Name: Uso de Rotorod como um método de análise qualitativa de Walking in Rat (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-12-10T00:00:00.000+00:00
Duration: 3 min 13 s
Description: Aprenda a usar o teste rotorod para avaliar função motora em ratos modelo de Parkinson hemi-lateral. Este método analisa distribuição de peso e padrões de movimento para diferenciar animais controle e lesados por OHDA.

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Apoiado por subvenções dos Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde, a Rede canadense Stroke, e os Alberta Heritage Foundation for Medical Research.

Rotorod aparelho andando O rotorod era um cilindro rotativo, 4 cm de diâmetro, 35 centímetros fixo acima do solo e cercado por acrílico transparente. O cilindro rotorod estava coberto de revestimento de borracha texturizada, o que facilita a tração. O piso do aparelho foi coberto com uma camada de espuma, para evitar lesões quando os animais caíram. Um pequeno motor elétrico desde o poder para transformar o rotorod através de uma correia de borracha. O rotorod foi criado para rodar uma vez a cada 5 s. Gravações de vídeo e cinemática A alta velocidade da câmera de vídeo digital foi usada para filmar os animais, usando uma velocidade do obturador de um 1000 de um segundo. A frente, lateral, traseira e pontos de vista foram filmados enquanto o animal estava caminhando na rotorod. A dois braços Nikon, MII fonte de luz fria e um conjunto de fibra óptica luzes foram usadas para fornecer iluminação adequada durante a gravação. As fitas foram analisadas quadro a quadro, usando uma Sony DSR 20 DV CAM baralho. Frames de vídeo foram capturados usando uma placa de captura e computador Macintosh. Procedimento de teste e análise , A fim de avaliar as diferenças entre os movimentos a pé da 6-OHDA e ratos de controle, os registros de vídeo de pós-cirúrgicas dia 15-30 (após uma recuperação da lesão pode vir a ser em grande parte concluído) foram examinados por dois independentes observadores cegos para as condições experimentais. A lesão 6-OHDA nigroestriatal foi induzida no hemisfério direito, resultando em prejuízos duradouros na frente e deixou-membros posteriores. A escala de classificação foi desenvolvido para taxa de postura dos ratos e os movimentos aprofundamento dos membros anteriores (Whishaw et al., 2003). Cinco componentes de pisar foram classificados: <ol><li> postura, a classificação da postura foi feita através da análise da posição do rato sobre o tambor; </li><li> elevador e solte, a porção do ciclo em que pisar a pata foi levantada a partir do tambor; </li><li> transportar, a parte do ciclo de pisar no qual o membro foi mantido acima do tambor como os ratos se movimentavam para a frente; </li><li> antecedência, a porção do alcance no qual o membro foi estendido para recuperar o contato com o tambor, e </li><li> colocação, em que a pata foi colocado de volta no tambor. </li></ol> Os seguintes critérios foram utilizados para definir um movimento normal: <ul><li> Postura: O corpo do rato foi orientado sobre o tambor com a cabeça erguida. </li><li> Elevador e release: O ombro, cotovelo e punho são flexionados levantar a pata a partir da superfície do tambor. </li><li> Carry: A pata é mantida acima da superfície do tambor, os dígitos são vagamente flexionados, e as pontas dígitos são centrados na linha média do corpo. Antecedência: O membro é estendido para a frente com os dígitos que se deslocam de uma posição semiflexed para uma posição estendida e aberta. </li><li> Colocação: O membro é estendida no ombro, cotovelo e punho e os dígitos são abertos para colocar a pata para a frente e na superfície do tambor, com 2 dígitos (segundo dígito da linha média), localizado a aproximadamente o centro do de rato corpo. </li></ul> Cada movimento foi avaliada em uma escala de 3 pontos: 1 = / o movimento parecia o de um rato controle, 0,5 = / o movimento apareceu ligeiramente anormal, e 0 = / o movimento foi claramente anormal (Whishaw et al, 2003).. Esta escala de classificação foi então utilizado para avaliar cinco movimentos pisar de cada rato em dias pós-operatório de 1, 3, 5, 7, 9 e 15. As pontuações das cinco medidas foram calculados para cada rato em cada dia, e os resultados submetidos a uma ANOVA com dias como medida repetida. Visão geral do rotorod andar em 6-OHDA e ratos controle A escala de classificação movimento foi aplicado para as sessões de teste pós-operatório para análise do movimento qualitativo. Durante as sessões de teste, o grupo lesão 6-OHDA receberam pontuação significativamente menor do que o grupo controle, F (1,8) = 33,2, p &lt;0,001, mas não houve efeito significativo do dia do teste, nem existia um grupo significativo pela interação dia do teste. As pontuações de pisar foram então analisados ​​separadamente com os membros anteriores como uma variável (para os ratos 6-OHDA no membro anterior contralateral à lesão versus o membro anterior ipsilateral à lesão, para os ratos de controle, a pata esquerda contra a pata direita). Houve um efeito significativo do Membro Anterior, F (1,40) = 15,8, p &lt;0,01, e houve uma interação significativa do Grupo por Membro Anterior, F (1,40) = 15,0, p &lt;0,01. Follow-up t-testes indicaram que o membro anterior contralateral-to-lesão do grupo 6-OHDA receberam pontuação significativamente menor do que o membro anterior ipsilateral-to-lesão ou forelimbs dos ratos de controle, que não diferiram. A fim de determinar quais os componentes do movimento contribuiu para a pontuação pobres obtidos pelo grupo 6-OHDA, as medidas de posturae os componentes individuais do ciclo de pisar do forelimbs ipsilateral e contralateral do grupo 6-OHDA foram comparados aos valores obtidos a partir do controle de ratos. O grupo 6-OHDA diferiam em postura e todos os componentes pisar feita pelo membro contralateral, mas nenhum dos componentes do membro ipsilateral (p &lt;0,05). Diferenças qualitativas e descritivo de postura no controle e 6-OHDA ratos Em um rato controle, a cabeça é realizada em uma posição horizontal, e os membros anteriores de apoio e membros posteriores straddle o tambor formando um arco de apoio. Os ratos 6-OHDA normalmente andava com a cabeça para baixo com suas patas dianteiras prejudicada (de frente para o espectador) posicionados mais próximos e mais acima na superfície do tambor do que ocorreu para os membros ipsilateral ou os membros de ratos controle (veja o vídeo de um rato controle com pontuação &quot;1&quot; para a postura, e um animal de lesão 6-OHDA com uma pontuação de &quot;0&quot;). Tipicamente, a anormalidade de postura pode ser visto de relance a partir da posição relativa de uma cabeça de rato. Forelimb pisar Na seqüência de controle, o membro anterior pisar é levantada com a flexão do ombro, cotovelo e punho. Como o membro é levantada, os dígitos são vagamente flexionados, eo membro é levantado bem acima da superfície do tambor. Quando o membro é avançado, é estendido na altura dos ombros, cotovelo e punho e como ele é colocado os dígitos são estendidas e abertas. Em comparação aos ratos controle, a amplitude de todos os componentes dos ratos DA-esgotados contralateral à lesão do membro é atenuado. O membro libera o tambor mais tarde, é levantada menos, e é avançado uma distância menor do que o membro anterior de controle. Além disso, quando o membro é levantada, os dígitos são flexionados mais, e quando o membro é colocado, os dígitos são estendidos e abriu menos do que os de um rato controle. O membro anterior de controle é levantada quando ela atinge o topo do tambor, o pulso é flexionado para levantar a pata para cima e para frente, eo pulso é prolongado com o avanço do membro. Por outro lado, o rato 6-OHDA é contralateral à lesão é realizado forelimb mais caudalmente pelo movimento do tambor, e, portanto, versões posteriores com o pulso ainda estendida. Flexão do punho parece ser passiva e ocorre como os dígitos são levados para trás, o movimento do tambor, e quando o membro anterior é trazido para a frente, a pata eo antebraço não estão claramente fora levantada a superfície do tambor. O membro anterior de um rato controle estende bem para a frente e os dígitos aberto com o avanço do membro. Como o membro é colocado, ele é colocado com um movimento arpejo, com 5 dígitos contato com a superfície da primeira bateria, seguido sucessivamente por dígitos 4, 3, e 2. Por outro lado, o membro do rato 6-OHDA é levantada e estendida menos, os dígitos são estendidos menos, e entram em contato com a superfície do tambor quase simultaneamente com um &#39;tapa&#39;. O vídeo mostra forelimb movimentos pisar em um animal de controle que foram marcados como &quot;1&quot;, e forelimb movimentos pisar em um animal de lesão 6-OHDA que foram principalmente classificada como &quot;0&quot;. Membro posterior pisar Havia também deficiências nos membros contralateral-to-lesão traseiras dos ratos 6-OHDA. Como o membro de controle traseiras se move para trás, parece empurrar a tambor a rodar e como ele faz isso, os dedos do pé girar para fora. Como o membro se move para frente, o pé é oscilado para fora. Do membro posterior do rato 6-OHDA move-se diretamente para trás com rotação do tambor e se alguma coisa, vira um pouco para dentro. Como o membro se move para frente, o pé é feita diretamente para a frente. Ao pé da balança desratização para fora e como ela é avançada, os dedos são mantidos acima do tornozelo, e os dedos dos pés estender. Durante a colocação dos ratos controle, toe 5 contatos a superfície do primeiro tambor eo peso é distribuído entre os dedos dos pés e palma. Em contraste, os dedos dos ratos 6-OHDA são flexionados durante o transporte e colocação é feita sem um movimento de arpejo. Os dedos dos ratos controle são liberados em um padrão de arpejo invertido como toe 5 é levantado primeiro e um dedo do pé é levantado passado. Esse movimento estava faltando no rato lesão 6-OHDA, enquanto o tornozelo mantido a sua postura de flexão durante o movimento de transportar. Mais uma vez os movimentos antes de o rato 6-OHDA são atenuadas, com o membro menos exorotated, levantou menos, e avançou menos do que o do rato controle. Como ratos controle colocar seus dedos, que são estendidas e abertas, tais toe que 5 pontos lateralmente em relação ao corpo do rato. Toe 5 contatos o primeiro tambor seguido pelo restante dos pés de tal forma que o rato suportado seu peso na ponta dos dedos. Para o rato 6-OHDA, os dedos são um pouco como o pé flexionado é levado adiante, os dedos dos pés são mais baixos em relação a horizontal até o tornozelo, há menos abertura dos dedos do pé quando o pé é colocado no tambor. Comprimento da passada também é um pouco menor do que o dos ratos controle. A fim de quantificar as diferenças entre control e 6-OHDA movimentos dos membros posteriores, os componentes de sustentação e liberação, transporte, promoção e colocação foram classificados em uma escala de 3 pontos, assim como os membros anteriores. As medidas foram feitas a partir de registros vídeo feito no dia cirúrgico pós 20, e três ciclos etapa foram classificados para cada rato. Houve diferenças significativas Grupo, F (1,8) = 47,6, p &lt;0,001. Follow-up t-testes dos componentes indicou que todos os componentes do grupo controle receberam pontuação significativamente maior do que os componentes dos ratos 6-OHDA. O vídeo mostra os movimentos dos membros posteriores pisar em um animal de controle que foram marcados como &quot;1&quot;. Membro posterior pisar movimentos no 6-OHDA mostrado no vídeo eram principalmente avaliado com uma pontuação de &quot;0&quot;.

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<li>Whishaw, I. Q., Woodward, N. C., Miklyaeva, E., Pellis, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+limb+use+by+control+rats+and+unilateral+DA-depleted+rats+in+the+Montoya+staircase+test%3A+movements%2C+impairments+and+compensatory+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22Behav+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Analysis of limb use by control rats and unilateral DA-depleted rats in the Montoya staircase test: movements, impairments and compensatory strategies.</a> Behav Brain Res. 89, 167-177 (1997).</li>
</ol>

O objetivo do presente estudo foi examinar se o teste para a habilidade rotorod locomoção de roedores pode ser usado para a análise qualitativa da postura, pisando forelimb e dos membros posteriores em ratos pisar sistema nervoso lesionado. Para a análise, ratos com depleção DA unilateral e ratos controle foram de vídeo gravado a partir de vistas frontal, lateral e posterior. A escala de classificação da postura e movimentos forelimb indicou que os movimentos estavam pisando cronicamente prejudicada após a cirurgia. Exame dos movimentos dos...

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/1030/">Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat</a>. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified, and another reference was included.
Additional reference:
15. Whishaw IQ, Li K, Whishaw PA, Gorny B, Metz GA. Distinct forelimb and hind limb stepping impairments in unilateral dopamine-depleted rats: use of the rotorod as a method for the qualitative analysis of skilled walking. J Neurosci Meth 126, 13-23 (2003).
Revised Abstract:
High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a rotorod, animals remain in approximately the same place making repetitive movements of stepping. Thus the task provides a rich source of information on the details of foot stepping movements. Subjects were hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). The present report provides a video analysis illustration of animals previously were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked (15). Rating scales and frame-by-frame replay of the video records of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in posture and limb use contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs participated less in initiating and sustaining propulsion than the ipsilateral limbs. These deficits secondary to unilateral DA-depletion show that the rotorod provides a use task for the analysis of stepping movements.
Additional Discussion Paragraph:
A more detailed presentation of the present study has been made (Whishaw et al, 2003), but the present study presents the video support describing the stepping movement in the good and affected limbs of unilateral dopamine-depleted rats. For the analysis, rats with unilateral DA depletions and control rats were video recorded from front, lateral and posterior views. A rating scale of posture and forelimb movements indicated that stepping movements were chronically impaired following surgery. Examination of limb movements indicated that whereas the DA-depleted rats could use the limbs contralateral to the lesion for support, they received minimal use for shifting weight. The results of this study indicate that the rotorod task, in addition to providing quantitative measures of motor impairments, can also provide insights into the qualitative impairments.
Original Abstract:
The rotorod test, in which animals walk on a rotating drum, is widely used to assess motor status in laboratory rodents. Performance is measured by the duration that an animal stays up on the drum as a function of drum speed. Here we report that the task provides a rich source of information about qualitative aspects of walking movements. Because movements are performed in a fixed location, they can readily be examined using high-speed video recording methods. The present study was undertaken to examine the potential of the rotorod to reveal qualitative changes in the walking movements of hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). Beginning on the day following surgery and then periodically over the next two months, the rats were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked on the rotorod. Behavior was analyzed by frame-by-frame replay of the video records. Rating scales of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in their posture and in the use of the limbs contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs not only displayed postural and movement abnormalities, they participated less in initiating and sustaining propulsion than did the ipsilateral limbs. These findings not only reveal new deficits secondary to unilateral DA-depletion, but also show that the rotorod can provide a robust tool for the qualitative analysis of movement.

A correction was made to: <a href="http://www.jove.com/video/1030/">Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat</a>. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified and another reference was included.

Erratum: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

uso de rotorod como um método de análise qualitativa de walking in rat

Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

O teste rotorod, em que os animais andar sobre um tambor rotativo, é amplamente utilizado para avaliar o estado do motor em roedores de laboratório. O desempenho é medido pela duração que um animal permanece em cima do tambor, em função da velocidade do tambor. Aqui nós relatamos que a tarefa fornece uma rica fonte de informações sobre aspectos qualitativos dos movimentos a pé. Porque os movimentos são realizados em um local fixo, eles podem ser facilmente analisados ​​usando métodos de alta velocidade de gravação de vídeo. O presente estudo foi realizado para examinar o potencial do rotorod para revelar mudanças qualitativas nos movimentos andando de ratos hemi-Parkinson analógico, produzido por injeção de 6 hidroxidopamina (6-OHDA) no feixe direito nigroestriatal de dopamina nigroestriatal a esgotar (DA ). Início no dia seguinte a cirurgia e depois periodicamente ao longo dos próximos dois meses, os ratos foram filmados a partir de vistas frontal, lateral e posterior, enquanto caminhavam no rotorod. Comportamento foi analisado pelo quadro a quadro-repetição dos registros de vídeo. Escalas de avaliação de pisar comportamento indicou que os ratos hemi-Parkinson foram cronicamente prejudicada em sua postura e no uso dos membros contralateral à depleção de DA. Os membros contralateral não apenas disponibilizados alterações posturais e de movimento, que participaram menos de iniciar e manter a propulsão do que os membros ipsilateral. Estes resultados não só revelam déficits nova unilateral secundária à depleção de DA, mas também mostram que a rotorod pode fornecer uma ferramenta robusta para a análise qualitativa do movimento.

O teste rotorod é usado para avaliar o estado do motor no movimento de caminhar de ratos hemi-Parkinson analógica.

Uso de Rotorod como um método de análise qualitativa de Walking in Rat

A videoanálise de alta velocidade dos detalhes do movimento pode fornecer uma fonte de informações sobre aspectos qualitativos dos movimentos da marcha. Ao caminhar sobre um...

Um animal controle sustenta seu peso uniformemente sobre as quatro patas, com o posicionamento das patas ocorrendo logo fora da linha média do corpo. Em contraste, o animal com lesão por 6-OHDA sustenta a maior parte de seu peso sobre a pata ipsilateral à lesão. Na prática, andando com uma claudicação.A cabeça do animal controle é mantida elevada e realiza movimentos frequentes e erráticos. Enquanto o animal seis OHDA mantém a cabeça baixa e estável, a pata que suporta o peso do animal controle se solta rapidamente do cilindro rotativo e é elevada. Assim, os dígitos ficam bem afastados da superfície do tambor, com os dedos amplamente separados, e entram em contato com o cilindro rotativo em um movimento arpejado, do quinto ao primeiro dígito.O animal com seis OHDA mantém a pata contralateral à lesão apoiada por mais tempo antes da liberação e a movimenta mais lentamente. Observe que ele mantém a pata baixa, com os dígitos frequentemente arrastando sobre a superfície do tambor, o que compromete o Posicionamento. O controle apresenta uma passada mais longa do que o animal com seis OHDA, com o apoio das quatro patas ocorrendo mais à frente no tambor e a liberação das patas traseiras o

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Biologia

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Esse protocolo estabelece uma pipeline de avaliação cinemática do membro posterior do rato usando um teste de esteira sem marcadores com auto-rotulagem de trajetória multiarticular orientada por aprendizado profundo, que permite quantificação reprodutível do movimento.

Rastreamento Síncrono Multiarticular Baseado em Deep Learning para Quantificação Objetiva da Cinemática Locomotrica do Membro Posterior em Ratos

Aprenda a usar o teste rotorod para avaliar função motora em ratos modelo de Parkinson hemi-lateral. Este método analisa distribuição de peso e padrões de movimento para diferenciar animais controle e lesados por OHDA.

Uso de Rotorod como um método de análise qualitativa de Walking in Rat

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