Cinemática e terra Determinação Força de Reacção: Uma demonstração Habilidades Locomotor Quantificação da Jovem Adulto, de meia-idade, e Rats Geriátrica

Este vídeo demonstra um procedimento para medir as forças de reação do solo e a cinemática dos membros posteriores em ratos que se comportam livremente. Os ratos são treinados primeiro para cruzar consistentemente uma pista para obter uma recompensa alimentar. Marcadores reflexivos então colocados nos principais marcos anatômicos topográficos para o membro posterior.

A gravação de vídeo e os dados da força de reação do solo são coletados enquanto o animal está se acomodando para a recompensa alimentar. Os marcadores reflexivos são digitalizados e os dados são processados retrospectivamente. Diferenças qualitativas e quantitativas nas habilidades locomotoras são observadas em ratos de uma variedade de modelos de doenças.

Olá, meu nome é Aubrey Webb. Sou professor assistente da Faculdade de Medicina Veterinária e do Hotchkiss Brain Institute da Universidade de Calgary em Calgary, Alberta, Canadá. A principal vantagem dessa técnica sobre os métodos existentes, como escalas de classificação de locomotivas e outras medidas de endpoint, é que essa técnica fornece dados quantitativos sensíveis e objetivos para ajudar a diferenciar diferenças sutis entre grupos de ratos locomotores.

Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da neurociência e ortopedia, como quais são os efeitos de uma potencial terapêutica. As implicações dessa técnica se estendem à terapia para vários modelos de doença, porque a probabilidade de não alegar nenhum efeito quando há um é limitada. Usando essa técnica, porém, esse método fornece informações sobre a locomoção de ratos.

Também pode ser aplicado a outros sistemas, como vários modelos de doenças neurológicas e ortopédicas em uma variedade de espécies de animais. Geralmente, os indivíduos novos neste método terão dificuldades porque a análise biomecânica requer tempo e paciência substanciais e, como é necessário conhecimento avançado de biomecânica para solucionar problemas de análise de dados, essa metodologia tem sido usada em várias espécies por várias décadas, embora apenas recentemente tenha sido disponível para uso em roedores por causa do equipamento disponível comercialmente. O primeiro passo para medir as habilidades locomotoras dos ratos é treinar cada animal para cruzar uma pista de superfície plana.

Ao receber ratos de um fornecedor de animais apropriado, os animais devem ser aclimatados ao seu novo lar. Por uma semana. Durante este tempo de aclimatação, coloque vários Cheerios na gaiola do rato.

Os animais diários são alimentos restritos às suas necessidades energéticas de manutenção para prevenir a obesidade e garantir a motivação para realizar a tarefa posteriormente. Manuseie cada animal por 10 a 15 minutos diariamente durante uma semana durante o mesmo período de tempo, coloque cada animal na pista com Cheerios localizados em cada extremidade. Quando os animais se familiarizarem com seu ambiente, eles começarão a comer as Cheerios.

Uma vez que o animal se sinta confortável em comer Cheerios dentro da pista, ele deve ser operante condicionado a percorrer toda a extensão da pista para obter uma recompensa alimentar. Isso é feito jogando um quarto de um cheerio para a extremidade oposta da pista onde o rato está posicionado. Assim que o rato comer esta cheerio, coloque outra quarta cheerio na outra extremidade da pista.

Repita isso até que o rato se mova consistentemente ao longo da pista a uma velocidade constante de trote Comer o cheerio sem galopar ou saltar sobre o condicionamento dos animais a essa tarefa pode levar a portões de galope e salto, que biomecanicamente são mais difíceis de interpretar. Agora vamos ver como conduzir a posição conjunta. Marcando quatro.

A análise cinemática dos membros não é confiável devido à postura severamente agachada e ao subsequente artefato de movimento da pele imposto pela colocação de marcadores cutâneos nos quatro membros. Em vez disso, a cinemática dos membros anteriores deve ser alcançada usando cinematografia de raios-x ou fluoroscopia. Portanto, este vídeo descreverá apenas a colocação do marcador de posição da articulação Hindin.

Uma vez que o animal tenha sido anestesiado, raspe os membros posteriores e o dorso até o nível das cristas ilíacas. Em seguida, coloque o animal em decúbito externo e coloque seus membros posteriores em uma posição aproximada em pé, usando espuma de embalagem firme para apoiá-lo com uma marca de marcador permanente não tóxica. As porções mais craniais das cristas ilíacas, o trant maior do fêmur, a protuberância tibial lateral, a articulação tarsal e a face distal e lateral do quinto metatarso.

O destaque diário dos marcos anatômicos previamente marcados é necessário, pois os ratos removem lentamente os marcadores por meio do comportamento natural de limpeza. Agora vamos ver como registrar dados. Coloque o volume de calibração dentro da área predeterminada da pista.

Um único quadro do volume de calibração dentro da pista de cada uma das câmeras é capturado. Antes de iniciar uma sessão de gravação, examine a visualização de cada câmera. Certifique-se de que o campo de visão seja o mesmo de todas as quatro câmeras e que inclua a plataforma de força no centro e um comprimento de pista suficiente para capturar duas passadas.

Todas as marcas calibradas ao longo de cada uma das pesquisas são digitalizadas. Esta etapa de calibração é crítica antes da coleta de dados. Se a calibração não for realizada com precisão ou não ocorrer imediatamente antes de uma sessão de gravação, todos os dados resultantes serão imprecisos e inutilizáveis.

Somente quando um erro satisfatório na digitalização for realizado, prossiga para a coleta de dados da locomotiva imediatamente antes de colocar o animal na pista. Registre seu peso e cole marcadores de pele reflexivos cônicos às marcas de feltro predeterminadas feitas nos marcos topográficos dos membros posteriores. Uma vez que os marcadores são colocados nos membros posteriores, sente-se em frente ao computador e tenha em mãos o marcador de evento anexado através do sistema motor Vicon.

Usar o arquivo calibrado como modelo cria vários arquivos antes da gravação. Normalmente, são necessários 25 a 30 arquivos para garantir que um número suficiente de execuções, ou seja, o critério de inclusão e a velocidade sejam coletados. Depois que os arquivos forem criados, comece a coletar dados.

Primeiro, faça com que o rato se mova dentro da pista, jogando um quarto de peças de Cheerios em cada extremidade da pista com coordenação e tempo cuidadosos. O marcador de evento é acionado no início e pouco antes de o rato completar com sucesso uma passagem ao longo da pista. Depois de examinar a reação bruta do solo, rastreamento de força e depois de registrar se os membros esquerdo ou direito, bata na plataforma de força, salve e feche o arquivo.

Números iguais de golpes na plataforma de força do membro esquerdo e direito devem ser registrados. O processo de registro dos dados de uma determinada execução é repetido até que um número suficiente de execuções tenha sido registrado. Agora vamos ver como analisar os dados das corridas ao concluir a coleta de dados para cinemática e forças de reação do solo, cada corrida de cada animal precisa ser avaliada quanto à velocidade usando o software vicon modus, dois marcadores relativamente fixos.

Por exemplo, as asas do íleo podem ser usadas para avaliar um ponto virtual entre os marcadores. A velocidade deste ponto virtual na direção horizontal pode ser calculada ao fazê-lo, apenas corridas onde o animal está se movendo entre 60 a 90 centímetros por segundo são incluídas. Para análise, são necessárias no mínimo 10 execuções.

Cinco corridas em que o membro esquerdo faz contato com a plataforma de força e cinco corridas em que o membro direito faz contato com a plataforma de força. Uma vez que as corridas aceitáveis são identificadas para cada animal, a digitalização dos marcadores de pele restantes deve ser concluída para compensar o movimento da pele. A estimativa do artefato sobre o joelho da posição do joelho é calculada usando os ângulos de triangulação, quadril, joelho e articulação H.

Velocidades e acelerações são determinadas pela postura e os tempos de oscilação também podem ser avaliados. Os dados da força de reação do solo coletados simultaneamente são analisados usando o mesmo software, uma variedade de variáveis para forças em cada uma das três direções ortogonais pode ser calculada. Os dados de força de reação do solo coletados simultaneamente são analisados Usando o mesmo software, uma variedade de variáveis para forças em cada uma das três direções ortogonais pode ser calculada.

Agora mostraremos alguns resultados representativos para representar a utilidade dessa forma de análise de locomotivas. A cinemática e as forças de reação do solo foram determinadas para ratas fêmeas jovens, de meia-idade e geriátricas. A partir dessa análise, foram encontradas diferenças relacionadas à idade para ratas wister.

Em particular, a análise da força de reação do solo demonstra que os ratos geriátricos reduziram a capacidade de frenagem de quatro membros e tendem a usar mais os membros posteriores para estabilização lateral em comparação com os outros grupos de animais, a análise cinemática não revelou diferenças estatísticas entre cada grupo. Embora demonstre que a cinemática pode ser facilmente registrada a partir de praticamente qualquer idade de rato Ao tentar realizar este procedimento. É importante pesar o animal imediatamente antes ou imediatamente após a coleta de dados e calibrar cuidadosamente o sistema antes da coleta de dados seguindo este procedimento.

Outros métodos, como eletrofisiologia clínica de animais inteiros, podem ser usados para responder a perguntas adicionais. Por exemplo, os achados da força de reação cinemática e do solo estão relacionados à regeneração neural ou a alguma outra forma mais ampla de plasticidade neuroanatômica, por exemplo, na regeneração de nervos periféricos? Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como coletar dados cinemáticos da força de reação do solo e dos membros posteriores de ratos que se comportam livremente usando equipamentos disponíveis comercialmente.