バランスとコーディネーションをテスト

Behavioral Science

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Summary

バランス調整は、運動の制御に関与する重要なコンポーネントです。 多くの感覚受容器と神経活動の計測単位は、個人が様々 な活動を実行しながらバランスを維持に役立つ必要があります。 患者運動障害疾患または加齢によるバランス調整に赤字が発生します。したがって、科学者はこれらの条件の背後にある病態生理を理解しようとしています。それを行う方法の 1 つは、齧歯動物モデルを使用して rotarod や平均台など行動パラダイムでそれらをテストです。

このビデオでは、バランスとコーディネーションの背後に現在知られている神経生理学について説明します。 その後、我々 は越える齧歯動物 rotarod と平均台でバランス テストを実行するためのプロトコル。最後に、高齢化、筋ジストロフィーやパーキンソン病を調査するこれらのメソッドを活用したいくつかの現在の研究を説明します。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 行動科学の本質. バランスとコーディネーションをテスト. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

バランスと協調運動は、運動の制御に関与する重要なコンポーネントです。我々 は現在、私たちを助ける多数の感覚および処理システムの基本的なメカニズムが様々 な活動を実行しながら私たちのバランスを維持を理解します。我々 の利点に、マウスなどの実験動物は、バランス、運動協調性を維持するため同様のシステムを使用します。したがって、科学者は、バランスと運動協調性テストでその効果を観察するのにモデルさまざまな生理的条件にマウスを使用できます。

このビデオは簡単にバランスの背後にある神経生理学を説明、調整、一般的に最も一般的なプロトコル続いて使用行動テスト、すなわち rotarod と平均台。最後に、我々 はいくつかを確認します現在実験これら行動パラダイムを使用して行われています。

行動テストのプロトコルを掘り下げる前に、神経生理学的入力と私たちのバランス、運動の協調性を決定する処理単位を見てをみましょう。

またとして知られている固有感覚、空間的な私たちの体の位置の生得的な感覚と組み合わせて視覚的な手掛かりがメインの感覚入力のバランスを決定します。筋肉や関節の proprioceptors と呼ばれるこの現象に関与する受容体があるし、中枢神経系に私たちの物理的な状態に関する情報を提供します。この情報は、私たちの内側の耳に収容されている前庭系からの入力で、「自己受容感覚」残り部分を構成します。前庭系は 3 つの半円形ダクトが、膨大部で覆われて一緒に運河として知られている成っています。これらの運河内に含まれる流体と呼ばれる内リンパです。内にある各管の膨大部稜と呼ばれる特殊な構造には、繊毛を生成する有毛細胞が含まれています。これらの繊毛内リンパを移動することで曲がっているし、脳幹部にある前庭神経核にその情報を送信です。脳幹部の目、関節、前庭系からの入力の並べ替えおよび優先順位を設定します。

最後に、これらすべての感覚入力座標筋精度と連携を高めるための運動指令を微調整する感覚と視覚の情報を無意識のうちに小脳への旅行します。バランスとコーディネーションの神経学的な基礎についてたくさん発見されているが、様々 な疾患の病態を理解する科学者はまだしようとしてください。つまりバランスと調整を調べて齧歯動物の行動テストを行う研究者によって使用されるツールの一つ。

この現象は rotarod の最も一般的に使用されるテストを説明しましょう。

Rotarod 装置は、3 つのコンポーネントで構成されます。最初に、回転の釘は、様々 なサイズに来る。部門と第二に、車線: 装置は、研究者が一度に 5 つの動物までテストすることで、複数のレーンまたは一度に 1 つの動物をテストするため 1 車線だけ成ることがあります。第三に、各レーンの下に位置するプラットフォームを提供する安全な着陸ゾーン、動物の回転棒から落ちる場合。これらのプラットフォームより近代的な設備で動物の落下を感じ、自動的にレコードの「降りの時間」。

訓練や実験、前に順化の期間は、動物は、テストの前に穏やかな状態であることを保証します。日のシリーズで 1 日複数回の加速 rotarod の上を歩いて動物を伴うトレーニングおよび動物の平均「時間に落ちる」が高原に始まれば完全と見なされます。最初に、動物は、ダボで置かれ、最大速度に回転が徐々 に増大し、一方、rotarod は低速に設定されます。マウス間のトレーニング走行を休ませるべきで、その時に装置徹底的にきれいにされるべき。

次のトレーニング、実験的介入、薬物治療、手術による病変または他の物理的な操作などを実行できます。テストは、ダボの速度が徐々 に増すデータは「落下する時間」として記録されますトレーニング セッションと同じプロトコルに従ってください。最大試験時間は動物に無理ないように定義しなければなりません。「秋に」各マウスの記録し、実験によって試験の数が異なるを平均しました。

バランスとコーディネーションをテストする 2 番目の共通行動アッセイは、ビームを使用しています。バランスなど数多くの異なる梁は単純な複雑で、斜めの梁など、基本的なセットアップは中断テーブルまたは表面上の 50-100 センチ長さ 1 メートル ビームから成る。モーション センサーやビデオ レコーダー、動物のビーム走査時間を測定しています。開始時点で照明、嫌悪刺激として機能しながら、終点であるネスティング材料を含んでいる囲まれたボックスはマウスのための魅力として機能します。

平均台トレーニング通常発生まで 1 日 3 回数日。トレーニング続けて平均ビーム走査時間を開始する; 高原までただし、過剰訓練は失速しビームをオンを増加可能性があります。次の実験的変調テスト フェーズを開始とデータが「を通過する時間」として記録されています。通常、少なくとも 2 つの交差のテスト動物いない停止か催促を必要とを平均することによって結果が得られます。

我々 は、一般的に使用される行動テストの実験のセットアップを見てきました、今は、これらのメソッドのいくつかの特定のアプリケーションを見てみましょう。

高齢化は、通常生物学的プロセスは、有毛細胞生成の少ない繊毛も死ぬことを始めると、これの 1 つの結果は前庭系の劣化です。これの結果は、高齢者の増加につながるバランスの喪失の滝です。この実験では、さまざまな年齢のマウスは斜めのビームを走査する尋ねた回転子を 20 秒間、すぐに後で反対した前庭のチャレンジを行った。研究者は、古いマウスはもっと劇的に受けないこと前庭挑戦若いマウスより観察。

Rotarod テストは、総運動障害や耐疲労性、筋ジストロフィーのような疾患を勉強に最適の勉強に便利です。筋ジストロフィーの特徴は、モビリティ、調整およびバランスの赤字の結果最終的に筋肉の損傷です。この実験では、研究者は、rotarod 筋ジストロフィー モデル マウスと野生型マウスの実行時間を比較しました。

パーキンソン病は黒質のドーパミン作動性ニューロンの死によって特徴付けられる、運動障害、協調運動の喪失は頻繁に示します。この実験挑戦的なビーム試験が行われました。遺伝子組み換えのパーキンソン病モデルに野生型マウスを比較すると、ステップごとのエラーとビーム幅あたりエラーが増加、パーキンソン病のマウスが増加したことが観察されました。

バランスおよび調整テストにゼウスのビデオを見てきただけ。このビデオでは、バランスとの調整、バランスをテストするいくつかの著名な手法とこれら行動の神経科学研究所の最終的にいくつかのアプリケーションに関わる神経基盤を今日について説明します。いつも見てくれてありがとう!

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