Name: Asymmetrische Gang: A Novel Behavioral Assay voor Studie asymmetrische Locomotion (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-01-15T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 19 s
Description: Leer een nieuwe gedragsmethode voor het kwantitatief beoordelen van loopasymmetrieën bij ratten met behulp van een precieze ledemaatpositioneringstaak. Deze techniek helpt onderzoekers bij het bestuderen van motorische controlemechanismen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Kriss Franklin, Amanda Pollard en Justine Shaffer assisteerden bij het trainen van dieren en het verzamelen van gegevens. Sarah Freeman en Alisa Ivanova droegen bij aan de gegevensanalyse. Dit onderzoek wordt ondersteund door WVU School of Medicine Start-Up, NIH/NIGMS U54GM104942 en NIH CoBRE P20GM109098.

De volgende training paradigma gebruikt de analyse van fase aanpassingen van de gemiddelde volwassen Sprague-Dawley ratten. Zorg ervoor dat de hierin beschreven protocol is in overeenstemming met de institutionele richtlijnen verzorging van dieren. Alle procedures in dit onderzoek werd uitgevoerd in overeenstemming met de Institutional Animal Care en gebruik Comite (IACUC) en Bureau voor Laboratory Animal Welfare (OLAW) aan West Virginia University School of Medicine en houdt zich aan de National Institutes of Health richtlijnen voor het gebruik van experimentele dieren. 1. apparatuur Setup <ol><li> Construct de asymmetrische gang als een open-top box plastic verstevigd met aluminium steunt op elke hoek meet 155 cm x 104 cm (figuur 1). Brace de bovenste randen van de doos met aluminium staven gegroefde aan beide zijden mogelijk te maken voor alternatieve peg plaatsing, langs de omtrek van de doos, zodat elke opeenvolgende pen aan dezelfde kant definieert de paslengte. </li&gt; <li> Plaats een 20 cm x 20 cm platform op elke hoek (vier in totaal) het scheiden van de vertegenwoordigde aan weerszijden omstandigheden. Deze afstand dient voldoende is voor de opname van de afstand afgelegd door een enkele stap rat cyclus. <ol><li> Gebruik pinnen gemaakt van aluminium met een afmeting van 20 cm x 1 cm x 0,5 cm. Buig de bovenkant van elke pin 2,5 cm van de tip om een ​​voet plaatsing platform produceren. </li><li> Bevestig de pinnen aan de gegroefde balken met glijdende binnen beugels door middel van machinaal gaten op dezelfde afstand naar niveau te waarborgen horizontale plaatsing. Pas posities met behulp van een schroevendraaier en een liniaal. Gebruik een pin 1 cm breedte die ongeveer overeenkomt met de gemiddelde rattenpoot grootte; thinner of bredere pinnen zijn ofwel ongemakkelijk of verhoog de voet plaatsing variabiliteit. </li></ol></li><li> Manipuleren van de pin plaatsing op elke kant één van de drie precieze stepping uitdaging omstandigheden produceren. <ol><li> Produceren een symmetrische motorische taak met een 15 cm paslengte (SL15) door de linker inter-paslengte (l ISL) en rechts inter-paslengte (r ISL) aan de helft van de paslengte (7,5 cm). </li><li> Opleggen van een extra symmetrisch voorwaarde (SL12) door het veranderen van ISL l en r ISL lengtes tot 6,0 cm. </li><li> Maak de asymmetrische taken door het veranderen van de afstand tussen de pinnen op de linker- en rechterkant, zogenaamde inter-slaglengte. Om de motor systeem asymmetrisch uitdaging, veranderen de l en r ISL ISL met 20% tot korte inter-paslengtes hetzij op de linker (L6R9 conditie) of aan de rechterzijde (L9R6) opzij te leggen. De 1,5 cm verstoringen opleggen van een l ISL van 6 cm en r ISL van 9 cm voor de L6R9 aandoening, of een l ISL van 9 cm en een r ISL van 6 cm voor de L9R6 conditie </li></ol></li><li> Voor ratten, houden de paslengte voor alle omstandigheden, behalve voor SL12 bij een voorkeurs 15 cm. </li><li> Voor het gemak, wijzen elke lange zijde van de loopbrug een asymmetrische staat ten gunste van de linker- of de rechts zijde van het subject, maar behoudt de beide korte zijden van de symmetrische controlegroep. </li><li> Stel een high definition camera met een bemonsteringssnelheid van ten minste 60 Hz, zodat de plaatsing van de ledematen op pinnen is vrij met de camera wijst loodrecht op de loopbrug met het gezichtsveld die ongeveer 7 trappen. De eerste en de laatste stappen in de nabijheid van platforms worden genegeerd. </li></ol> 2. Training op Apparatus <ol><li> Gebruik standaard training middelen, bijv., NIH Training in Basic Biomethodology voor laboratoriumratten, om vertrouwd te maken met de algemene gedragstraining van knaagdieren. </li><li> In het begin van de training, acclimatiseren onderwerpen door het plaatsen en belonen ze op de 20 x 20 cm platform gedurende tenminste 5 min. Vervolgens, begeleiden de dieren over een pin arrangement met een 1 cm tussen de paslengte naar het volgende platform door de presentatie van een levensmiddel beloning. Belonen dieren verbaal en met een kinderboerderij voor het bereiken van het platform. </li><li> After 5 training loopt, de ruimte van de haringen een extra 1-2 cm uit elkaar en voer de komende 5 training runs. Het aantal herhalingen hierin vermeld is voldoende om statistisch juiste steekproefgrootte produceren (20 - 35 stappen). <ol><li> Als het dier krijgt de taak langzamer zoals beoordeeld door de consistentie van stepping (geen stoppen) en houding (gebogen rug), richten zich dan training op de versterking van deze vaardigheden op de korte stride lengtes (S12) voor hervatting van training op de lange passen ( S15) uiteindelijk het naderen van de gewenste paslengte. </li><li> Als de nieuwe afstand veroorzaakt angst of ongemak met de taak, stel de pinnen aan de vorige instelling en herhaal de training paradigma. </li><li> Doorgaan met deze training, totdat de gewenste inter-paslengtes worden bereikt voor de vier voorwaarden en bewegingsapparaat normen wordt voldaan. In onze ervaring, de ratten reageren goed op vocale aanmoediging als aanwijzingen voor het initiëren van een proces. De test kan worden gedaan op dezelfde dag als opleidingde onderwerpen worden gemotiveerd om de taak uit te voeren. Opmerking: De bewegingsapparaat normen zijn als volgt: wandelen is consistent en niet stopt of misstappen te betrekken; hoofd-dobberende is minimaal; de rug is gebogen en de staart wordt gedurende beweging verhoogd; elke ledemaat duidelijk zichtbaar vanaf een orthogonaal aanzicht van de loopbrug aan het begin en offset van de standfase. Deze selectie proces is essentieel als het onderhavige onderzoek richt zich alleen op te lopen in plaats van andere Gaiting gedrag. </li></ol></li></ol> 3. Testen en Data Analysis <ol><li> Proefdieren op S12, S15, L9R6 en L6R9 taken (beschreven in punt 1.3) met behulp van gerandomiseerde sessie design. Gebruik pauzes om aanpassing in een taak te voorkomen. </li><li> Neem sessies met high definition camera met een bemonsteringssnelheid van ten minste 60 Hz. Importeer video-opnames zonder re-bemonstering in videobewerkingssoftware en selecteer alleen het lopen aanvallen voor verdere analyse. </li><li> Mark onsets en offsets van kinematische fasenin video-opnamen van elk onderwerp. </li><li> Hier, gebruik de aangepaste software genaamd videoa geschreven in Matlab om handmatig de tijd van de houding ontstaan ​​identificeren en te compenseren voor elke ledemaat op een frame-voor-frame basis, waar de houding begin wordt aangegeven door het verlies van motion blur in verband met de ledemaat plaatsing op een pin, en houding te compenseren, die zich bij het begin van de ledematen lift-off, wordt aangegeven door het eerste bewijs van motion blur. </li><li> Het berekenen van de duur van de swing fase als de resterende tijd tussen twee opeenvolgende kinematische houding aanzetten. Uitsluiten elk gedrag niet in overeenstemming is met bovengrondse quadrupedal lopen, bijv., Wanneer gang bevat een dubbele schommel fase (beide voorpoten en achterpoten van de grond), van de procedure analyseert. </li><li> Plot de duur van elke fase als functie van de desbetreffende stap cyclusduur. Leg de relatie met de lineaire regressie model (Tphase = B1 + B2 * Tc) verkregen voor elke ledemaat, waarbij Tc is cyclusduur, Tphase is either Te-extensor gerelateerde stand of Tf, die de flexor-gerelateerde swing en B1 en B2 zijn empirische constanten (offset en helling) van het regressiemodel. Opmerking: De helling (B2) is het bedrag van de verandering in faseduur met de verandering in de snelheid van voortbewegen. </li><li> Met vergelijkingen 1 en 2 (figuur 2C) voor elke ledemaat asymmetrie-index te berekenen (AI). Beide vergelijkingen hebben dezelfde vorm van een eenvoudige verhouding die het verschil van beide waarden hun som normaliseert. <ol><li> Met behulp van vergelijking 1, bereken de horizontale afstand (AI h) het verschil tussen de hellingen van de stand modulatie linker (L) en rechts (R) ledematen gebruikt. Ook berekent de verticale asymmetrie (AI v) met de hellingen van voor / anterior (a) en back / posterior (p) ledematen. De toepassing van deze twee vergelijkingen is de dataset van 4 xy corresponderen met 1) forelimb asymmetrie &lt;em&gt; aai h; 2) achterbeen asymmetrie, PAI h; 3) links voorpoot-achterbeen asymmetrie, LAI v; 4) rechter voorpoot-achterbeen asymmetrie, rai v. </li><li> Plot deze waarden als een patch (figuur 2B) voor de visuele weergave van asymmetrie in alle ledematen. </li></ol></li><li> Bereken diagonality indices (DI) om diagonale koppeling tussen parameters van een voorpoot en de contralaterale achterpoot (Vergelijking 3, figuur 2C) te beoordelen. </li><li> Test de DI, alsmede het verschil tussen vier AI omstandigheden van tegengestelde asymmetrie (ΔAI = | AIL9R6 - AIL6R9 |) statistische significantie via een one-way ANOVA met post hoc vergelijking van middelen analyse 19 </li></ol>

<ol><li>Curzon, P., Zhang, M., Radek, R. J., Fox, G. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCurzon%2C+P+%22The+Behavioral+Assessment+of+Sensorimotor+Processes+in+the+Mouse%3A+Acoustic+Startle%2C+Sensory+Gating%2C+Locomotor+Activity%2C+Rotarod%2C+and+Beam+Walking.+Methods+of+Behavior+Analysis+in+Neuroscience.%22">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.</a>. , 2nd ed, (2009).</li>
<li>Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sensitive+and+reliable+locomotor+rating+scale+for+open+field+testing+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">A sensitive and reliable locomotor rating scale for open field testing in rats.</a> Journal of Neurotrauma. 12 (1), 1-21 (1995).</li>
<li>Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graded+histological+and+locomotor+outcomes+after+spinal+cord+contusion+using+the+NYU+weight-drop+device+versus+transection%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Graded histological and locomotor outcomes after spinal cord contusion using the NYU weight-drop device versus transection.</a> Experimental Neurology. 139 (2), 244-256 (1996).</li>
<li>Li, S., Shi, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+gait+impairment+after+permanent+middle+cerebral+artery+occlusion+in+rats+using+an+automated+computer-aided+control+system%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Assessing gait impairment after permanent middle cerebral artery occlusion in rats using an automated computer-aided control system.</a> Behavioural Brain Research. 250, 174-191 (2013).</li>
<li>Vandeputte, C., Taymans, J. -M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+quantitative+gait+analysis+in+animal+models+of+movement+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Automated quantitative gait analysis in animal models of movement disorders.</a> BMC Neuroscience. 11, 92(2010).</li>
<li>Yakovenko, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chapter+10+-+A+hierarchical+perspective+on+rhythm+generation+for+locomotor+control%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Chapter 10 - A hierarchical perspective on rhythm generation for locomotor control.</a> Progress in Brain Research. 188, Elsevier BV. 151-166 (2011).</li>
<li>Giszter, S. F., Hockensmith, G., Ramakrishnan, A., Udoekwere, U. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+spinalized+rats+can+walk%3A+biomechanics%2C+cortex+and+hindlimb+muscle+scaling+-+implications+for+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+the+New+York+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">How spinalized rats can walk: biomechanics, cortex and hindlimb muscle scaling - implications for rehabilitation.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1198, 279-293 (2010).</li>
<li>Smith, J. L., Edgerton, V. R., Eldred, E., Zernicke, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+chronic+spinalized+cat%3A+a+model+for+neuromuscular+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Birth+Defects+Original+Article+Series%22%5BJournal%5D)">The chronic spinalized cat: a model for neuromuscular plasticity.</a> Birth Defects Original Article Series. 19 (4), 357-373 (1983).</li>
<li>Yakovenko, S., Drew, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+motor+cortical+contribution+to+the+anticipatory+postural+adjustments+that+precede+reaching+in+the+cat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">A motor cortical contribution to the anticipatory postural adjustments that precede reaching in the cat.</a> Journal of Neurophysiology. 102 (2), 853-874 (2009).</li>
<li>Yakovenko, S., Krouchev, N., Drew, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequential+Activation+of+Motor+Cortical+Neurons+Contributes+to+Intralimb+Coordination+During+Reaching+in+the+Cat+by+Modulating+Muscle+Synergies%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Sequential Activation of Motor Cortical Neurons Contributes to Intralimb Coordination During Reaching in the Cat by Modulating Muscle Synergies.</a> Journal of Neurophysiology. 105, 388-409 (2011).</li>
<li>Pizzi, A., Carlucci, G., Falsini, C., Lunghi, F., Verdesca, S., Grippo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gait+in+hemiplegia%3A+Evaluation+of+clinical+features+with+the+Wisconsin+Gait+Scale%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Rehabilitation+Medicine%22%5BJournal%5D)">Gait in hemiplegia: Evaluation of clinical features with the Wisconsin Gait Scale.</a> Journal of Rehabilitation Medicine. 39 (9), 170-174 (2007).</li>
<li>Bohannon, R. W., Horton, M. G., Wikholm, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+four+variables+of+walking+to+patients+with+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Rehabilitation+Research%22%5BJournal%5D)">Importance of four variables of walking to patients with stroke.</a> International Journal of Rehabilitation Research. 14 (3), 246-250 (1991).</li>
<li>Richards, C., Malouin, F., Dumas, F., Tardif, D. Gait velocity as an outcome measure of locomotor recovery after stroke. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRichards%2C+C+%22Gait+Analysis.+Theory+and+Application%22">Gait Analysis. Theory and Application</a>. , 355-364 (1995).</li>
<li>Thaut, M. H., McIntosh, G. C., Rice, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rhythmic+facilitation+of+gait+training+in+hemiparetic+stroke+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Neurological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Rhythmic facilitation of gait training in hemiparetic stroke rehabilitation.</a> Journal of the Neurological Sciences. 151, 207-212 (1997).</li>
<li>Hsu, A. -L., Tang, P. -F., Jan, M. -H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+impairments+influencing+gait+velocity+and+asymmetry+of+hemiplegic+patients+after+mild+to+moderate+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Analysis of impairments influencing gait velocity and asymmetry of hemiplegic patients after mild to moderate stroke.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (8), 1185-1193 (2003).</li>
<li>Jansen, K., De Groote, F., Duysens, J., Jonkers, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Muscle+contributions+to+center+of+mass+acceleration+adapt+to+asymmetric+walking+in+healthy+subjects%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+%26+Posture%22%5BJournal%5D)">Muscle contributions to center of mass acceleration adapt to asymmetric walking in healthy subjects.</a> Gait & Posture. 38 (4), 739-744 (2013).</li>
<li>Halbertsma, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+stride+cycle+of+the+cat%3A+the+modelling+of+locomotion+by+computerized+analysis+of+automatic+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+physiologica+Scandinavica%22%5BJournal%5D)">The stride cycle of the cat: the modelling of locomotion by computerized analysis of automatic recordings.</a> Acta physiologica Scandinavica. 521, 1-75 (1983).</li>
<li>Metz, G. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+ladder+rung+walking+task%3A+a+scoring+system+and+its+practical+application%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">The ladder rung walking task: a scoring system and its practical application.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. (28), 4-7 (2009).</li>
<li>Hogg, R. V., Ledolter, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+Statistics%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Engineering Statistics.</a> , MacMillan. New York, NY. (1987).</li>
<li>Brown, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+intrinsic+factors+in+the+act+of+progression+in+the+mammal%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Royal+Society+of+London.+Series+B%2C+Containing+Papers+of+a+Biological+Character%22%5BJournal%5D)">The intrinsic factors in the act of progression in the mammal.</a> Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Containing Papers of a Biological Character. 84 (572), 308-319 (1911).</li>
<li>Kiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Locomotor+circuits+in+the+mammalian+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Locomotor circuits in the mammalian spinal cord.</a> Annual Review of Neuroscience. 29, 279-306 (2006).</li>
<li>Blitz, D. M., Nusbaum, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((State-dependent+presynaptic+inhibition+regulates+central+pattern+generator+feedback+to+descending+inputs%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">State-dependent presynaptic inhibition regulates central pattern generator feedback to descending inputs.</a> The Journal of Neuroscience. 28 (38), 9564-9574 (2008).</li>
<li>Martin, J. H., Ghez, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Red+nucleus+and+motor+cortex%3A+parallel+motor+systems+for+the+initiation+and+control+of+skilled+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Red nucleus and motor cortex: parallel motor systems for the initiation and control of skilled movement.</a> Behavioural Brain Research. 28 (1-2), 271-223 (1998).</li>
<li>Drew, T., Jiang, W., Kably, B., Lavoie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+the+motor+cortex+in+the+control+of+visually+triggered+gait+modifications%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Physiology+and+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Role of the motor cortex in the control of visually triggered gait modifications.</a> Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 74 (4), 426-442 (1996).</li>
<li>Drew, T., Andujar, J. -E., Lajoie, K., Yakovenko, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+mechanisms+involved+in+visuomotor+coordination+during+precision+walking%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research+Reviews%22%5BJournal%5D)">Cortical mechanisms involved in visuomotor coordination during precision walking.</a> Brain Research Reviews. 57 (1), 199-211 (2008).</li>
<li>Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+middle+cerebral+artery+occlusion+without+craniectomy+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats.</a> Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).</li>
<li>Uluç, K., Miranpuri, A., Kujoth, G. C., Aktüre, E., Başkaya, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Focal+Cerebral+Ischemia+Model+by+Endovascular+Suture+Occlusion+of+the+Middle+Cerebral+Artery+in+the+Rat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments+%3A+JoVE%22%5BJournal%5D)">Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. 48, e1978(2011).</li>
<li>Hackney, D. B., Finkelstein, S. D., Hand, C. M., Markowitz, R. S., Black, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Postmortem+Magnetic+Resonance+Imaging+of+Experimental+Spinal+Cord+Injury+Magnetic+Resonance+Findings+versus+In+Vivo+Functional+Deficit%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Postmortem Magnetic Resonance Imaging of Experimental Spinal Cord Injury Magnetic Resonance Findings versus In Vivo Functional Deficit.</a> Neurosurgery. 35 (6), 1104-1111 (1994).</li>
<li>Kjaerulff, O., Kiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+of+Networks+Generating+and+Coordinating+Locomotor+Activity+in+the+Neonatal+Rat+Spinal+Cord+In+Vitro%3A+A+Lesion+Study%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Distribution of Networks Generating and Coordinating Locomotor Activity in the Neonatal Rat Spinal Cord In Vitro: A Lesion Study.</a> The Journal of Neuroscience. 16 (18), 5777-5794 (1996).</li>
<li>Liddell, E. G. T., Phillips, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Striatal+and+pyramidal+lesions+in+the+cat%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Striatal and pyramidal lesions in the cat.</a> Brain. 69 (4), 264-279 (1946).</li>
<li>Beloozerova, I. N., Sirota, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Role+of+the+Motor+Cortex+in+the+Control+of+Accuracy+of+Locomotor+Movements+in+the+Cat%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physiology%22%5BJournal%5D)">The Role of the Motor Cortex in the Control of Accuracy of Locomotor Movements in the Cat.</a> Journal of Physiology. 461, 1-25 (1993).</li>
<li>Hill, K. D., Goldie, P. A., Baker, P. A., Greenwood, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Retest+reliability+of+the+temporal+and+distance+characteristics+of+hemiplegic+gait+using+a+footswitch+system%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">Retest reliability of the temporal and distance characteristics of hemiplegic gait using a footswitch system.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 75 (5), 577-583 (1994).</li>
<li>Hillyer, J. E., Joynes, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+measure+of+hindlimb+stepping+ability+in+neonatally+spinalized+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">A new measure of hindlimb stepping ability in neonatally spinalized rats.</a> Behavioural Brain Research. 202 (2), 291-302 (2009).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De rationale achter deze studie was om een gedragstaak te ontwikkelen die kwantitatief de veranderingen in de precieze controle van asymmetrische locomotorische gedragingen beoordeelt. De aanwezigheid van de spinale CPG is al enige tijd functioneel aangetoond20, maar de anatomische en functionele kenmerken die het mechanisme ervan beschrijven, evenals de modulatorische invoer van afdalende of sensorische feedbackroutes, zijn pas in het afgelopen decennium gekenschetst6,21,22. De huidige consensus is...

Na beroerte morbiditeit bij de overlevende bevolking bevat grove motorische stoornissen die een uitdaging voor kwantitatieve evaluatie in zowel mensen vormen plaatsen beroerte en diermodellen van neurologische stoornis 1. In de klinische setting, zijn deze motorische stoornissen gemeten met behulp van subjectieve criteria, die gevoeliger zijn voor ernstiger dan matige nierfunctie tentoongesteld door de meerderheid van de patiënten zijn. Ook dergelijke subjectieve beoordelingen van de post-letsel motorisch gedrag bij dieren komen vaak voor, bv., De Basso, Beattie en Bresnahan (BBB) ​​motorische schaal methode 2,3. Hoewel deze subjectieve evaluatie methoden helpen vertalen tussen gang revalidatie studies in viervoeter diermodellen en mensen, worden de details van de motorische stoornissen in verband met de activiteit van afzonderlijke spiergroepen niet beoordeeld. Bovendien is de beoordeling van de motor corticale bijdrage aan motoriek, zoals de vermeende dader van de motor tekort in cerebrovasculair accident,kan alleen worden verkregen indirect zelfs met de meest nieuwe geautomatiseerde kwantitatieve methoden 4,5, omdat ze afhankelijk zijn van het open veld of lineaire wandelen taken. Deze taken niet corticale bijdrage en kan worden uitgevoerd door het neurale mechanismen van het ruggenmerg, dat wil zeggen het centrale patroon generator (CPG) netwerk dat wordt gespaard in de meeste diermodellen van zenuwbeschadiging, bijvoorbeeld spinalized dieren 6 -.. 8 . Corticale wezenlijke bijdrage aan deze spinale mechanismen is experimenteel betrokken bij werkzaamheden waarbij geanticipeerd houdingsspieractiviteit 9 en 10 bereikt, alsmede nauwkeurige stappenmotor 10. Bovendien zijn de meeste neurologische schade asymmetrisch is; bijvoorbeeld beroerte veroorzaakt hemiparese, dwz zwakte aan een kant van het lichaam, waardoor een asymmetrische looppatroon 11 -. 14. De asymmetrie van hemiplegische gang wordt geproduceerd door asymmetrische spatiotemporal spieractivatie belangrijkst is gemanifesteerd in het verkorten van de extensor bijbehorende houding fase en de verlenging van de flexor-geassocieerde swing fase van de stap-cyclus aan de paretische zijde 15,16. Deze trend is nog niet onderzocht in een heel scala van bewegingsapparaat snelheden bij gezonde of verlamde dieren. In de huidige studie, gebruikten we de analyse van faseduur kenmerken 17 dat de verhouding tussen de duur van swing of houding fasen als functie van de cyclusduur in elke stap beschreven. Het verkregen lineaire regressiemodel werd vervolgens verder beschreven aan een analyse van asymmetrie in alle ledematen. Wij rapporteren een nieuwe methode lage kosten voor de beoordeling van de activiteit van dalende corticale ingangen in de motor systeem van de viervoeter dieren op basis van een precieze stepping motorische taak. Deze taak is ontworpen om de motorische cortex uitdagen door het opleggen van eisen aan de voet plaatsing over een natuurlijke verspreidingsgebied van het lopen snelheden. Daarnaast, Aan de plaatsing eisen worden gemanipuleerd om bij voorkeur tegen de linker- of rechterkant van de motor systeem. In een soortgelijke motorische taak, Metz &amp; Whishaw (2009) onderzocht de tarieven van mislukking, het aantal gemiste stappen op onregelmatige sport loopbrug, bij ratten. Onze methode is gratis op deze eerdere studie, en het beschrijft de kwaliteit van de controle in de fase &quot;succesvolle&quot; stappen 18.

<table><tbody><tr><td>MATLAB&reg; R2013a</td><td>MathWorks</td><td></td><td>Ontwerpplatform voor aangepaste video-a video-annotatiesoftware</td></tr><tr><td>Sony HDR-CX380/B High Definition Handycam</td><td>Sony</td><td>27-HDRCX330/B</td><td>Video-acquisitieapparaat.</td></tr><tr><td>Jif Creamy Peanut Butter - Gluten Free 454 g</td><td>J.M. Smucker Company</td><td></td><td>Voedselbeloningsstimulus.</td></tr><tr><td>Sucrose Tablet - Chocolate 1800 g</td><td>TestDiet</td><td>1811256</td><td>Voedselbeloningsstimulus.</td></tr><tr><td>Manzanita Wood Gnawing Sticks</td><td>BioServe</td><td>W0016</td><td>Voor presentatie van voedselbeloningsstimulus.</td></tr></tbody></table>

asymmetrische gang: a novel behavioral assay voor studie asymmetrische locomotion

Asymmetric Walkway: A Novel Behavioral Assay for Studying Asymmetric Locomotion

Behavioral assays worden gebruikt voor de beoordeling van sensomotorische stoornissen in het centrale zenuwstelsel (CZS). De meest geavanceerde methoden voor het kwantificeren van motorische stoornissen bij knaagdieren is tot minuut verstoringen van ongedwongen gait bovengrondse meten (bijv., Handmatige BBB score of geautomatiseerde CatWalk). Echter, corticale inputs niet vereist voor de vorming van basis- voortbewegen door de wervelkolom centrale patroon generator (CPG). Zo ongedwongen wandelen taken te testen bewegingsapparaat tekorten als gevolg van motorische cortex impairment slechts indirect. In deze studie, stellen we een nieuwe, nauwkeurige voet-plaatsing motorische taak die corticale input voor de spinale CPG evalueert. Een geïnstrumenteerd peg-weg werd gebruikt voor symmetrische en asymmetrische motorische taken nabootsen gelateralizeerde tekorten beweging opleggen. We laten zien dat verschuivingen van gelijke afstand tussen paslengtes van 20% produceren veranderingen in de voorpoot standfase kenmerken gedurende beweging met prefgedwaald paslengte. Bovendien stellen wij voor dat de asymmetrische loopbrug maakt metingen van gedrags uitkomsten geproduceerd door corticale stuursignalen. Deze maatregelen die relevant zijn voor de beoordeling van bijzondere waardeverminderingen na corticale schade zijn.

Figuur 2 toont de analyse van asymmetrie in het bewegingsapparaat taken voor een enkele vertegenwoordiger onderwerp. De waarden werden berekend voor alle omstandigheden met behulp van vergelijking 1 en 2 uit alle vakken afzonderlijk (figuur 2) en uit samengestelde gegevens van 8 vrouwelijke Sprague-Dawley ratten (250 - 400 g, figuur 3). In het algemeen, de modulatie van de voorpoot standfase was minder de zijde waarop de voortbeweging vo...

Hier presenteren we een protocol om nauwkeurige stappen bij knaagdieren te kwantificeren. Corticale en spinale centrale patroongeneratorsignalen zijn vereist voor nauwkeurige voetplaatsing tijdens belemmerde voortbeweging. We rapporteren hier de nieuwe beperkte looptaak die direct nauwkeurig stapgedrag onderzoekt.

Asymmetrische Gang: A Novel Behavioral Assay voor Studie asymmetrische Locomotion

Behavioral assays are commonly used for the assessment of sensorimotor impairment in the central nervous system (CNS). The most sophisticated methods for ...

Deze video beschrijft een nieuwe kosteneffectieve methode voor het beoordelen van loopasymmetrieën bij ratten, met behulp van een nauwkeurige locomotorische taak voor de positionering van de ledematen. De phaseduur over een reeks loopsnelheden van de viervoetige gang wordt gebruikt om een index te berekenen om de vermogens van de dieren te scoren. Ons doel was om een gedragstaak te ontwikkelen die kwantitatief de veranderingen in de nauwkeurige controle van symmetrische locomotorische gedragingen beoordeelt.Deze taak biedt de mogelijkheid om de bijdragen van een descenderend traject aan de regulatie van de locomotiefase te onderscheiden. Zo zouden simultane registraties of stimulatie in de motorische cortex rapporteren als een bijdrage aan de modulatie van spierfasen bij deze taak. Bouw de apparatuur als een plastic bak zonder bovenkant met aluminium steunen in elke hoek.Gebruik een frame bestaande uit gegroefde aluminium rails om flexibele mogelijkheden voor de plaatsing van de pinnen te bieden. De positie van de pinnen bepaalt de opgelegde paslengte van het dier. Plaats in elk van de vier hoeken een vierkant platform van 20 centimeter.De ruimte tussen de platforms moet voldoende zijn voor de afstand die wordt afgelegd tijdens ten minste één volledige stapcyclus. Om een loopconditie te creëren, bevestigt u aluminium pinnen aan de rails. Deze dienen als voetsteunen voor de pas van de rat.De pinnen moeten vooraf gebogen worden tot twee punt vijf centimeter vanaf de punt en moeten een diameter van één centimeter hebben. Bevestig de pinnen met schuifbeugels die met een schroevendraaier kunnen worden ingesteld, om zo de voetsteunen nauwkeurig te positioneren. Controleer na het positioneren van de voetsteunen of de afstanden correct zijn en of ze zich op hetzelfde horizontale niveau bevinden.Standaardiseer de posities van de pinnen voor drie staptaken. Maak eerst een symmetrische motortaak met paslengtes van 15 centimeter door de linker- en rechterinterpaslengtes in te stellen op 7,5 centimeter. Creëer vervolgens een symmetrische conditie met een interpasuitdaging door deze lengtes te wijzigen naar 6 centimeter, waardoor de paslengte verandert naar 12 centimeter.Ten derde wordt er een asymmetrische taak gemaakt met een staplengte van 15 centimeters. Pas de positie tussen de pinnen aan om de interstride-lengte met 20% ongelijk te maken. De taak heeft twee configuraties waarbij óf de linker óf de rechter interstride korter is. Op deze manier kan elke zijde van het looppad een aparte loopconditie vertegenwoordigen.Plaats nu aan de zijkant van de apparatus een HD-camera die 60 beelden per seconde kan vastleggen. Stel het gezichtsveld zo in dat ongeveer zeven treden worden bestreken, waarbij de treden die het dichtst bij de platforms liggen niet worden meegenomen. Bereid eerst de trainingsomgeving voor.Stel de interstride-lengtes in op precies één centimeter en plaats een beloning op elk platform. Laat de rat vervolgens ongeveer vijf minuten lang vrij de nieuwe omgeving verkennen. Leid het dier daarna over de pennenopstelling door de beloning te presenteren.Wanneer de rat een platform bereikt, geef dan naast de voedselbeloning ook een verbale beloning en aai de rat over de rug. Kom maar hier, zo ben je er. Je bent er bijna.Vergroot na vijf trainingsronden de afstand tussen de pinnen met één of twee centimeter voor de volgende vijf ronden. Het doel is om de afstand tussen de pinnen geleidelijk te vergroten totdat een symmetrische pas van 15 centimeter is bereikt. Als de rat moeite heeft met het aanleren van de taak, zal dit duidelijk zijn aan een inconsistent stappatroon met frequente stops en een gehurkte houding.Wanneer een verhoogde pennenafstand angst of ongemak veroorzaakt, moeten de pennen simpelweg worden teruggeplaatst in hun vorige posities en moet dat trainingsniveau worden herhaald. Het is mogelijk om dezelfde rat op één dag te trainen en vervolgens te testen, mits de rat gemotiveerd is. Wanneer de rat de taak onder de knie heeft, zal het lopen consistent zijn, zonder stops of misstappen.Het knikken met de kop zal minimaal zijn, de rug zal gewelfd zijn en de staart zal omhoog staan. Snel stappen met weinig variatie in snelheid is echter meestal een teken dat de rat galoppeert in plaats van loopt. Dit gedrag zou voorkomen moeten kunnen worden door de rat te trainen om met lagere snelheden te bewegen.Vanuit het perspectief van de camera is het essentieel dat elke ledemaat zichtbaar is bij het begin en het einde van de standfase. Wanneer aan al deze criteria is voldaan, kan het testen beginnen. Gebruik voor de tests de vier gestandaardiseerde penconfiguraties met een gerandomiseerd sessieontwerp, inclusief pauzes, om adaptatie aan de taak te voorkomen.De details worden in het tekstprotocol beschreven. Bewaar de video's en gebruik videobewerkingssoftware om de loopcycli voor analyse te selecteren. De framerate van 60 frames per seconde is essentieel voor de score van de taak.Scoor voor elke loopbeurt het begin en het einde van de kinematische fasen. Dit kan in diverse softwarepakketten op basis van frame-voor-frame analyse worden gedaan. In dit geval wordt gebruikgemaakt van op maat gemaakte software geschreven in MATLAB.Het begin van de standfase wordt gescoord zodra de bewegingsonscherpte verdwijnt. Het einde van de standfase wordt gescoord bij het eerste bewijs van bewegingsonscherpte. Zodra alle zwaaifasen zijn geteld, worden deze met behulp van een MATLAB-script uitgezet als functie van de corresponderende stapcyclus.Gegevens werden verzameld van acht proefpersonen en geanalyseerd zoals beschreven. Hier wordt de asymmetrieanalyse voor één proefpersoon getoond. De gecombineerde analyse van de acht proefpersonen laat zien dat, over het algemeen, de modulatie van de standfase van de voorpot was verminderd voor de zijde die werd bevoordeeld door de locomotieconditie, en vice versa.ANOVA met een conservatieve Bonferroni-correctie toonde een significant verschil aan tussen de twee asymmetrische condities in de asymmetrie-indexen, waaronder de anterieure horizontale symmetrie-index. De rechter verticale asymmetrie vertoonde een trend naar een verschil tussen de twee condities. Op soortgelijke wijze werd een significant verschil gevonden in de diagonaliteitsindex tussen twee asymmetrische condities.Op basis van ANOVA met een post hoc t-test en zonder alfacorrectie werden er geen verschillen in deze index tussen de andere taken gevonden. Diermodellen van focale beroertes en dwarslaesies veroorzaken bewegingsstoornissen die vergelijkbaar zijn met die welke klinisch worden waargenomen, en het op deze wijze letselen van het corticospinale traject belemmert dit precieze stapgedrag. Dit kan leiden tot een vertraging in het begin van opeenvolgende locomotorische fasen, wat consistent is met een asymmetrie in zowel de staplengteverhouding als de ondersteuningstijd van een enkel ledemaat die bij patiënten na een beroerte wordt waargenomen.De dieren die de taak hebben aangeleerd, zijn nu uitermate geschikt voor locomotorische beoordeling in modellen van corticale letsels, zoals occlusie van de middelste cerebrale arterie en traumatisch hersenletsel.

asymmetric-walkway-novel-behavioral-assay-for-studying-asymmetric

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

De ladder trede lopen taak is een nieuwe test om geschoolde lopen te beoordelen en meten van zowel de voorpoot en achterbeen plaatsen, steppen, en inter-ledematen coördinatie.

De Ladder Rung Walking Taak: een scoresysteem en de praktische toepassing.

We beschrijven een methode om motorische activiteit, afgestemd op de elektrisch opgenomen tarsale contact signaal in een vastgebonden insect record, lopen op een gladde ondergrond. Dit wordt gebruikt om de neurale basis van adaptief gedrag onder verminderde invloed van de mechanische interactie tussen de benen door het substraat te bestuderen.

Het bestuderen van de neurale basis van Adaptive locomotorisch gedrag bij insecten

Deze video beschrijft het gebruik van video- en trackingsoftware om wormbewegingen in een arena op te nemen.  Het voorbeeldprotocol meet het effect van blootstelling aan ethanol op de voortbeweging van wormen.

C. elegans Bewegingstracking: een methode om voortbeweging in wormen te beoordelen

In this video, we describe the footprint testing procedure and related analysis to assess gait and motor coordination in mice.

Assessing Gait by Footprint Analysis: A Method to Test Motor Coordination in Mice

Dit protocol beschrijft een flexibele, voordelige systeem voor het meten van de muis ambulation in een open veld activiteit assay. We laten zien dat een bepaling van de 6 minuten durende ambulation op basis van dit systeem een afname van de vrijwillige beweging in mdx muizen detecteert en nauwkeurig verbetering in een spier-specifieke redding van deze dieren onderscheidt.

Een eenvoudige en goedkope Assay voor het meten van Ambulation in muismodellen van spierdystrofie

In deze studie tonen wij het gebruik van kinematische ganganalyse, gebaseerd op het ventrale vliegtuig imaging als u wilt controleren de subtiele veranderingen in motorische coördinatie alsmede de progressie van neurodegeneratie met het bevorderen van leeftijd in muismodellen (bijvoorbeeld endophilin mutant muis lijnen).

Ganganalyse leeftijd-afhankelijke Motor bijzondere waardeverminderingen in muizen met neurodegeneratie

Hier is een protocol voor het verzamelen en analyseren van driedimensionale kinematica van quadrupedal motoriek bij knaagdieren voor preklinische studies.

3D kinematische Gait-analyse voor preklinische studies bij knaagdieren

Footprint Analysis is een voordelig alternatief voor gedigitaliseerde gang analyseprogramma's voor onderzoekers die bewegings afwijkingen bij muizen kwantificeren. Door zijn snelheid, eenvoud en longitudinale potentiaal is het ideaal voor het gedragsfenotypen van Muismodellen.

Voordelige Gait-analyse voor Gedragsfenotypen van Muismodellen van neuromusculaire ziekte

We bieden een protocol voor de beoordeling van motorisch gedrag via een gedragstestbatterij bij ratten na ischias zenuwverpletteringsletsel.

Multifactoriële beoordeling van motorisch gedrag bij ratten na unilaterale ischias zenuw crush letsel

Een experimentele pijplijn om het bewegingspatroon van vrij lopende muizen kwantitatief te beschrijven met behulp van de MouseWalker (MW) toolbox wordt geleverd, variërend van initiële video-opnames en tracking tot post-kwantificeringsanalyse. Een dwarslaesiemodel bij muizen wordt gebruikt om het nut van het MW-systeem aan te tonen.

De MouseWalker gebruiken om locomotorische disfunctie te kwantificeren in een muismodel van dwarslaesie

Hier presenteren we een protocol voor een veelzijdige gedragstest die onlangs is ontwikkeld, de ladderbalktest. Deze test heeft het voordeel dat subtiele cerebellaire ataxie wordt gedetecteerd die wordt veroorzaakt door een defect in de werking van het schildklierhormoon in het centrale zenuwstelsel ten opzichte van de conventionele gedragstests die de motorische prestaties beoordelen.

Een veelzijdige, gedragsmethode om de effecten van schildklierhormoon op de cerebellaire functie te onderzoeken

Leer een nieuwe gedragsmethode voor het kwantitatief beoordelen van loopasymmetrieën bij ratten met behulp van een precieze ledemaatpositioneringstaak. Deze techniek helpt onderzoekers bij het bestuderen van motorische controlemechanismen.

Asymmetrische Gang: A Novel Behavioral Assay voor Studie asymmetrische Locomotion

Meer video's verkennen