으로 오른쪽 테두리를 표시 합니다.</li>
		<li>"연결" 옵션을 사용 하 여 두 신호, 예를 들면, 신호가 발 벨트 접촉 하더라도 몇 프레임에 대 한 기록 이다. 해당 지역으로 확대 하 고 중간에 결합 하 여 두 개체를 두 번 클릭을 한 번 클릭 합니다.</li>
		<li>분석에서 시간 포인트를 완전히 제거 하려면 "삭제" 옵션을 사용 합니다. 실수 "올바른" 또는 "연결" 기능, 예를 들어, 왼쪽된 forelimb 발에서 신호는 실수로 왼쪽된 뒷 다리 발에 대 한 기록 된 때와 수정할 수 없는 경우에이 옵션을 사용 합니다. 해당 지역으로 확대를 한 번 클릭 하 고 두 번째 클릭으로 제거 영역의 왼쪽된 테두리와 세 번째 클릭으로 오른쪽 테두리를 표시 합니다. 참고: 도구; 작은 실수를 해결 하기 위해 사용할 수 있습니다만 체계적인 실패 (예를 들어, 한 발에서 신호는 매우 약한 경우)를 해결할 수 없는: 비디오 분석에서 제외 되어야 하 고 각 동물의 기록 반복, 가능 하면. 참고는 "동영상 재생" 옵션은 더 이상 사용할 수 "올바른" 후, "연결" 또는 "삭제" 옵션 사용 되었습니다, 그리고 "실행 취소" 버튼을 클릭 하면 모든 3 편집 도구 재설정 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>"다음 사지" 선택 4 사지; 통해 진행 마지막 발 후 "다음 사지"를 클릭 하면 소프트웨어 분석을 완료 하 고 4 스크린에이 동물에 대 한 결과 보여 줍니다.</li>
</ol>4. 걸음 걸이 분석
<ol><li>한 실험에서 모든 동영상을 분석할 때 모든 비디오를 선택 하 고 "다시 결과 구성" 클릭 결과 (스프레드시트 파일에서 매개 변수 목록)을 내보내려면.</li>
	<li>끝 "reorganized_stride_info"으로 파일을 열고 정보를이 스프레드시트에 포함 되지 않은 추가: 그룹 정보 (예: 유전자, 치료), 나이, 및 저장 되는 다른 동물 길이 너비의 측정 스프레드시트 파일 끝 "SFI_TFI_PFI_reorganized_stride_info."</li>
	<li>필요한 경우, 동물 너비 또는 길이를 걸음 걸이 매개 변수를 표준화 예를 들어, SL 동물 길이 및 남서 동물 폭.</li>
	<li>결과 그룹, 나이, 및 실행 속도 의하여 정렬: 이러한 모든 조건을 독립적으로 분석. 참고: 다른 연령대 또는 실행 속도 같은 그룹 내에서 결합할 수 없습니다.</li>
	<li>모든 실험 조건에 대 한 각 매개 변수에 대 한 의미의 표준 오차, 표준 편차, 평균 (평균) 값을 계산 합니다.</li>
	<li>실험 설계에 따라 통계 분석을 수행, 예를 들어, 2 꼬리 t를 사용 하 여-돌연변이/치료 동물 야생-타입 (WT)을 비교 하는 테스트 / 제어, 또는 몇몇 독립적인 그룹을 비교 하는 ANOVA.</li>
	<li>보기에서 모든 매개 변수 측정: 더 나은 결과 시각화 하기 위해 각 매개 변수를 도움이 됩니다. 지정 된 매개 변수에서 통계적 차이가 있다면 다른 종속 매개 변수 대응 하 게 변경 하는 경우 확인 합니다. 참고: 예를 들어 SL은 크게 특정 테스트 그룹에 있는 경우,이 또한 하면 높은 보 폭 주파수 (이후 실행 속도 동일) (자세 안정성 유지) 주문 증가 소프트웨어에서 발생할 수 있습니다.</li>
	<li>있는 가장 중요 한 모델에 대 한 인간의 질병에서 관찰에 버금가 매개 변수를 선택 합니다. 한 프레 젠 테이 션에 대 한 각 그룹에 대 한 대표적인 동영상 만들고 이후 미묘한 걸음 걸이 변경 종종 분명 동영상에서 관련 매개 변수에 대 한 판독을 보여주는 그래프에 의해 그들을 보완 합니다.</li>
</ol>5. 문제 해결
참고: 일부 동물, 불안 형, 특히 마우스 모델도 디딜 방 아에서 실행 같은 간단한 작업을 수행 하는 어려움을 할 수 있습니다. 다음은 단계를 낮은 불안 수준에 반입할 수 있습니다 및 실행 장려입니다.
<ol><li>습관 들 임 그리고 긍정적인 집행입니다.<ol>
<li>첫 번째 테스트 하기 전에 2-3 일, 마우스 테스트 챔버에 배치 하 고 어두운 천으로 커버 해제 되어 빛을 두고. 마우스는 긍정적인 협회를 형성 수 있습니다 ~ 5 분 추가 차 우에 대 한 새로운 환경 또는 테스트 챔버를 (예를 들어, Nutella) 초콜릿/너트 버터를 조정 하자.</li>
	</ol>
</li>
	<li>에 어 퍼프/후방 경계에 의해 부정적인 적용입니다.<ol>
<li>마우스에 어 퍼프 또는 그들 뒤에 운동 싫어 하 고 소요에서 실행 됩니다. 실행에 동기를 부여, 가벼운에 어 퍼프, 또는 테스트 챔버의 앞 부분으로 실행 하려면 마우스를 장려 하는 테스트 챔버의 후방 경계를 형성 하는 유연한 막대의 리듬 움직임을 사용 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>천천히 시작 합니다.<ol>
<li>빠른 실행 속도 테스트할 때는 낮은 속도에 디딜 방 아를 시작 하 고 천천히 원하는 테스트 조건으로 디딜 방 아 속도 증가.</li>
	</ol>
</li>
	<li>자유로운 움직임을 최소화 합니다.<ol>
<li>테스트 챔버 길이 앞면과 뒷면에 두 개의 조절 막대에 의해 제한 됩니다. 시험 동물 실행 속도 유지 하지만 꾸준히 실행 되지 않습니다, 경우 챔버의 길이 더 꾸준한 실행을 제한 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>위에서 언급 한 측정 성공 하지 않는 경우 다음 날 실행을 기록 합니다. 동물 여전히 거부 하 고 3 일에 테스트 후 실행, 찾기로 이것을 기록 하 고 동물 추가 테스트에서 제외. 참고: 걸음 걸이 분석의 결과 좋은 품질 비디오 녹화에 따라 달라 집니다. 동영상 신중 하 게 기록 된 경우 분석 중 비디오를 제외 하는 이유 있다. 비디오 품질이 충분 하지 않으면, 그것은 될 것입니다 분명 3.6 단계 디지털 발 인쇄의 창조에 대 한 매개 변수 설정 되는 경우. 앞 발과 주 둥이 제외한 다른 신체 부분 빨간색 나타납니다 (예를 들어, 성 기 또는 복 부에 손가락 페인트 sprinklings 누락 된 모피 때문), 품질이 크게 떨어진다. 단계 3.6에서에서 조정 허용만 작은 문제를 수정 하 고이 허용 신호/잡음 비율을 비디오를 가져올 수 없습니다, 경우 비디오는 분석에서 제외 하 고 녹화 반복 해야. 따라서, 수행 되는 녹음 후에 곧 동영상을 분석 하는 것이 좋습니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자 아무 경쟁 금융 관심사를 선언합니다.

모터 조정 공부 하는 것은 신경 퇴행 성 질환, 특히 PD는 모터 조정 심각 하 게 영향을 같은 질병에 대 한 모델의 특성에 유용한 접근 이다. 운동학 걸음 걸이 분석 기능 분석 결과의 도움으로, 우리 약한 neurodegeneration와 따라서 상대적으로 겸손 한 표현 형의 운동 문제, 발병에 동물의 걸음 걸이 또는 모델에 미묘한 변화를 식별할 수 있습니다. 작은 걸음 걸이 이상이 고 심한 운동 장애를 포함 하는 신경 퇴행 성 질환의 다양 한 모델에는 다양 한 고기를 감안할 때,이 방식은 동물의 나이 및 이동 하는 기능에 따라 걸음 걸이 매개 변수를 평가 하는 데 적합 합니다. 심각 하 게 손상된 동물 비행기 디딜 방 아, 덜 손상된 모델 오르막 실행 기록 될 수 하는 동안 또는 빠른 속도로 내리막에 낮은 속도로 걷는 기록할 수 있습니다. 이 동물을 overexerting 없이 걸음 걸이 신경 모델과 littermate 컨트롤의 차이점을 밝힐 수 있다.
이 프로토콜, 생쥐에서...

신경 퇴행 성 질환 환자, 가족, 그리고 사회에 상당한 부담을 부과 하 고 평균 수명이 증가 함에 따라 더욱 우려 될 것 이다 세계 인구 나이 계속. 신경 퇴행 성 질환의 가장 흔한 증상 중 하나는 균형 및 이동성 문제입니다. 따라서, 노화 포유류 모터 동작 (예: 쥐)의 특성화 모델, 또는 신경 고기를 보여주는 모델 이다 vivo에서 관련성 특정 동물 모델, 또는 치료를 설명 하는 유용한 도구 치료 질병 증상을 개선 하는 것을 목표로입니다. 거의 모든 접근 신경 퇴행 성 질환을 치료 하는 궁극적으로 인 간에 있는 임상 시험의 개시 전에 동물 모델에서 테스트 필요 합니다. 따라서, 그것은 중요 한 생체 외에서 모델에 잠재적인 보였다, 후보 약물 수 있도록 일관 되 게 나이 진행에 따라 질병 관련 고기 척도를 사용할 수 있는 안정적이 고 재현 동작 테스트를 효과적으로 살아있는 동물에서 표현 형 개량.
운동학 적 보 행 분석, VPI (또한 불린된 복 부 비행기 videography)1,2에 의해 실행 될 수 있는 설치류에서 모터 동작 평가입니다. 이 설립된 메서드는 투명 하 고 자동화 된 디딜 방 아 벨트1,2,,34위에 걷는 설치류의 아래쪽의 연속 녹음에 대문자로 바꿉니다. 비디오 피드 데이터의 분석이 만듭니다 "디지털 발 인쇄" 동적으로 하 고 확실 하 게 정리 케 일 외 에 의해 원래 설명으로 설치류의 걷는 패턴, 모든 4 개의 사지의 2 , Amende 외. 3.
이미징 기반 걸음 걸이 분석의 원리는 각 개별 발에 대 한 시간 동안 디딜 방 아 벨트를 접촉 하 여 발 면적을 측정 이다. 모든 입장은 (브레이크 단계)에서 발 지역과 (추진 단계)에서 발 지역에서 감소의 증가 의해 표시 됩니다. 이것은 신호가 감지 되는 스윙 단계 옵니다. 스윙과 함께 자세는 보 폭을 형성합니다. 걸음 걸이 역학 매개 변수 외에 자세 매개 변수 또한 기록 된 비디오에서 추출할 수 있습니다. 모범적인 매개 변수 및 그들의 정의 표 1 에 나열 된 고 자세 폭 (남서, 주 둥이-꼬리 축 앞 또는 뒷 발에서 결합 된 거리)를 포함, 길이 (SL; 같은 발의 두 진보 사이의 평균 거리), 보 폭 또는 발 배치 각도 (주 둥이-꼬리 축 발의 각도). 자세와 걸음 걸이 역학 데이터 그리기 결론 (자세 매개 변수 및 여러 단계를 통해 그들의 변화)에 의해 동물 균형 및 조정 (걸음 걸이 역학 매개 변수)에 의해 허용. 증 계수 (SL 가변성 [(최대 계산 같은 다른 매개 변수 SL−min입니다. SL) / SL을 의미]), 뒷 다리 공유 입장 시간 (두 뒷 다리 사지는 벨트와 접촉 시간), 발 (전체 면적의 이륙에 발을 전체 입장에서 벨트에 발) 추출도 수 끌어서 다양 한 신경 디 변경 될 보고 되었습니다 또는 sease 모델5,6,,78 ( 표 1참조).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>매개 변수</td>
			<td>단위</td>
			<td>정의</td>
		</tr>
<tr>
<td>스윙 시간</td>
			<td>ms</td>
			<td>앞 발은 벨트 접촉 기간</td>
		</tr>
<tr>
<td>입장 시간</td>
			<td>ms</td>
			<td>발 벨트 접촉 하는 기간</td>
		</tr>
<tr>
<td>% 브레이크</td>
			<td>입장 시간 %</td>
			<td>입장 시간 발 브레이크 단계에서의 비율</td>
		</tr>
<tr>
<td>% 추진</td>
			<td>입장 시간 %</td>
			<td>입장 시간 발 추진 단계에서의 비율</td>
		</tr>
<tr>
<td>자세 폭</td>
			<td>cm</td>
			<td>주 둥이-꼬리 축 앞 또는 뒷 발에서 결합된 거리</td>
		</tr>
<tr>
<td>보 폭 길이</td>
			<td>cm</td>
			<td>같은 발의 두 진보 사이의 평균 거리</td>
		</tr>
<tr>
<td>보 폭 주파수</td>
			<td>진보/s</td>
			<td>초당 완료 진보 수</td>
		</tr>
<tr>
<td>발 배치 각도</td>
			<td>deg</td>
			<td>동물의 주 둥이-꼬리 축에 관하여 발의 각도</td>
		</tr>
<tr>
<td>증 계수</td>
			<td>거리</td>
			<td>[(Max SL-min SL)/평균 SL SL 변화 계산]</td>
		</tr>
<tr>
<td>% 공유 자세</td>
			<td>자세의 %</td>
			<td>뒷 다리 공유 입장 시간; 두 뒷 다리 사지 벨트 접촉 동시에 시간</td>
		</tr>
<tr>
<td>드래그를 발</td>
			<td>m m2
</td>
			<td>이륙에 발을 전체 입장에서 벨트에 발의 총 면적</td>
		</tr>
<tr>
<td>사지 로드</td>
			<td>cm2
</td>
			<td>MAX dA/dT; 주요 단계에서 발 영역의 변화의 최대 속도</td>
		</tr>
<tr>
<td>단계 각도 변화</td>
			<td>deg</td>
			<td>SL 및 소프트웨어의 기능으로 표준 편차는 뒷 다리 사이의 각도의 발</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1입니다. 복 부 비행기 상상에 의해 테스트할 수 있는 주요 보 행 매개 변수 정의입니다.
신경 퇴행 성 질환에 대 한 설치류 모델의 모터 동작 평가 주어진된 나이에 특정 모델의 표현 형의 심각도 따라 도전적 될 수 있다. 여러 질병, 가장 눈에 띄게 PD, 쇼 강한 모터 동작 (운동) 적자, 환자와 동물 모델 둘 다. PD에 4 개의 주요 증상 중 하나 bradykinesia 노화와 함께 진행 하 고 PD9의 초기 단계에서 이미 심한 보 행 장애에 명단입니다. 급성 PD 모델, 설치류 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP), 치료의 연구는 이미 VPI 걸음 걸이 분석10,,1112를 사용 했습니다. 그러나,이 모델의 심각한 성격을 감안할 때, 이러한 연구 할 다루지 모터 적자의 연령 관련 진행. 여러 최근 연구 예13,14,15, 나이 발전으로 질병의 진행을 이해의 관련성을 강조 신경 퇴행 성 변화, 세 쥐에서 걸음 걸이 분석 실시 .
모터 적자 뿐만 아니라 신경 퇴행 성 질환의 동물 모델 종종 어려움 시험 작업에 초점을 맞추고 있고 나이 진출 특히 저명한 인지 장애를 보여. 이러한 표현 형 모터 동작 테스트의 결과 영향을 미칠 수 있습니다. 즉, 모터 적자, rotarod 테스트16, 검사를 가장 널리 사용 되는 테스트 중 하나는 인식, 관심, 그리고 스트레스17,18에 의존 합니다. 자동화 된 디딜 방 아에 걸어 지는 또한 이러한 요인에 따라 달라 집니다, 그러나는 더 표준화 된 기능으로 기록된 읽어 실행 하 고 훨씬 덜 변경된 인식에 의해 영향을. 스트레스와 관심의 효과 전반적인 실행 능력에만 스트레스, 그리고 관심19,20, SL에 대 한 스윙/입장 시간 같은 특정 매개 변수를 볼 수 있습니다.
운동학 걸음 걸이 분석 접근 더 설치류 모델에 대 한 도전을 조정 하는 옵션의 이점을 제공 합니다. 가변 각도와 속도 디딜 방 아 0.1-99.9 cm에서에서 속도 걸어 수 있습니다/s, 그렇게 심한 걷는 장애가 있는 설치류 느린 속도로 실행할 수 있습니다 (~ 10 cm/s). 비 장애인 동물 빠른 실행 속도에서 측정 될 수 있다 (30-40 cm/s). 시험된 동물 특정 속도에서 실행할 수 여부의 관찰 자체 결과를 제공 합니다. 또한, 설치류 경사, 또는 감소, 아래로 기우는 각도의 도움으로 원하는 각도에 디딜 방 아 또는 마우스 또는 쥐 뒷 다리 사지를 가중치 썰매를 연결 하 여 실행 또한 도전 될 수 있습니다.
환자에 있는 변이 단일 단백질의 다 수의 연구, 이외에 결함이 endocytosis 과정과 neurodegeneration13,,2122, 사이 연결의 최근 증가 인식 23,,2425,26,27,28. Endophilin-A의 감소 된 수준의 모델 마우스 (이제부터 endophilin), 두 clathrin 중재 된 endocytosis13,,2129,30,31 에서 키 플레이어 , 32 , 33 , 45 와 clathrin 독립적인 endocytosis34, neurodegeneration 및 연령에 따라 장애 운동 활동13,21보여을 발견 했다. 3 유전자 인코딩 endophilin 단백질의 가족: 1, endophilin 2, endophilin 및 endophilin 3. 특히, endophilin 단백질의 고갈에서 유래 하는 형 수에 따라 크게 차이가 없는 endophilin 유전자13,21의. 테스트에 대 한 3 endophilins에 대 한 단일 코 아무 명백한 표현 형을 보여줍니다 동안 트리플 녹아웃 (KO) 모든 endophilin 유전자의 치명적인 출생, 그리고 모두 endophilin 1, 2 번 창 하 고 출생 후 3 주 이내에 죽을 실패 없이 마우스 후 불과 몇 시간, 조건21. 다른 endophilin 돌연변이 genotypes 수명 감소를 표시 하 고 나이13증가 함께 모터 장애를 개발. Endophilin 1KO-2HT-3KO 쥐 디스플레이 걷는 변경 및 모터 조정 문제 (운동학 걸음 걸이 분석 및 rotarod에 의해 테스트)으로 3 개월, 그들의 littermates, 동안에 이미 endophilin 1KO 2WT 3KO 동물, 중요 한 표시 나이13의 15 개월만에 모터 조정의 감소. 로 인해 이러한 모델에 고기의 광대 한 다양성, 그것은 식별 하 고 다양 한 과제에 해당 하는 나이 뿐만 아니라 동물의 모터 및 인지 능력, 통합할 수 있는 테스트를 적용 하는 데 필요한. 여기, 우리 선발 실험 절차 개시 및 신경 퇴행 성 변화 (즉, endophilin 돌연변이)를 표시 하는 마우스 모델에서 모터 손상의 진행을 평가 하기 위해 운동학 걸음 걸이 분석에 활용. 이 다양 한 연령과 운동 장애의 다른 심각도에 걸음 걸이 파라미터를 측정을 포함 됩니다.

<table><tbody><tr><td>DigiGait</td><td>Mouse Specifics, Inc., Framingham, Massachusetts, USA</td><td></td><td>DigiGait Imager 및 분석 소프트웨어는 하드웨어에 포함되어</td></tr> 불<tr><td>투명 담요 또는 어두운 천</td><td></td><td></td>으로 <td>테스트 챔버를 덮고 동물의 노출 / 스트레스</td></tr><tr><td>균형</td><td>(예 :</td><td>0.1g 정확도의 Satorius 균형 및 최소 100g 빨간색의 최대 하중</td>)을 줄입니다.<td></td></tr><tr><td> 손가락 페인트</td><td>(예 : Kreul 또는 Staedtler</td><td></td>)는 <td>발과 동물의 대비를 증가시킵니다. S 몸체</td></tr><tr><td>작은 페인트 브러시</td><td></td><td></td><td>부드러운 브러시로 동물 발에 손가락 페인트를 바르고</td></tr><tr><td>소독제 청소용</td><td>희석 세제</td><td></td><td></td></tr><tr><td>(예: 멜리셉톨 또는 70% 에탄올,</td> 예: <td>B.Braun</td><td></td> 소독<td>)</td></tr></tbody></table>

연령에 따라 모터 손상 neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

Gait Analysis of Age-dependent Motor Impairments in Mice with Neurodegeneration

모터 동작 테스트는 일반적으로 설치류 모델의 기능적인 관련성을 결정 하는 데 사용 됩니다 고 새로 테스트를이 동물 치료를 개발 했다. 특히, 걸음 걸이 분석 탈환 질병 관련 고기 인간 환자에서 특히 파 킨 슨 병 (PD), Alzheimer의 질병 (광고), 루 모터 능력에 영향을 주는 신경 퇴행 성 질환에서에서 관찰 되는 수 옆 경화 증 (ALS), 그리고 다른 사람입니다. 초기 연구에서이 라인을 따라, 걸음 걸이 매개 변수 측정 힘들고 않는 제어 요소에 의존 했다 (예를 들어, 실행 속도, 연속 실행). 복 부 평면 영상 (VPI) 시스템의 개발이 했다 설치류에이 방법은 모터 동작의 평가 대 한 유용한 도구를 만드는 대규모에서 걸음 걸이 분석을 수행 가능. 여기, 선물이 운동학 걸음 걸이 분석을 사용 하 여 검사 neurodegeneration;의 마우스 모델에서 모터 적자의 연령에 따라 진행 하는 방법의 심층 프로토콜 예를 들어 마우스 라인 endophilin는 점차적으로 신경 손상이 나이, 증가의 감소 수준으로 사용 됩니다.

운동학 걸음 걸이 분석의 사용을 설명 하기 위해 우리가 수행한 걸음 걸이 분석 WT C57BL/6J 쥐 나이, 뿐만 아니라 여러 endophilin 돌연변이 라인, 진출에 상용 계측 및 소프트웨어를 사용 하 여 ( 표를 참조 하십시오의 재료). 이 설정에서 투명 한 디딜 방 아에서 고속 카메라 마우스 (그림 1A)의 실행을 기록합니다. 소프트웨어는 다음 붉은 색된 발와 흰색 또는 검은색 모피를 인식합니다. 이후 우리의 실험 동물 했다 어두운 갈색 모피 색상, 모든 과목의 발 붉은 손가락 페인트 페인트는 우리. 우리는 다른 실행 속도에서 실험 동물 테스트: 걷기 (10 cm/s) (cm/s), 실행 하 고, 빠른 실행 (30 cm/s). 연락처 영역 및 시간 발 디딜 방 아에 그리고 공기에서 측정 되었다. 이 정보에서 매개 변수를 (예를 들어, 스윙/입장 시간, 브레이크/추...

이 연구에서 우리 복 부 비행기 모터 조정 마우스 모델 (예를 들어, endophilin 돌연변이 나이 진출 neurodegeneration의 진행에 미묘한 변화를 모니터링 하 이미징 기반 운동학 걸음 걸이 분석의 사용을 보여 줍니다. 마우스 라인)입니다.

연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. ...

이 방법은 노화 및 신경 퇴행 연구의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다 예를 들어, 노화에 따른 보행 및 운동 이상, 특히 신경 퇴행성 질환의 마우스 모델에서 발병 및 진행. 이러한 상태의 결과는 예를 들어 파킨슨병 또는 운동 실조와 같은 신경 퇴행성 질환 환자의 운동 장애에 대한 훨씬 더 나은 이해로 해석될 수 있습니다. 비디오 기반 보행 분석을 사용하는 주요 이점은 신경 퇴행의 마우스 모델에서 미묘하고 심각한 운동 장애를 모두 연구할 수 있다는 것입니다.먼저 각 동물을 면밀히 검사하고 저울에 무게를 두어 건강 상태를 파악합니다. 브러시로 동물의 발에 빨간 손가락 페인트를 부드럽게 바르십시오. 페인트가 마르는 동안 동물을 여유롭고 깨끗한 우리에 넣으십시오.그런 다음 장치의 오른쪽 상단 패널에서 트레드밀의 속도를 설정합니다. 그런 다음 동물을 실험실에 넣고 어두운 천으로 덮어 각 동물이 1-2분 동안 적응할 수 있도록 합니다. 트레드밀 라이트 로터리 스위치를 켜짐 위치로 돌려 테스트 챔버의 조명을 켭니다.작업 중에 동물을 관찰할 수 있도록 덮개를 약간 엽니다. 러닝머신을 약 30초 동안 켜서 동물에게 작업이 곧 시작되려고 한다고 경고합니다. 트레드밀 회전 스위치를 앞으로 돌려 트레드밀을 시작합니다.그런 다음 이미저 소프트웨어에서 기록 버튼을 클릭합니다. 동물이 안정된 방식으로 달리면 러닝머신을 멈추기 전에 최소 5초 동안 기록하십시오. 이미저 소프트웨어에서 중지를 클릭하여 녹음을 중지하고 트레드밀 회전 스위치를 다시 꺼짐 위치로 돌립니다.그런 다음 이미저 소프트웨어에서 편집 버튼을 클릭하여 비디오 섹션의 시작 및 종료 지점을 설정할 수 있는 메뉴를 엽니다. 화면 하단의 슬라이더를 사용하여 비디오를 탐색합니다. 현재 시점을 시작 지점 또는 종료 지점으로 선택하려면 [프레임 번호에서]와 [끝]을 각각 클릭합니다.섹션에 발당 최소 7걸음 또는 동물이 일정한 속도로 안정적으로 달리는 총 14걸음이 포함되어 있는지 확인하십시오. 마지막으로 동물 식별, 생년월일, 체중 및 성별을 입력합니다. 컴퓨터 또는 서버의 원하는 위치에 데이터를 저장합니다.비디오 기반 보행 분석의 원리는 각 개별 발에 대해 시간이 지남에 따라 표면과 접촉하는 발 영역을 측정하는 것입니다. 녹화된 비디오에서 많은 보행 역학 및 자세 매개변수(예: 스윙 시간, 자세 시간 및 너비, 보폭 및 빈도)를 추출할 수 있습니다. 그런 다음 운동 실조 계수 또는 계단 각도 가변성과 같은 다른 보행 기능을 기본 측정에서 계산할 수 있습니다.분석 소프트웨어를 시작하고 Select Study Folder(연구 폴더 선택)를 클릭하여 녹화된 비디오가 있는 폴더를 선택하여 비디오 분석을 시작합니다. 하나의 비디오를 선택하고 이동을 클릭합니다.다시 그리기 기능을 사용하여 마우스가 실행 중인 영역을 선택합니다. 이 섹션에는 마우스와 흰색 배경만 포함되어야 합니다.그런 다음 길이 및 너비 상자에 값을 입력하여 분석을 위해 동물의 주위 빨간색 영역을 제외하는 마스크를 변경합니다. 슬라이더를 조정하고 노이즈를 필터링하고 털과 어두운 패치를 필터링하여 흑백 발자국을 최적화합니다. 동물의 정확한 털 색상에 따라 필터 노이즈 슬라이더를 검은색 동물의 경우 800에서 950으로, 갈색 또는 흰색 동물의 경우 700에서 800으로 설정하고 확인을 선택합니다.그런 다음 첫 번째 조정을 통과한 비디오를 선택하고 Go 기능을 선택하여 비디오 분석을 시작합니다. 그런 다음 분석된 비디오를 선택하고 이동을 클릭합니다. 이제 각 개별 발에 대해 시간이 지남에 따라 벨트와 접촉하는 발 자국 영역을 볼 수 있습니다. 원본 비디오와 선택한 영역에 대해 계산된 발자국을 비교하려면 비디오 재생 기능을 선택합니다.사소한 실수를 수정하려면 수정, 연결 또는 삭제 옵션을 사용합니다. 올바른 옵션을 사용하여 잘못된 신호를 삭제합니다. 한 번 클릭하여 관련 영역을 확대하고 두 번째 클릭으로 제거할 개체의 왼쪽 테두리를 표시하고 세 번째 클릭으로 오른쪽 테두리를 표시합니다.연결 옵션을 사용하여 두 신호를 결합합니다. 한 번 클릭하여 관련 영역을 확대하고 결합할 두 개체의 중간을 두 번 클릭합니다. 삭제 옵션을 사용하여 분석에서 시점을 완전히 제거합니다.한 번 클릭하여 관련 영역을 확대하고 두 번째 클릭으로 제거할 영역의 왼쪽 테두리를 표시하고 세 번째 클릭으로 오른쪽 테두리를 표시합니다. 그런 다음 다음 팔다리를 선택하여 네 다리를 통해 진행합니다. 마지막 발 뒤의 다음 팔다리를 클릭하면 소프트웨어가 분석을 완료하고 동물에 대한 결과를 4개의 화면에 표시합니다.마지막으로, 한 실험의 모든 비디오를 분석한 후 모든 비디오를 선택하고 결과 재구성을 클릭하여 결과를 내보냅니다. 약 50개의 보행 매개변수가 계산되어 내보낸 파일에 나열됩니다. 그룹, 연령 및 실행 속도별로 결과를 정렬하고 이러한 모든 조건을 독립적으로 분석합니다.나이가 들어감에 따른 야생형 마우스의 보행 분석에서 결과는 정규화된 동물 너비의 자세가 나이가 들어감에 따라 변하지 않는다는 것을 보여주었습니다. 그러나 뒷다리 이중 지지대와 사지 하중은 야생형 동물에서 나이가 들면서 증가합니다. 더욱이, 실험된 모든 동물은 한 달에 초당 30미터로 달릴 수 있지만, 엔도필린 돌연변이는 나이가 들면서 달리기 결핍을 겪습니다.또한, 엔도필린 돌연변이에서는 보행 리듬이 손상됩니다. 예를 들어, 엔도필린 돌연변이체의 추진 시간은 마우스가 나이가 들면서 감소합니다. 절차를 시도할 때 가장 중요한 단계는 원본 비디오를 녹화하는 것임을 기억하는 것이 중요합니다.모든 추가 분석은 좋은 품질의 비디오에 달려 있습니다. 보행 분석은 신경퇴행의 마우스 모델에서 보행 및 운동 행동을 분류하는 데 유용한 방법입니다. 그러나 근력과 같은 운동 행동의 일부 측면은 이 방법으로 적절하게 평가되지 않습니다.그러나 따라서 그립 강도 및 빔 워킹과 같은 다른 운동 동작 테스트 배터리와 함께 비디오 기반 보행 분석을 보완하는 명령입니다. 이 비디오를 시청한 후에는 노화에 따라 운동 장애가 발생하는 마우스 모델에서 보행 분석을 수행하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Developmental Biology

발생생물학

미세 모터 조정에 적자가 균형 빔 테스트와 평가를하실 수 있습니다. 빔의 성능은 광선이 통과하는 속도와 마우스이 빔을에 미끄러져 횟수에 의해 계량입니다.

마우스에 모터 밸런스 조정의 평가는 밸런스 빔을 사용하여

이 비디오에서는 생쥐의 보행 및 운동 협응을 평가하기 위한 발자국 테스트 절차 및 관련 분석에 대해 설명합니다.

발자국 분석을 통한 보행 평가: 마우스의 운동 협응을 테스트하는 방법

화살 비행기에서 운동학 걸음 걸이 분석 운동 실행 하는 방법에 대 한 매우 정확한 정보를 생성 합니다. 우리는 중재 면역 demyelination 대상이 쥐에 대 한 걸음 걸이 적자를 식별 하기 위해 이러한 기술의 응용 프로그램을 설명 합니다. 이러한 방법은 다른 마우스 모델을 갖춘 장애인된 운동에 대 한 걸음 걸이 적자 하 사용할 수 있습니다.

MOG35-55를 받게 하는 C57BL/6 쥐에 화살 평면 운동학 걸음 걸이 분석 실험적인 자기 면역 뇌 유발

Neuropathic 동물 모델에서 고통 응답의 정확한 평가 통증 질환의 병 태 생리학을 조사 하 고 새로운 진통제 개발에 중요 한. 우리는 뒷 다리 발 자동된 보 행 분석 시스템에 의해 설치류의 감각 기능을 결정 하는 과민 하 고 객관적인 방법을 제시.

만성 수축 부상으로 쥐에 있는 자동화 된 걸음 걸이 분석

발자국 분석은 쥐의 운동 이상을 정량화하는 연구자들을 위한 디지털화된 걸음걸이 분석 프로그램에 대한 저비용 대안입니다. 속도, 단순성 및 세로 전위로 인해 마우스 모델의 행동 자형화에 이상적입니다.

신경 근육 질환의 마우스 모델의 행동 현상형에 대한 저렴한 걸음걸이 분석

자동 걸음걸이 분석은 말초 신경 손상 및 척수 타박상 손상의 설치류 모델에서 기능적 회복을 평가하는 실행 가능한 도구입니다. 다양한 실험 모델에서 운동 기능을 평가하기 위해 단 하나의 설정만 필요하지만, 동물의 세심한 하드 및 소프트 웨어 조정 및 훈련이 매우 중요합니다.

주변 신경 또는 척수 타박상 부상으로 설치류의 기능적 회복을 평가하기 위한 자동 걸음걸이 분석

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 원고는 Angelman 증후군 마우스 모델을 검증하기 위해 재현 가능한 행동 테스트 세트를 제공합니다.

Angelman 증후군 마우스 모델의 행동 특성

마우스워커(MW) 툴박스를 사용하여 자유롭게 걷는 쥐의 운동 패턴을 정량적으로 설명하는 실험 파이프라인이 제공되며, 초기 비디오 녹화 및 추적에서 정량화 후 분석에 이르기까지 다양합니다. 생쥐의 척수 타박상 손상 모델은 MW 시스템의 유용성을 입증하기 위해 사용됩니다.

MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화

현재 연구는 기계 학습을 사용하여 TgF344-AD 쥐를 포함한 설치류 모델의 운동 결함을 검사하기 위한 미세 운동 행동 테스트를 설명합니다.

신경퇴행성 질환의 전임상 모델에서 관절 운동학을 연구하기 위한 소근육 운동 과제

학습하세요 쥐 모델에서 운동 신경 퇴행성 질환의 보행 분석 방법을. 복부 평면 영상 기반 운동학적 분석으로 미세한 운동 조정 변화를 모니터링하여 파킨슨병 등 환자의 운동 장애 이해에 기여합니다.

연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

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