平衡与协调测试

Behavioral Science

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Summary

平衡和协调是关键成分,参与运动的控制的。 许多感受器和神经处理单元都必须帮助个人在执行各项活动时保持平衡。 患有运动障碍或因老化引起的患者出现了赤字的平衡和协调。因此,科学家们都试图了解这些条件背后的病理生理。一个的方式做到这一点是通过使用啮齿动物模型和测试他们如动物或平衡木的行为范式。

这个视频讨论了目前已知的神经生理学背后的平衡和协调。 接着,我们通过运行中使用的动物和平衡木的啮齿类动物的平衡测试的协议。最后,我们将讨论一些利用这些方法来探讨老化、 肌营养不良症和帕金森病的研究现状。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 行为科学精要. 平衡与协调测试. JoVE, Cambridge, MA, (2019).

平衡和运动协调是关键成分,参与运动的控制的。我们现在了解帮助我们众多的感官和加工系统的基本机制保持我们平衡同时执行各种活动。对我们有好处,实验动物,如老鼠,使用类似的系统来维护平衡和电机的协调。因此,科学家可以使用小鼠模型不同生理条件观察中平衡和电机协调测试其效果。

这个视频将简要讨论神经生理学背后的平衡和协调,其次是最大的通用协议通常使用行为测试,即动物和平衡木。最后,我们将回顾一些当前的实验正在进行使用这些行为的范式。

在深入之前的行为测试协议,让我们看看神经生理学的投入和确定我们的平衡和电机的协调的处理单元。

加上天生的空间,也被称为本体感觉,我们的身体位置感的视觉线索是主要的感官输入,确定我们的平衡。受体参与这一现象称为本体感受器,发现在肌肉和关节,和他们提供有关我们对中枢神经系统的物理状态的信息。这一信息,结合输入从前庭系统,是住在我们的耳朵,使把剩下的我们"本体感"。前庭系统是由三个半圆管上限由壶腹,一起被称为运河。包含在这些运河是流体称为内淋巴液。一个专门的结构,称为吸盘,位于每个运河,壶腹内包含产生纤毛的毛细胞。它是这些纤毛,通过移动内淋巴液弯曲和这些信息传输到前庭神经核,分别位于脑干。在脑干、 眼睛、 关节和前庭系统的投入进行排序和优先考虑。

最后,所有这些感官输入旅行到小脑,下意识地协调本体感觉和视觉信息来调整电机的命令来增加肌肉精度和协调。虽然,很多已被人发现关于神经学为基础的平衡和协调,科学家仍然试图理解各种运动障碍的病理生理学。研究人员用来做到这一点的工具之一是啮齿类动物的行为试验检测平衡和协调。

让我们讨论一下这种现象的动物最常用的试验。

用仪器是由三个组件组成。第一,该旋压桩,来自各种尺寸。第二,车道与司: 该仪器可组成多个车道,允许研究人员对测试由五种动物一次或只是单线进行一次测试的一种动物。第三,位于每个车道下方的平台,提供安全着陆区为动物如果他们从纺丝销掉。在更先进的装备,这些平台能感觉动物下降,和自动记录"时间下降"。

培训或实验,驯化期确保动物测试之前处于平静状态。培训课程涉及走路的加速动物几届会议期间每一天的日子,举行一系列动物和被视为完整的一旦动物的平均"时间下降"开始高原。最初,动物是设置为低速,而动物放置的销子,和旋转然后逐渐增加到最大速度。小鼠应获准休息中间培训运行,并在这段时间该装置应彻底清洗。

可以执行以下培训,实验性的干预措施,如药物治疗、 手术诱发的病变或其他物理的操作。为测试,遵循相同的协议作为培训会议销速度逐渐增加数据记录作为"掉的时间"。最长的测试时间应该定义,不要用力过猛的动物。"时间坠入"每个鼠标是记录和不同数量的试验,根据试验的平均值。

第二个常见的行为分析,测试平衡和协调利用一束。众多不同的平衡梁存在包括简单、 复杂,和斜梁,但基本的设置,组成一米长杆吊 50-100 厘米以上的表或表面。运动传感器或录像机是目前测量动物梁遍历时间。包含位于终点的筑巢材料封闭的框作为吸引力为鼠标,而在起始点的照明将作为一种厌恶的刺激。

在平衡木上的训练通常发生达每日三次几天。训练继续,直到平均梁遍历时间开始高原;然而,过度会导致增加的停滞和转动在横梁上。之后实验调制测试阶段开始,和数据,都记录为"要遍历的时间"。通常情况下,获平均至少两个过境点在其中测试的动物没有停止或需要刺激的效果。

现在,我们已经看到的常用行为测试实验性的设置,让我们看看这些方法的一些具体应用。

衰老是一个正常的生物学过程,其后果之一是退化的前庭系统如毛细胞产生较少的纤毛,也开始死亡。这样做的结果是失去平衡,导致增加摔倒的老人。在这个实验中,小鼠不同年龄段的经历前庭的挑战,他们被抛在转子为 20 秒和后立即问要遍历斜的梁。研究人员观察到年老的老鼠更显著受前庭挑战比年轻的老鼠。

动物试验是有用的学习总电机赤字和抗疲劳性能,使它成为理想的学习像肌营养不良症的疾病。肌营养不良症的特点是肌肉损伤,最终导致赤字在调动、 协调和平衡。在这个实验中,研究人员比较了运行时间鼠标与野生型小鼠肌营养不良症模型的动物。

帕金森病大鼠黑质多巴胺能神经元死亡的特点是和经常介绍了电机赤字与损失的协调。在这个实验中,进行了具有挑战性的梁试验。比较野生型小鼠转基因帕金森病模型,观察帕金森症的老鼠增加了每个步骤的错误和波束宽度每增加的错误。

你刚看了朱庇特的平衡和协调测试视频。这个视频今天讨论神经相关的平衡和协调,一些突出的方法来测试平衡和这些行为神经科学实验室中测试的最后几个应用程序。一如既往,感谢您收看 !

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