Использование Rotorod как метод Качественный анализ Прогулка по Крыса

Summary

Rotorod тест используется для оценки состояния двигателя в ходьбе движение геми-Паркинсона крыс аналога.

Abstract

Rotorod испытания, в которых животные ходить на вращающемся барабане, широко используется для оценки состояния двигателя в лабораторных грызунов. Производительность измеряется длительность, что животное остается на барабан в зависимости от скорости барабана. Здесь мы сообщаем, что задача содержит богатый источник информации о качественных аспектов движения ходьбы. Потому что движения выполняются в определенном месте, они могут быть легко изучены с помощью высокоскоростных методов записи видео. Настоящее исследование было предпринято для изучения потенциала rotorod выявить качественные изменения в ходьбе движения геми-Паркинсона крыс аналога, производится путем введения 6-hydroxydopamine (6-OHDA) в правую нигростриатной расслоение к разрушающим нигростриатной допамина (ДА ). Начиная с операции следующий день, а затем периодически в течение ближайших двух месяцев, крысы были сняты с фронтальной, боковой и задней просмотра, как они шли по rotorod. Поведение была проанализирована кадр за кадром воспроизведения видеозаписей. Рейтинговые шкалы активизации поведения показали, что полу-Паркинсона крыс хроническими нарушениями в их осанке и в использовании конечностей контралатеральной для DA-истощение. Контралатеральной конечности не только отображаются постуральной и движения аномалии, они участвовали менее в инициировании и поддержании движения, чем ипсилатеральных конечностей. Эти данные не только выявить новые дефицит вторичных односторонних DA-истощение, но и показать, что rotorod может обеспечить надежный инструмент для качественного анализа движения.

Protocol

Rotorod ходьбе аппарата

Rotorod был вращающийся цилиндр, 4 см в диаметре, фиксированные 35 см над землей и заключены в прозрачную оргстекла. Цилиндр rotorod была покрыта текстурированной резиновое покрытие, что облегчает сцепление с дорогой. Этаже аппарат был покрыт слоем пены для предотвращения травм, когда животные падали. Небольшой электродвигатель при условии, власть превращать rotorod через резиновый ремень. Rotorod был создан, чтобы повернуть один раз в 5 сек

Видеозаписи и кинематики

Высокоскоростной цифровой видеокамеры был использован для фильма животных, используя выдержку 1000 секунды. Передняя, ​​боковая, и сзади были сняты в то время как животное шел по rotorod. Двухрукавной Nikon, MII источник холодного света и один набор волоконно-оптических огни были использованы для обеспечения адекватного освещения во время записи. Ленты были проанализированы кадр за кадром использованием Sony DSR 20 DV CAM палубе. Видео кадры были получены с помощью захвата кадра и Macintosh компьютер.

Процедура тестирования и анализа

Для того чтобы оценить различия между ходьбе движения 6-OHDA и контрольных крыс, видео-записи из послеоперационных дней 15 - 30 (после любого восстановления после поражения может быть как ожидается, будет в основном завершен) были рассмотрены два независимых Наблюдатели слепы к условиям эксперимента. Нигростриатной 6-OHDA поражения вызывали в правом полушарии, в результате прочного нарушения в левой передних и задних конечностей. Рейтинговой шкале был разработан для скорости позы крыс и активизации движения передними конечностями (Whishaw и соавт., 2003). Пять компонентов активизации были оценены:

1. осанка, рейтинг позе было сделано путем изучения положения крысы на барабане;
2. подъема и выпуска, часть степпинг цикл, в котором лапа была снята из барабана;
3. нести, часть степпинг цикл, в котором конечность была проведена выше барабан, как крысы продвинулись вперед;
4. заранее, часть в местах, недоступных в котором конечность была расширена, чтобы восстановить контакт с барабаном, а также
5. размещения, в котором лапу был помещен обратно на барабан.

Использовались следующие критерии для определения нормального движения:

• Поза: тело крысы была ориентирована на барабан с поднятой головой вверх.
• Поднимите и релиз: плеча, локтя и запястья согнуты повышения лапы от поверхности барабана.
• Carry: лапа проходит над поверхностью барабана, цифры слабо согнуты, и цифра советы сосредоточены на средней линии тела. Advance: конечности вытянуты вперед с цифрами переход от полусогнутом состоянии расширить и открытую позицию.
• Размещение: конечность распространяется на плечах, локтях и запястьях и цифры открыты к месту лапу вперед и на поверхности барабана, с цифрой 2 (вторая цифра от средней линии), расположенный примерно в центре крысы тела.

Каждое движение было оценено по 3-балльной шкале: 1 = / движения напоминал дератизация, 0,5 = / движение появилось немного ненормальным, и 0 = / движение было явно ненормальным (Whishaw и др., 2003.). Это рейтинговой шкале затем был использован для оценки пять активизации движения от каждой крысы на послеоперационные дни 1, 3, 5, 7, 9 и 15. Очки, набранные пять мер были усреднены для каждой крысы на каждый день, и результаты подвергаются дисперсионного анализа с дней повторных измерений.

Обзор rotorod ходить в 6-OHDA и контрольных крыс

Масштаб движения рейтинга была применена к послеоперационным сессий тест для качественного анализа движения. Во время теста сессий, 6-OHDA поражения группа получила значительно более низкие показатели, чем в контрольной группе, F (1,8) = 33,2, р <0,001, но не было никакого существенного влияния Test Day, не было значительных Группа на основании результатов испытаний взаимодействия день. Оценки активизации затем были проанализированы отдельно с передней конечности в качестве переменной (для 6-OHDA крыс передних конечностей контралатеральной на поражение против передних конечностей ипсилатерального на поражение, ибо контрольных крыс, левой лапой по сравнению с правой лапы). Существовал существенного влияния передних конечностей, F (1,40) = 15,8, р <0,01, и не было значимого взаимодействия Группе передних конечностей, F (1,40) = 15,0, р <0,01. Последующие т-тестов показали, что контралатеральной к поражением передних конечностей из 6-OHDA группа получала значительно меньше баллов, чем ипсилатерального до поражения передних конечностей или передние конечности у контрольных крыс, которые не отличались. Для того чтобы определить, какие компоненты движения способствовал плохой оценки получены 6-OHDA группы, меры осанкии отдельных компонентов активизации цикла от ипсилатерального и контралатерального передние конечности 6-OHDA группе по сравнению с значениями, полученными от контрольных крыс. 6-OHDA группы отличались в позу и все степпинг компоненты, сделанные контралатеральной конечности, но ни один из компонентов ипсилатеральных конечностей (р <0,05).

Качественные и описательные различия в позе в контроле и 6-OHDA крыс

В контрольной крысы, голова держится в горизонтальном положении, и поддержка передних конечностей и задние конечности оседлали барабан формирования поддержки арки. 6-OHDA крысы обычно ходил с головой вниз с их нарушениями передних конечностей (со стороны зрителя) расположены ближе друг к другу и выше на поверхности барабана, чем произошло за ипсилатеральной конечности или конечностей контрольных крыс (см. видео для дератизация с оценка «1» для осанки, а 6-OHDA поражения животных со счетом «0»). Как правило, аномалии осанки можно увидеть с первого взгляда от относительного положения головы крысы.

Передних конечностей степпинг

В контрольной последовательности, степпинг лапы поднимают, сгибая плечо, локоть и запястье. Как конечность поднимается, цифры слабо согнуты, и конечность поднимается намного выше поверхности барабана. Когда конечность передовой, она распространяется на плечи, локти и запястья, и как он будет помещен цифры распространяются и открытой. По сравнению с контрольными крысами, амплитуды всех компонентов DA-обедненного крыс контралатеральной на поражение конечностей, ослабляется. Конечностей релизы барабан позже, поднимается меньше, и выдвигается короткое расстояние, чем это управление передней конечности. Кроме того, когда конечности сняты, цифры согнуты больше, и, когда конечность помещается, цифры распространяются и открыли меньше, чем у дератизация. Контроль передних конечностей поднимается как только он достигнет верхней части барабана, запястья согнуты поднимать лапы вверх и вперед, и запястье расширяется, насколько это конечностей авансы. В отличие от 6-OHDA крысы контралатеральной для поражения передних конечностей осуществляется дальнейшее каудально движением барабана, и таким образом релизы позже с запястья еще продлен. Сгибание запястья, как представляется, пассивные и встречается в виде цифр осуществляется назад на движение барабан, а когда лапы приносят вперед, лапы и предплечья не поднял четко от поверхности барабана. Передних конечностей в дератизация выходит далеко вперед и цифры открыты конечностей авансы. Как конечность помещается, то он помещается с движением арпеджио, с цифрой 5 связавшись поверхности барабана первым, а затем последовательно цифры 4, 3 и 2. В отличие от лимба 6-OHDA крысы поднимается и расширенные менее, цифры распространены меньше, и они входят в контакт поверхности барабана почти одновременно с «пощечину». Видео показывает передних конечностей активизации движений в управление животное, которое было забито, как "1", и лапы активизации движения в 6-OHDA поражения животных, которые были в основном оценивается как "0".

Задние конечности степпинг

Существовали также нарушения в контралатеральной до поражения задних конечностей 6-OHDA крыс. Как управлять задней конечности движется назад, по-видимому, чтобы выдвинуть против поворота барабана, и как он делает это, пальцами вращать наружу. Как конечность движется вперед, нога качнулся наружу. Задней конечности 6-OHDA крыса движется прямо назад с вращением барабана и если что-то, оказывается немного внутрь. Как конечность движется вперед, ноги осуществляется непосредственно вперед. Подножья дератизация колебания наружу и, как это передовой, пальцы находятся выше лодыжки и пальцы ног расширяться. При размещении контроль крысы, палец 5 контактов поверхности барабана первый и вес распределяется между пальцами и ладонью. С другой стороны, пальцы 6-OHDA крысы согнуты во время переноса и размещения производится без движения арпеджио. Пальцы дератизация выпускаются в обратном шаблон арпеджио, как палец 5 поднимается первым и ног 1 поднимается последним. Это движение не хватало в 6-OHDA поражения в то время как крысы сохранила свою лодыжку согнутой позы во время выполнения движения. Снова заранее движения 6-OHDA крысы ослабляются, с конечностей менее exorotated, поднял меньше, а передовые меньше, чем у дератизация. В качестве контрольных крыс размещать свои пальцы, они распространяются и открыл, таким, что палец 5 пунктов по сравнению с боков тело крысы. Toe 5 контактов барабана первый следуют остальные пальцы так, что крысы поддержал ее вес на носок советы. Для 6-OHDA крыса, пальцы несколько согнуты, как нога переносится, пальцы ниже к горизонтальной по отношению к лодыжке, там меньше открытие пальцы, когда нога находится на барабане. Длины шага также несколько короче, чем у контрольных крыс. Для количественной оценки различия между продолжениеРОЛ и 6-OHDA задних движения конечностей, компоненты лифта и освобождения, выполнять, продвижение и размещение оценивались по 3-балльной шкале, как и передние конечности. Меры были сделаны из видео-записи, сделанные на послеоперационных 20-й день, и три цикла шага были оценены для каждой крысы. Существовали значительные различия группы F (1,8) = 47,6, р <0,001. Последующие т-тестов на компонентах указано, что все компоненты контрольных крыс получили значительно более высокие показатели, чем компоненты 6-OHDA крыс. Видео показывает задней конечности активизации движений в управление животное, которое было забито, как "1". Задние конечности активизации движения в 6-OHDA показано на видео, в основном, рейтингу со счетом «0».

Discussion

Целью настоящего исследования было изучить вопрос о rotorod тест для грызунов навыков передвижения могут быть использованы для качественного рассмотрения осанку, лапы степпинг и задних конечностей вмешалась в нервной системе ранения крыс. Для анализа, крысы с односторонним истощения DA и контрольных крыс были видеозаписи с передней, боковой и задней взглядов. Рейтинговой шкале от позы и движения передних конечностей показало, что степпинг движения были хронически нарушения после операции. Изучение движений конечностей показало, что в то время как DA-обедненного крысы могли использовать конечностей контралатеральной для поражения за поддержку, они получили минимальное использование для смещения веса. Результаты этого исследования показывают, что задача rotorod, в дополнение к предоставлению количественные показатели моторных нарушений, также может дать ответ на качественные нарушения.

Задача rotorod широко используется для оценки состояния двигателя грызунов. На сегодняшний день основные меры, принятые с задачей являются конечной точкой меры, меры скорость / длительность, что животное может ходить. Мы чувствовали, что Есть атрибуты задачи, которые могут сделать его идеальным для качественного изучения движения ходьбы. Во-первых, потому что животное должно баланс и шаг, задача предполагает значительного мастерства и таким образом может выявить нарушения, которые могут быть не видны в более простых задач надземной передвижения (Schallert и др., 1992;. Олссон и др., 1995;. Chang и соавт. , 1999; Мюр и Whishaw1999b; Мец и др., 2005).. Чувствительность этой задачи и метод видеоанализа свидетельствует наличие нарушений при острых и хронических стадиях после поражения. Во-вторых, животные не должны быть пищей или водой лишены мотивации поведения, как это требуется для изучения квалифицированных передних конечностей достижения (Микляева и соавт., 1994). В-третьих, задача требует минимальной подготовки. Например, мы смогли фильм активизации движения, как только животное помещали в аппарат. В-четвертых, потому что животное остается на месте в то время как степпинг, легче движений запись видео с различных углов. В-пятых, метод анализа позволяет оценить качественные аспекты движения ходьбы с простыми рейтинговых систем. Рейтинговые системы получения достоверных результатов даже в одной записи последовательности от животных и, таким образом, эффективный по времени для экспериментатора.

Разрабатывая простые 3-точечной шкале осанки, и в течение четырех компонентов активизации цикла (лифт, нести, заранее, и место) можно было определить нарушения в контралатеральной до поражения конечностей DA-обедненного крыс еще один день после операции. Нарушения появились хронические потому обесценение был похож на 15 дней после операции, и в неформальных тестах данного количества месяцев после операции. Хотя наши меры были получены из целых пять степпинг циклов в крысу, обесценения достаточно надежными должны быть определены из пошагового цикла в обоих передних или задних конечностей. Нарушения в использовании конечностей проявляется и в позе животных, так что простой осмотр позе животное может показать, что она от обесценения.

Ряд предыдущих исследований выявили источник нарушений в конечностях 6-OHDA поражения животных (Микляева и др., 1995;. Моррисси и др., 1989;. Мюр и Whishaw, 1999a;. Schallert и др., 1979). Нарушение конечности в состоянии поддерживать вес тела и союзные рефлексы, необходимые для поддержания позы присутствуют. Таким образом животные способны стоять на конечностях, и они скобки против попыток вытеснять их. Конечностей используются для восстановления постуральной поддержку, когда поддержка теряется. Таким образом животные шаг или хоп восстановить поддержку, когда они теряют равновесие. Во время ходьбы или поворота, конечностей участие в пошаговом режиме, но только тогда, когда импульс животное вытесняет конечности от его роли в постуральной поддержки. Так, во время передвижения надземных одностороннего поражения животных "хромает" в качестве своего нарушениями конечностей догоняющего как вперед вытесняет животного движение конечности от постуральной поддержки. При включении, животное поворачивается на его нарушение задних конечностей при повороте ипсилатерального на нарушение конечности, и оно падает 'при повороте на контралатеральной нарушениями задних конечностей сместить его с поддерживающей его действия. Мы могли наблюдать, очень похожие нарушения, вес поддержку, но не вес меняется, в контралатеральной до поражения конечностей крыс, получавших односторонних 6-OHDA поражений, как они шли по барабану. Хотя обе лапы и задние конечности были использованы для постуральной поддержки, ни конечностей появилась, который будет использоваться для веса меняется. Например, оба передних конечностей и задние конечности были отменены из барабана гораздо позже, чем произошло за незатронутым конечности или конечностей контрольных крыс. Когда движение барабана перемещенных конечностей от поддерживающих их функций, их движение вперед, ослабленный, двигаясь только необходимое расстояние для поддержки веса тела. Ни яmpaired передних конечностей, ни задней конечности появились поднять тела достаточно, чтобы его супруга могла пару качели подальше от поверхности барабана. Конечностей и, казалось, не участвовать в переключении вес крыс вперед. Например, в то время как задние конечности контрольных крыс похищены и толкнул барабан для приведения в движение животного вперед, крысы делали подобные движения с их нарушениями задних конечностей.

Мы также смогли наблюдать некоторые новые особенности крысы активизации движения и, таким образом роман нарушения в путь, в котором Д. А. обедненный крысы перенесли свои нарушение конечности. Оба передних конечностей и задних конечностей связался с поверхности барабана с движением арпеджио, в которых за пределами цифра (цифра 5) связался с поверхности барабана первым, а затем последовательно цифры 4, 3 и 2. Нарушениями передних конечностей и задних конечностей, казалось, не так же найти и предвидеть поверхности барабана, и поэтому обратился в поверхность с плоской ладонью вниз движения. Подобное же движение арпеджио была описана в передней лапы крыс, как они размещают свои лапы, чтобы понять пищи (Whishaw и Горный, 1994), и это движение является также нарушение в нарушение конечности ДА-обедненного крыс (Микляева и соавт., 1994 ). Таким образом, результаты данного исследования показывают, что, что rotorod может обеспечить очень полезный способ изучения осанки и вмешалась в мозге крыс ранения. Задача требует балансировки и квалифицированных активизации движения, требует минимальной подготовки, нет мотивации пищи награду, и легко забить и кино. Кроме того, нарушения наблюдаются на rotorod может быть обобщена на другие ситуации, тест.