Balance und Koordination testen

Behavioral Science

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Summary

Gleichgewicht und Koordination sind wichtige Komponenten in die Steuerung der Bewegung beteiligt. Viele sensorische Rezeptoren und neuronale Verarbeitungseinheiten sind verpflichtet, Personen, die Balance zu halten, während der Durchführung der verschiedenen Aktivitäten zu helfen. Defizite in der Balance und Koordination auftreten bei Patienten mit Bewegungsstörungen oder aufgrund von Alterung. Deshalb versuchen Wissenschaftler, die Pathophysiologie hinter diesen Bedingungen zu verstehen. Eine Möglichkeit dazu ist mit Nager-Modelle und testen sie auf Verhaltensstörungen Paradigmen wie Rotarod oder Schwebebalken.

Dieses Video beschreibt die derzeit bekannten Neurophysiologie hinter Balance und Koordination. Dann gehen wir über Protokolle um Balance Tests bei Nagetieren mit dem Rotarod und Schwebebalken. Abschließend besprechen wir einige aktuelle Studien unter Verwendung dieser Methoden um Altern, Muskeldystrophie und Parkinson-Erkrankung zu untersuchen.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Behavioral Science. Balance und Koordination testen. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Gleichgewicht und Bewegungskoordination sind wichtige Komponenten, die Steuerung der Bewegung beteiligt. Wir wissen derzeit, dass die grundlegenden Mechanismen der zahlreichen sensorischen und verarbeitende Systeme, die uns helfen unser Gleichgewicht zu halten, während der Durchführung der verschiedenen Aktivitäten. Zu unserem Vorteil nutzen Labortieren wie Mäuse, ähnliche Systeme für die Aufrechterhaltung der Balance und Motor Koordinierung. Wissenschaftler können daher Mäuse zu verschiedenen physiologischen Bedingungen Modell verwenden, um ihre Wirkung im Gleichgewicht und Bewegungskoordination Tests zu beobachten.

Dieses Video wird kurz der Neurophysiologie hinter Gleichgewicht und Koordination, gefolgt von der allgemeinen Protokolle für die meisten allgemein verwendeten Verhaltens-Tests, nämlich die Rotarod und Schwebebalken. Zu guter Letzt überprüfen wir einige aktuelle Experimente durchgeführt werden, verwenden diese Verhaltensstörungen Paradigmen.

Vor dem Eintauchen in den Protokollen von Verhaltens-Tests, werfen wir einen Blick auf die neurophysiologischen ein- und Verarbeitungseinheiten, die unsere Balance und Motor Koordinierung zu bestimmen.

Visuelle Hinweise in Kombination mit den angeborenen Sinn für unseren Körper Position im Raum, auch bekannt als Propriozeption, sind die wichtigsten Sinneseindrücke bestimmen unser Gleichgewicht. Beteiligt an diesem Phänomen, genannt Propriozeptoren, Rezeptoren befinden sich in Muskeln und Gelenken, und sie informieren über unseren körperlichen Zustand auf das zentrale Nervensystem. Diese Information, zusammen mit Input aus dem vestibulären System, welches in unserem Innenohr untergebracht ist, bilden den Rest unserer "propriozeptive Sinn." Das vestibuläre System besteht aus drei halbkreisförmigen Kanäle begrenzt durch eine Ampulle, die zusammen als Kanäle bezeichnet werden. In diese Kanäle enthalten, ist eine Flüssigkeit namens Endolymphe. Eine spezielle Struktur bekannt als Cupula, befindet sich in der Ampulle pro Kanal enthält Haarzellen, die Cilien zu produzieren. Es ist diese Flimmerhärchen, die durch Bewegung der Endolymphe verbogen sind und übertragen diese Information an die vestibulären Kerne, die im Hirnstamm befinden. Eingänge aus den Augen, Gelenke und vestibulären Systems werden im Hirnstamm sortiert und priorisiert.

Zu guter Letzt Reisen diese Sinneseindrücke in das Kleinhirn, das unbewusst propriozeptive und visuelle Informationen motorische Befehle Muskel Präzision und Koordination erhöhen die Feinabstimmung koordiniert. Obwohl viel über die neurologische Grundlage des Gleichgewichts und der Koordination entdeckt wurde, versuchen Wissenschaftler noch zu verstehen, die Pathophysiologie der verschiedenen Bewegungsstörungen. Eines der Werkzeuge, die von Forschern verwendet werden, dafür ist der Nagetier Verhaltens Test untersuchen, Gleichgewicht und Koordination.

Sprechen wir über die am meisten verwendeten Test für dieses Phänomen-die Rotarod.

Rotarod Apparat besteht aus drei Komponenten. Erstens: der Spinnen-Dübel, die in verschiedenen Größen kommt. Zweite, Bahnen mit Spaltungen: der Apparat kann setzt sich aus mehreren Bahnen, die Forscher auf Probe bis zu fünf Tiere auf einmal zu ermöglichen, oder nur eine einzige Spur zu einem Zeitpunkt zu Testzwecken ein Tier. Drittens bieten die Plattformen befindet sich unter jeder Spur, die eine sichere Landung-Zone für das Tier wenn sie aus der Spinnerei Dübel fallen. In modernere Ausrüstung können dieser Plattformen Tiere fallen, und automatisch aufzuzeichnen "zu fallen."

Vor dem Training oder experimentieren sorgt für ein Zeitraum der Akklimatisierung Tiere in einem ruhigen Zustand vor der Prüfung. Schulungen beinhalten Tiere gehen auf eine beschleunigte Rotarod für mehrere Sitzungen pro Tag über mehrere Tage, und gilt als abgeschlossen, sobald die Tiere durchschnittliche "fallen" beginnt Plateau. Zunächst ist die Rotarod auf eine niedrige Drehzahl festgelegt, während Tiere sich auf der Dübel befinden und Drehung wird dann schrittweise auf eine maximale Geschwindigkeit erhöht. Mäuse dürfen dazwischen Trainingsläufe ruhen, und während dieser Zeit sollte das Gerät gründlich gereinigt werden.

Nach Ausbildung, experimentelle Interventionen, wie medikamentöse Behandlung, chirurgisch induzierten Läsionen oder andere physikalische Manipulation kann durchgeführt werden. Folgen Sie zum testen, das gleiche Protokoll wie das Training wo Dübel Geschwindigkeit schrittweise erhöht und die Daten sind als "Time to fallen." Eine maximale Testzeit sollte definiert werden, damit die Tiere nicht Ausdauerübungen. "Time to fallen" für jede Maus ist aufgezeichnet und über unterschiedliche Anzahl der Prüfungen je nach dem Experiment gemittelt.

Die zweite gemeinsame Verhaltens Assay, der Balance und Koordination testet verwendet einen Strahl. Zahlreiche unterschiedliche Schwebebalken vorhanden einschließlich einfache, komplexe und schräge Balken, aber die Grundeinstellung besteht aus einem ein Meter langen Balken 50-100 Zentimeter über einem Tisch oder Oberfläche ausgesetzt. Bewegungssensoren oder Videorekorder sind tierische Strahl Traversal Zeit messen. Eine geschlossene Box mit Nistmaterial befindet sich am Endpunkt dient als Attraktion für die Maus während Beleuchtung am Startpunkt als einen aversiven Reiz handeln würde.

Training auf dem Schwebebalken tritt in der Regel bis zu drei Mal pro Tag über mehrere Tage. Training wird fortgesetzt, bis durchschnittliche Strahlzeit Traversal beginnt Plateau; jedoch kann Übertraining führen zu erhöhten abwürgen und drehen auf dem Balken. Nach experimentellen Modulation die Testphase beginnt, und Daten werden aufgezeichnet, als "Zeit zu durchqueren." In der Regel sind Ergebnisse von durchschnittlich mindestens zwei Kreuzungen, in denen das getestete Tier nicht stoppen oder erfordern drängen.

Nun, da wir die Versuchsanordnungen der verwendeten Verhaltens Tests gesehen haben, schauen Sie bitte einige spezifischen Anwendungen dieser Methoden.

Altern ist ein normaler biologischer Prozess, eine, der Folge davon der Abbau des vestibulären Systems ist Haarzellen produzieren weniger Zilien und auch beginnen zu sterben. Die Folge davon ist Verlust des Gleichgewichts, die erhöhte führen können bei älteren Menschen fällt. In diesem Experiment ging Mäuse von unterschiedlichen Alters durch eine vestibuläre Herausforderung, in der sie in ein Rotator für 20 Sekunden und unmittelbar nach, die gebeten gesponnen wurden, einen schrägen Balken durchlaufen. Forscher haben beobachtet, dass ältere Mäuse dramatischer vestibulären Herausforderung als die jüngeren Mäuse betroffen sind.

Rotarod testen ist nützlich beim Studium Brutto motorische Defizite und Dauerfestigkeit, wodurch es ideal für das Studium einer Krankheit wie Muskeldystrophie. Das Markenzeichen der Muskeldystrophie ist Muskelschäden, die letztlich Defizite in Beweglichkeit, Koordination und Gleichgewicht führt. In diesem Experiment verglichen die Forscher Rotarod Laufzeiten zwischen Wildtyp-Mäusen und Maus-Modellen der Muskeldystrophie.

Parkinson-Erkrankung zeichnet sich durch den Tod von dopaminergen Neuronen in der Substantia Nigra und oft präsentiert mit motorischen Defiziten und Verlust der Koordination. In diesem Experiment wurde ein anspruchsvolle Strahl-Test durchgeführt. Vergleich von Wildtyp-Mäusen ein gentechnisch Parkinson Modell wurde festgestellt, dass Parkinson Mäusen pro Schritt und erhöhte Fehler pro Lichtstrahlbreite zugenommen hatte.

Sie sah nur Jupiters Video-on-Balance und Koordination testen. Dieses Video behandelt die neuronale Korrelate von Balance und Koordination, einige bekannte Methoden, um Balance zu testen und schließlich ein paar Anwendungen dieser Verhaltensstörungen Tests in Labors der Neurowissenschaften heute. Wie immer vielen Dank für das ansehen!

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