Анализ походки возраст зависимых моторных дефектов у мышей с нейродегенеративные

В этом исследовании мы продемонстрировать использование кинематической походка анализа, основанного на брюшной плоскости imaging для мониторинга тонкие изменения в двигательной координации, а также прогрессирование нейродегенеративные с возрастом в моделях мыши (например, endophilin мутант мыши линии).

Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в исследованиях старения и нейродегенерации, такие как возникновение и прогрессирование аномалий походки и моторных аномалий с возрастом и, в частности, на мышиных моделях нейродегенеративных заболеваний. Результатом такого статуса может быть гораздо лучшее понимание двигательных нарушений у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона или атаксии. Основное преимущество использования видеоанализа походки заключается в том, что он позволяет изучать как тонкие, так и тяжелые двигательные нарушения в мышиных моделях нейродегенерации.

Начните с определения состояния здоровья каждого животного, внимательно изучив его и взвесив на весах. Аккуратно нанесите красную краску для пальцев на лапы животного с помощью кисточки. Поместите животное в запасную чистую клетку, пока краска не высохнет.

Далее установите скорость работы беговой дорожки на верхней правой панели аппарата. Затем поместите животное в испытательную камеру и накройте ее темной тканью, чтобы позволить каждому животному приспособиться в течение одной-двух минут. Включите свет в испытательной камере, повернув поворотный переключатель подсветки беговой дорожки в положение «вкл».

Немного приоткройте крышку, чтобы вы могли наблюдать за животным во время выполнения задания. Запустите беговую дорожку примерно на полсекунды, чтобы предупредить животное о том, что задание вот-вот начнется. Поверните поворотный переключатель беговой дорожки вперед, чтобы запустить беговую дорожку.

Затем нажмите кнопку «Запись» в программном обеспечении имидж-сканера. Как только животное будет бежать стабильно, запишите не менее пяти секунд, прежде чем остановить беговую дорожку. Остановите запись, нажав «Стоп» в программном обеспечении имидж-сканера, и поверните поворотный переключатель беговой дорожки обратно в выключенное положение.

Затем нажмите кнопку «Редактировать» в программном обеспечении имидж-сканера, чтобы открыть меню, в котором можно задать начальную и конечную точки раздела видео. Перемещайтесь по видео с помощью ползунка в нижней части экрана. Чтобы выбрать текущую точку времени в качестве начальной или конечной точки, нажмите «От номера кадра» и «До» соответственно.

Убедитесь, что секция содержит не менее семи шагов на лапу или четырнадцать шагов в общей сложности, чтобы животное стабильно бежало с постоянной скоростью. Наконец, введите идентификацию животного, дату рождения, вес и пол. Сохраните данные в нужном месте на компьютере или сервере.

Принцип анализа походки на основе видео заключается в измерении площади лапы, соприкасающейся с поверхностью, с течением времени для каждой отдельной лапы. Из записанных видео можно извлечь многие параметры динамики походки и осанки, например, время замаха, время и ширину стойки, длину шага и частоту. Другие особенности походки, такие как коэффициент атаксии или вариабельность угла шага, могут быть рассчитаны на основе первичных измерений.

Начните анализ видео, запустив программное обеспечение для анализа и нажав кнопку «Выбрать папку для изучения», чтобы выбрать папку с записанными видео. Выберите одно видео и нажмите «Перерисовать».Используйте функцию перерисовки, чтобы выбрать область, где работает мышь. Обратите внимание, что этот раздел должен содержать только мышь и белый фон.

Затем введите значения в поля длины и ширины, чтобы изменить маску, исключающую красную область вокруг морды животного для анализа. Отрегулируйте ползунки, фильтруйте шум и фильтруйте шерсть и темные пятна, чтобы оптимизировать черно-белый отпечаток лапы. Установите ползунок шума фильтра в положение от 800 до 950 для черных животных и от 700 до 800 для коричневых или белых животных, в зависимости от точного цвета меха животного, и нажмите кнопку ОК.

Затем выберите видео, которое прошло первую корректировку и выберите функцию Go, чтобы начать анализ видео. Далее выберите анализируемое видео и нажмите кнопку «Перейти».Обратите внимание, что область отпечатка лапы, соприкасающаяся с ремнем с течением времени для каждой отдельной лапы, теперь можно увидеть. Чтобы сравнить исходное видео и рассчитанный отпечаток лапы для выбранной области, выберите функцию Воспроизвести видео.

Чтобы исправить мелкие ошибки, используйте опцию «Исправить», «Подключить» или «Удалить». Используйте опцию Правильно, чтобы удалить неправильный сигнал. Щелкните один раз, чтобы увеличить соответствующую область, и отметьте левую границу удаляемого объекта вторым щелчком и правую границу третьим щелчком.

Используйте опцию Connect для объединения двух сигналов. Щелкните один раз, чтобы увеличить соответствующую область, и дважды щелкните посередине двух объектов, которые нужно объединить. Используйте опцию Удалить, чтобы полностью удалить временные точки из анализа.

Щелкните один раз, чтобы увеличить соответствующую область, и отметьте левую границу области, которую нужно удалить, вторым щелчком и правую границу третьим щелчком. Затем выберите «Следующая ветвь», чтобы пройти через четыре конечности. Обратите внимание, что после нажатия кнопки «Следующая конечность» после последней лапы программное обеспечение завершает анализ и показывает результаты для животного на четырех экранах.

Наконец, после того как все видео из одного эксперимента будут проанализированы, выберите все видео и нажмите «Реорганизовать результаты», чтобы экспортировать результаты. Около 50 параметров походки рассчитываются и перечисляются в экспортируемом файле. Отсортируйте результат по группе, возрасту и скорости бега и проанализируйте все эти условия независимо друг от друга.

В анализе походки мышей дикого типа с преклонным возрастом результаты показали, что поза с нормализованной шириной животного не меняется с возрастом. Тем не менее, двойная поддержка задних конечностей и нагрузка на конечности увеличиваются с возрастом у диких животных. Кроме того, в то время как все протестированные животные могут бегать со скоростью 30 метров в секунду в течение одного месяца, у мутантов эндофилина с возрастом развивается дефицит бега.

Кроме того, у мутантов эндофилина нарушается ритм ходьбы. Например, время движения уменьшается у мутантов эндофилина с возрастом мышей. При попытке пройти эту процедуру важно помнить, что самым важным этапом является запись оригинального видео.

Весь дальнейший анализ зависит от хорошего качества видео. Анализ походки является полезным методом категоризации походки и двигательного поведения в мышиных моделях нейродегенерации. Однако некоторые аспекты двигательного поведения, например, мышечная сила, не оцениваются должным образом этим методом.

Но поэтому команда дополняет видеоанализ походки батареей других тестов на поведение моторики, таких как сила хвата и ходьба по лучу. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее понимание того, как выполнять анализ походки на моделях мышей, у которых с возрастом развиваются двигательные нарушения.