Análise de marcha de idade-dependente de perturbações Motor em camundongos com neurodegeneração

Neste estudo, vamos mostrar o uso da análise cinemática da marcha com base no plano ventral da imagem latente para monitorar as mudanças sutis na coordenação motora, bem como a progressão de neurodegeneração com o avançar da idade em modelos do rato (por exemplo, endophilin mutante linhas de rato).

Este método pode ajudar a responder a questões-chave na Pesquisa de Envelhecimento e Neurodegeneração, como o início e a progressão da marcha e anormalidades motoras com a idade e, em particular, em modelos de camundongos de doenças neurodegenerativas. O resultado de tal status pode ser traduzido em uma compreensão muito melhor das deficiências motoras em pacientes com doenças neurodegenerativas, por exemplo, doença de Parkinson ou ataxias. A principal vantagem de usar a análise de marcha baseada em vídeo é que ela permite estudar deficiências motoras sutis e graves em modelos de neurodegeneração em camundongos.

Comece determinando o estado de saúde de cada animal, examinando-o de perto e pesando-o em uma balança. Aplique suavemente tinta vermelha nas patas do animal com um pincel. Coloque o animal em uma gaiola sobressalente e limpa enquanto a tinta seca.

Em seguida, defina a velocidade da esteira no painel superior direito do aparelho. Em seguida, coloque o animal na câmara de teste e cubra-o com um pano escuro para permitir que cada animal se ajuste por um a dois minutos. Acenda a luz na câmara de teste girando o interruptor rotativo da luz da esteira para a posição ligado.

Abra um pouco a tampa para que você possa observar o animal durante a tarefa. Inicie a esteira por cerca de meio segundo para avisar o animal de que a tarefa está prestes a começar. Gire a chave rotativa da esteira para frente para iniciar a esteira.

Em seguida, clique no botão Gravar no software do gerador de imagens. Quando o animal correr de maneira estável, registre por pelo menos cinco segundos antes de parar a esteira. Pare a gravação clicando em Parar no software do gerador de imagens e gire a chave rotativa da esteira de volta para a posição desligada.

Em seguida, clique no botão Editar no software de imagem para abrir um menu no qual o ponto inicial e final da seção de vídeo pode ser definido. Navegue pelo vídeo usando o controle deslizante na parte inferior da tela. Para selecionar o ponto de tempo atual como o ponto inicial ou final, clique em Do número do quadro e Até, respectivamente.

Certifique-se de que a seção contenha pelo menos sete passos por pata ou quatorze passos no total do animal correndo de forma estável a uma velocidade constante. Por fim, insira a identificação do animal, data de nascimento, peso e sexo. Salve os dados em um local desejado no computador ou servidor.

O princípio da análise de marcha baseada em vídeo é medir a área da pata em contato com a superfície ao longo do tempo para cada pata individual. Muitas dinâmicas de marcha e parâmetros de postura podem ser extraídos dos vídeos gravados, por exemplo, o tempo de balanço, tempo e largura de apoio, comprimento da passada e frequência. Outras características da marcha, como coeficiente de ataxia ou variabilidade do ângulo do passo, podem ser calculadas a partir das medições primárias.

Inicie a análise de vídeo iniciando o software de análise e clicando em Selecionar pasta de estudo para selecionar a pasta com os vídeos gravados. Selecione um vídeo e clique em Ir.Use a função de redesenhar para selecionar a área onde o mouse está sendo executado. Observe que esta seção deve conter apenas o mouse e o fundo branco.

Em seguida, insira valores nas caixas de comprimento e largura para alterar a máscara que exclui a área vermelha ao redor do focinho do animal para análise. Ajuste os controles deslizantes, filtre o ruído e filtre o pelo e manchas escuras para otimizar a impressão da pata em preto e branco. Defina o controle deslizante de ruído do filtro para 800 a 950 para animais pretos e para 700 a 800 para animais marrons ou brancos, dependendo da cor exata do pelo do animal, e selecione OK.

Em seguida, selecione um vídeo que passou no primeiro ajuste e selecione a função Ir para iniciar a análise do vídeo. Em seguida, selecione um vídeo analisado e clique em Ir.Observe que a área de impressão da pata em contato com o cinto ao longo do tempo para cada pata separada agora pode ser vista. Para comparar o vídeo original e a impressão pata calculada para a área selecionada, selecione a função Reproduzir vídeo.

Para corrigir pequenos erros, use a opção Corrigir, Conectar ou Excluir. Use a opção Corrigir para excluir um sinal errado. Clique uma vez para ampliar a área relevante e marque a borda esquerda do objeto a ser removido com um segundo clique e a borda direita com o terceiro clique.

Use a opção Conectar para combinar dois sinais. Clique uma vez para ampliar a área relevante e clique duas vezes no meio dos dois objetos a serem combinados. Use a opção Excluir para remover completamente os pontos de tempo da análise.

Clique uma vez para ampliar a área relevante e marque a borda esquerda da área a ser removida com o segundo clique e a borda direita com o terceiro clique. Em seguida, selecione Próximo membro para prosseguir pelos quatro membros. Observe que, depois que o Next Limb é clicado após a última pata, o software conclui a análise e mostra os resultados do animal em quatro telas.

Por fim, depois que todos os vídeos de um experimento forem analisados, selecione todos os vídeos e clique em Reorganizar resultados para exportar os resultados. Cerca de 50 parâmetros de marcha são calculados e listados no arquivo exportado. Classifique o resultado por grupo, idade e velocidade de corrida e analise todas essas condições de forma independente.

Na análise da marcha em camundongos selvagens com o avanço da idade, os resultados indicaram que a postura com a largura normalizada do animal não se altera com o avanço da idade. No entanto, o suporte duplo dos membros posteriores e a carga dos membros aumentam com a idade em animais selvagens. Além disso, enquanto todos os animais testados podem correr a 30 metros por segundo em um mês, os mutantes da endofilina desenvolvem déficits de corrida à medida que envelhecem.

Além disso, o ritmo da marcha é prejudicado em mutantes de endofilina. Por exemplo, o tempo de propulsão diminui nos mutantes de endofilina à medida que os camundongos envelhecem. Ao tentar o procedimento, é importante lembrar que a etapa mais crítica é a gravação do vídeo original.

Todas as análises posteriores dependem de vídeos de boa qualidade. A análise da marcha é um método útil para categorizar a marcha e o comportamento motor em modelos de neurodegeneração em camundongos. No entanto, alguns aspectos do comportamento motor, por exemplo, a força muscular, não são adequadamente avaliados por esse método.

Mas, portanto, um comando complementando a análise de marcha baseada em vídeo com uma bateria de outros testes de comportamento motor, como força de preensão e caminhada na trave. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como realizar a análise da marcha em modelos de camundongos que desenvolvem comprometimento motor com o envelhecimento.