Asymmetric Passagem: A Novel de Ensaio Comportamental de Estudos de Asymmetric Locomotion

Este vídeo relata um novo método de baixo custo para avaliar assimetrias de marcha em ratos, usando uma tarefa precisa de posicionamento preciso dos membros locomotores. As durações de fase em uma faixa de velocidades de caminhada da marcha quadrúpede são usadas para calcular um índice para pontuar as habilidades dos animais. Nosso raciocínio foi desenvolver uma tarefa comportamental que avaliasse quantitativamente as mudanças no controle preciso de comportamentos locomotores simétricos.

Esta tarefa oferece uma oportunidade para discernir as contribuições de uma via descendente para a regulação da fase locomotora. Por exemplo, gravações simultâneas ou estimulação no córtex motor relatariam como contribuição para a modulação das fases musculares nesta tarefa. Construa o aparelho como uma caixa de plástico aberta com suportes de alumínio em cada canto.

Inclua uma estrutura formada por corrimão de alumínio ranhurado para fornecer oportunidades flexíveis para a colocação de pinos. A colocação dos pinos define o comprimento da passada imposta ao animal. Em cada um dos quatro cantos, coloque uma plataforma quadrada de 20 centímetros.

O espaço entre as plataformas deve acomodar a distância percorrida por pelo menos um ciclo completo de passos. Para criar uma condição de marcha, prenda pinos de alumínio nos trilhos. Eles funcionam como pontos de apoio para o passo do rato.

As estacas devem ser pré-dobradas a dois pontos a cinco centímetros da ponta e devem ter um centímetro de diâmetro. Prenda os pinos com suportes deslizantes que podem ser ajustados com uma chave de fenda e, assim, posicione com precisão os apoios para os pés. Depois de posicionar os pontos de apoio, certifique-se de que as distâncias estejam corretas e que estejam no mesmo nível horizontal.

Padronize as posições de pinos para três tarefas de etapas. Primeiro, faça uma tarefa motora simétrica com comprimentos de passada de 15 centímetros, definindo os comprimentos de passada esquerda e direita para sete vírgula cinco centímetros. Em segundo lugar, crie uma condição simétrica com um desafio de interstride alterando esses comprimentos para seis centímetros e, assim, alterando o passo para 12 centímetros.

Em terceiro lugar, crie uma tarefa assimétrica com um comprimento de passada de 15 centímetros. Ajuste a posição entre os pinos para tornar o comprimento do interstride desigual em 20%A tarefa tem duas configurações, sendo o interstride esquerdo ou direito mais curto. Assim, cada lado da passarela pode representar uma condição de marcha separada.

Agora, ao lado do aparelho, posicione uma câmera HD que possa gravar 60 quadros por segundo. Ajuste o campo de visão para cobrir cerca de sete degraus e não inclua os degraus mais próximos das plataformas. Primeiro, prepare o ambiente de treinamento.

Defina os comprimentos de interpassada para apenas um centímetro e coloque uma recompensa em cada plataforma. Agora, deixe o rato explorar livremente o novo ambiente por cerca de cinco minutos. Em seguida, guie o animal pelo arranjo de pinos, apresentando-lhe a recompensa.

Quando o rato chegar a uma plataforma, além da recompensa alimentar, forneça uma recompensa verbal e acaricie-o nas costas. Venha aqui, bem aqui. Você está tão perto.

Após cinco corridas de treinamento, aumente o espaço entre os pinos em um ou dois centímetros nas próximas cinco corridas. O objetivo é estender gradualmente a distância do pino até que a passada simétrica de 15 centímetros seja alcançada. Se o rato estiver tendo problemas para aprender a tarefa, isso ficará evidente a partir de passos inconsistentes com paradas frequentes e postura agachada.

Sempre que um espaçamento maior dos pinos induzir ansiedade ou desconforto, basta reajustar os pinos para suas posições anteriores e repetir esse nível de treinamento. É possível treinar e depois testar o mesmo rato em um único dia se o rato estiver motivado. Quando o rato tiver aprendido a tarefa, sua caminhada será consistente, sem paradas ou erros.

Seu balançar de cabeça será mínimo, suas costas serão arqueadas e sua cauda será levantada. Passos rápidos com pouca variabilidade de velocidade, no entanto, geralmente são um sinal de que o rato está usando um galope em vez de uma caminhada. Esse comportamento deve ser evitado treinando o rato para se mover em velocidades mais baixas.

Do ponto de vista da câmera, é essencial que cada membro seja visível no início e no deslocamento da fase de apoio. Quando todos esses critérios forem atendidos, os testes podem começar. Para os testes, use as quatro configurações de pinos padronizadas com um design de sessão aleatória, incluindo pausas, para evitar a adaptação à tarefa.

Os detalhes são fornecidos no protocolo de texto. Salve os vídeos e use o software de edição de vídeo para selecionar os ataques de caminhada para análise. A taxa de 60 quadros por segundo é essencial para a pontuação da tarefa.

Para cada sessão de caminhada, pontue o início e o deslocamento das fases cinemáticas. Isso pode ser feito em uma variedade de softwares quadro a quadro. Nesse caso, é empregado um software personalizado escrito em MATLAB.

O início da postura é pontuado quando há uma perda de desfoque de movimento. O deslocamento de postura é pontuado quando há a primeira evidência de desfoque de movimento. Depois que as fases do balanço forem todas contadas, plote-as em função do ciclo de etapas correspondente usando um script MATLAB.

Os dados foram coletados de oito indivíduos e analisados conforme descrito. Visto aqui é a análise de assimetria para um assunto. A análise combinada dos oito sujeitos mostra que, geralmente, a modulação da fase de apoio do membro anterior foi diminuída para o lado para o qual a condição de locomoção foi favorecida, e vice-versa.

A ANOVA com correção conservadora de Bonferroni mostrou diferença significativa entre as duas condições assimétricas nos índices de assimetria, incluindo o índice de simetria horizontal anterior. A assimetria vertical direita mostrou uma tendência de diferença entre as duas condições. Da mesma forma, foi encontrada diferença significativa no índice de diagonalidade entre duas condições assimétricas.

Não foram encontradas diferenças nesse índice entre as demais tarefas, com base na ANOVA com teste t post hoc, e nenhuma correção alfa. Modelos animais de acidente vascular cerebral focal e amolesão da medula espinhal causam déficits de movimento semelhantes aos observados clinicamente, e a lesão da trilha espinhal cortical dessa maneira impede esse comportamento preciso de pisada. Isso pode resultar em um atraso no início de fases locomotoras consecutivas, o que é consistente com uma assimetria na relação passo-comprimento e no tempo de apoio de um único membro observado em pacientes pós-AVC.

Os animais que adquiriram a tarefa são agora primordiais para avaliação locomotora em modelos de lesões corticais, como oclusão da artéria cerebral média e lesão cerebral traumática.