Krzywa siła-częstotliwość jest użytecznym testem, w którym mięśnie można stymulować częstotliwościami niskimi i wysokimi, aby odróżnić suboptymalne i optymalne odpowiedzi siłowe15. Stymulacja niskimi częstotliwościami może wywołać pojedyncze skurcze, aktywując mniej i mniejsze jednostki motoryczne, natomiast przy wysokich częstotliwościach osiągany jest stabilny szczyt, w którym izolowane skurcze ulegają zlewaniu (tężec), osiągając maksymalną siłę poprzez aktywację wszystkich jednostek motorycznych16. W przedstawionym teście krzywa tężcowa rozpoczyna się przy ~60 Hz, gdzie można zaobserwować potencjację (Rysunek 4A), a siła maksymalna zostaje określona przy ~150 Hz (Rysunek 4B), gdy osiągnięty zostaje plateau z całkowicie zlaną krzywą9,16.
Wszelkie odchylenia od tych wyników mogą wskazywać, że mięśnie nie są odpowiednio stymulowane przez elektrody. Rozmieszczenie elektrod jest kluczowym etapem przygotowania tej procedury, ponieważ stymulacja elektryczna musi być prawidłowo zlokalizowana, aby unerwić nerw strzałkowy i tym samym w pełni aktywować zaopatrywane przez niego mięśnie zginacze grzbietowe (TA, EDL i EHL). Prawidłowe rozmieszczenie elektrod skutkuje generowaniem ujemnych pików (Rysunek 3>) podczas tego procesu, natomiast niewłaściwe ustawienie elektrod lub zastosowanie wyższego natężenia prądu może prowadzić do stymulacji okolicznych mięśni, powodując współskurcz mięśni sąsiadujących i antagonistycznych, co z kolei generuje piki o wartościach dodatnich.
Rysunek 5A przedstawia reprezentatywne dane krzywej siła-częstotliwość u myszy w czasie, gdzie procedurę powtarzano raz w tygodniu aż do uzyskania 5 punktów czasowych. Obserwacje te wykazały spójne wartości generowanej siły we wszystkich punktach czasowych i/lub dokonanych pomiarach. Procedura ta okazała się również spójna w pomiarach między różnymi myszami, co obrazuje Rysunek 5B, przedstawiający reprezentatywny obszar pod krzywą FFC stymulowanej podczas 5 różnych obserwacji u 6 myszy badanych raz w tygodniu.

Rysunek 1: System oprogramowania. (A) Ilustracja oprogramowania sterującego przedstawiająca kroki konfiguracji parametrów „Instant Stim”. Na zdjęciu w tle należy kliknąć Setup | Instant Stim. W małym wyskakującym oknie (zdjęcie z przodu) należy ustawić parametry. (B) Ilustracja widoku konfiguracji „Sequencer”. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Ustawienie myszy. Przegląd pozycji znieczulonego zwierzęcia. Prawy zacisk kolanowy jest umieszczony tak, aby kolano znajdowało się pod kątem 90° oraz aby stopa i kostka tworzyły kąty 90° (biała przerywana linia). Skurcz mięśni zginaczy grzbietowych uzyskuje się poprzez stymulację nerwu strzałkowego, który znajduje się tuż pod (dystalnie od) głową kości strzałkowej. Stosujemy elektrody wykonane na zamówienie (wstawka); jednak elektrody igłowe dołączone do urządzenia lub zakupione oddzielnie są również wystarczające. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Wynik rozmieszczenia elektrod. Po umieszczeniu elektrod pod skórą i zainicjowaniu napięcia obserwuje się piki o wartościach ujemnych. W tym momencie osiągnięcie wartości ujemnych (zielone linie) jest kluczowym krokiem w celu upewnienia się, że stymulacja odbywa się wyłącznie w mięśniach zginaczach grzbietowych (TA, EDL i EHL). Pomiar w czasie rzeczywistym jest wskazany pomiędzy dwiema czerwonymi liniami. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 4: Reprezentatywne krzywe. (A) Przykład krzywej siły przy 60 Hz (mysz #06). (B) Przykład krzywej tężcowej przy 150 Hz (mysz #03). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 5: Reprezentatywna krzywa zależności siły od częstotliwości (FFC) oraz dane dotyczące pola pod krzywą. (A) FFC (oś x) w 5 różnych punktach czasowych (tygodnie 1, 2, 3, 4 i 5) u przykładowej myszy (#05). (B) Pole pod krzywą (AU, oś y) FFC w 5 różnych punktach czasowych (odpowiednio myszy nr 01, 02, 03, 04, 05 i 06; oś x). Wyniki przedstawiono jako średnia ± standardowy błąd pomiaru (SEM) dla pięciu punktów czasowych (testów) u 6 myszy; analizę przeprowadzono za pomocą jednoczynnikowego testu ANOVA (p < 0,05). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.