Лестница Rung Прогулки Задача: Система подсчета очков и ее практическое применение.
12 июня 2009 г.
Лестницы ступени ходьбе задача нового теста для оценки квалифицированных ходьбе и измерить и передних конечностей и задних конечностей размещения, степпинг, и между конечности координации.
Тест с ходьбой по перекладинам лестницы позволяет оценить навыки ходьбы и измерить показатели как передних, так и задних конечностей: постановку лапы, ширину шага и координацию между конечностями. Аппарат состоит из двух прозрачных стенок из плексигласа длиной один метр и высотой 20 сантиметров, расположенных в одном сантиметре от основания.
Через каждые один сантиметр были просверлены небольшие отверстия. Металлические перекладины длиной 13 сантиметров и диаметром три миллиметра размещаются через равные или разные интервалы вдоль основания стенок. Стенки аппарата можно отрегулировать в соответствии с размером тестируемой крысы.
Расстояние между стенками должно быть достаточно узким, чтобы крыса не могла развернуться внутри аппарата, но не настолько узким, чтобы препятствовать ее естественной походке. Зазора в один сантиметр с каждой стороны от крысы должно быть достаточно. Каждый конец лестницы с перекладинами устанавливается на транспортировочный контейнер.
С одного конца находится нейтральный стартовый контейнер, а с другого — привычный домашний контейнер крысы. Подопытному животному может потребоваться некоторое время, чтобы начать и завершить переход, чтобы уровень стресса оставался низким. Как минимум, крысу не следует подталкивать или подгонять.
Лучше всего позволить животному пересечь аппарат в его собственном темпе. Если крыса постоянно разворачивается в аппарате, возможно, расстояние между стенками слишком большое. Если сужение стенок лестницы не предотвращает такое поведение, тестирующий может поместить руку в канал пересечения сразу за крысой, чтобы зафиксировать ошибку в задании по ходьбе.
Была разработана семибалльная система, согласно которой за каждое постановление лапы на перекладину начисляется от нуля до шести баллов. Эти баллы соответствуют следующим категориям: полный промах/глубокое соскальзывание, легкое соскальзывание, перестановка, корректировка, частичное постановление и правильное постановление (шесть баллов). Полный промах оценивается в ноль баллов и происходит, когда лапа крысы не касается перекладины при попытке постановки, в результате чего животное падает.
Падение определяется как случай, когда конечность проходит между перекладинами, что приводит к нарушению позы и равновесия тела. Полные промахи четырьмя лапами встречаются редко. Глубокое проскальзывание происходит в тех случаях, когда конечность ставится на перекладину, но соскальзывает с нее при переносе веса, что приводит к падению.
Глубокие проскальзывания любой из четырех лап также встречаются редко. Незначительное проскальзывание происходит, когда лапа соскальзывает с перекладины после постановки, но это не приводит к падению, нарушающему процесс ходьбы. Перестановка происходит, когда лапа ставится на перекладину, но быстро переносится на другую перекладину до того, как на нее будет перенесен вес.
Коррекцией считается случай, когда лапа направлена к одной перекладине, но ставится на другую, не касаясь первой. Коррекция также происходит, если лапа ставится на перекладину и быстро перемещается до того, как на нее переносится вес. Такой тип коррекции редко встречается у задних лап.
Частичный захват происходит, когда лапа ставится на перекладину только запястьем или пальцами передней конечности или пяткой и пальцами задней конечности. Правильная постановка лапы требует, чтобы середина подошвы располагалась непосредственно на перекладине. При полной опоре цикл шага считается завершенным, когда одна передняя и одна задняя лапа (обычно контралатеральная задняя лапа) коснулись перекладин и полностью приняли на себя вес крысы.
Фактически это четыре отдельных шага: передняя лапа, затем задняя, затем снова передняя и задняя. Это позволяет крысе установить ритм ходьбы, так как учитываются только последовательные шаги. Если крыса делает остановку на лестнице, последний цикл перед остановкой и первый цикл после нее не засчитываются.
Последний цикл перед тем, как крыса достигнет конца лестницы, также не засчитывается. Ошибки, допущенные другими лапами в результате этого, не регистрируются. Подсчет не должен возобновляться до тех пор, пока лапа, совершившая ошибку, не выполнит один успешный цикл.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
Тест с ходьбой по перекладинам лестницы представляет собой новый метод оценки навыков ходьбы у крыс. Данный тест позволяет измерить точность постановки передних и задних конечностей, шаг, а также межконечностную координацию.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Поведенческая оценка
- Моторная координация
Теоретические основы
- Тест с прохождением по лестнице позволяет получить представление о двигательных навыках.
- Он имеет важное значение для понимания локомоции на моделях животных.
- Данный тест может помочь в оценке неврологических состояний, влияющих на движение.
- Аппарат регулируется для адаптации под крыс разных размеров.
Цель исследования
- Для оценки навыка ходьбы у крыс.
- Для измерения координации между передними и задними конечностями.
- Для обеспечения стандартизированного метода оценки двигательной функции.
Используемые методы
- Использование лестничного аппарата с регулируемыми стенками.
- Оценка поведения при постановке лап и совершении шагов.
- Измерение координации между конечностями во время выполнения задачи.
- Анализ показателей эффективности на основе расстояния между перекладинами.
Основные результаты
- Продемонстрирована возможность точного измерения навыков ходьбы.
- Показаны различия в результатах в зависимости от координации конечностей.
- Подчеркнута важность конструкции аппаратуры при проведении тестирования.
- Предложен надежный метод для будущих неврологических обследований.
Выводы
- Тест на ходьбу по перекладинам лестницы эффективен для оценки двигательных навыков.
- Его можно использовать для оценки влияния неврологических расстройств.
- Этот метод углубляет понимание локомоции на животных моделях.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Тест на ходьбу по лестнице (ladder rung walking task) обеспечивает чувствимую количественную оценку навыков ходьбы у грызунов, что позволяет выявлять незначительные двигательные нарушения при исследовании нейродегенеративных заболеваний. Благодаря одновременной оценке постановки передних и задних конечностей, шага и межконечностной координации, данный метод способствует механистическому снижению рисков при выборе терапевтических мишеней, влияющих на двигательную функцию. Возможность повторного применения в лонгитюдных исследованиях повышает прогностическую достоверность при доклинической валидации мишеней и поиске перспективных соединений.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы, касающиеся функции двигательных цепей и целостности путей в моделях заболеваний.
- Операционная ценность: способствует снижению биологических рисков путем количественной оценки нарушений двигательных функций конкретных конечностей и компенсаторных стратегий.
- Прогностическая ценность: облегчает приоритизацию портфеля препаратов с помощью объективных, воспроизводимых показателей двигательной активности, связанных с воздействием на мишень.
Скрининг и разработка анализа
- Готовность анализа: обеспечивает получение стандартизированных количественных результатов (оценка от 0 до 6 за каждое положение лапы), что позволяет проводить надежный скрининг соединений на предмет влияния на двигательную активность.
- Воспроизводимость: переменное расстояние между перекладинами предотвращает возникновение артефактов обучения, обеспечивая согласованность измерений показателей в разных сессиях и лабораториях.
- Масштабируемость: регулируемый аппарат адаптируется под разные размеры крыс, что поддерживает согласованность между исследованиями и позволяет повторно использовать платформу в процессах поиска новых лекарственных средств.
Трансляционные и доклинические исследования
- Трансляционная преемственность: Позволяет оценивать моторные функции, значимые для патологии, на моделях грызунов, что соответствует клиническим конечным точкам при инсульте, травмах спинного мозга и нейродегенеративных заболеваниях.
- Прогресс с учетом рисков: Обеспечивает чувствительное обнаружение незначительного восстановления или ухудшения двигательных функций, что помогает принимать решения о целесообразности дальнейшей доклинической разработки.
- Снижение механистических рисков: Позволяет отличить истинное нарушение двигательной функции от компенсации за счет обучения, что повышает уверенность в эффектах, опосредованных воздействием на мишень.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данный метод интегрируется в общий цикл поиска новых лекарств — от ранней валидации мишени и идентификации ведущих соединений до доклинических испытаний эффективности, что особенно актуально для программ, направленных на изучение двигательных нарушений.
- Фундаментальная биология: позволяет проверить гипотезы о нейронных путях, управляющих скоординированной ходьбой и взаимодействием конечностей.
- Скрининг: предоставляет количественные, воспроизводимые данные о двигательной активности, необходимые для оценки влияния соединений на двигательную функцию.
- Аналитика: позволяет формировать порядковую оценку (0-6) для каждого постановки лапы, что дает возможность проводить статистическое сравнение двигательных функций между экспериментальными группами.
- Трансляционные исследования: связывают показатели двигательной активности грызунов с клиническим двигательным дефицитом при неврологических заболеваниях, что способствует поиску соответствующих биомаркеров.
- Корпоративное использование: представляет собой масштабируемую стандартизированную платформу для анализа, применимую в нескольких программах по поиску новых нейротерапевтических средств.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает уверенность в прогнозировании при валидации мишеней за счет снижения механистической неоднозначности при оценке моторного фенотипа.
- Операционная ценность: Обеспечивает стандартизацию и воспроизводимость благодаря фиксированным критериям оценки и регулируемой конструкции аппарата.
- Стратегическая ценность: Повышает качество принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) за счет получения чувствительных количественных данных о моторной функции на ранних этапах цикла поиска.
- Влияние на портфель: Позволяет проводить приоритизацию соединений на основе анализа рисков, опираясь на профили моторной безопасности и эффективности.
Рекомендации по реализации
- Требуется опыт в области проведения поведенческих тестов на грызунах и оценки моторных функций.
- Зависимость от специализированного оборудования с регулируемыми стенками из плексигласа и сменными перекладинами.
- Необходим стандартизированный инструктаж для лиц, проводящих оценку, чтобы обеспечить единообразное применение системы балльной оценки размещения от 0 до 6.
- При интерпретации результатов для различных моделей необходимо учитывать базовые показатели моторной функции, специфичные для конкретного вида и линии животных.
- Метод ограничен оценкой навыков ходьбы; он не позволяет зафиксировать спонтанную активность в домашней клетке или сложные паттерны походки.
