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작업 워킹 레더 렁 : 채점 시스템과 실용적인 프로그램입니다.

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Summary

작업을 산책 래더 안울렸으면는 숙련된 산책을 평가하고 forelimb과 hindlimb, 배치 스테핑 및 간 사지 공동 성직을 모두 측정할 수있는 새로운 테스트입니다.

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Metz, G. A., Whishaw, I. Q. The Ladder Rung Walking Task: A Scoring System and its Practical Application.. J. Vis. Exp. (28), e1204, doi:10.3791/1204 (2009).

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Abstract

/ 뇌졸중, 척수 부상, 그리고 다른 neurodegenerative 질병에 대한 동물 모델의 개발 진행 모터 기능의 독특한 측면을 정교하고 운동 능력도 미묘한 손실을 결정하기 위해 고감도의 테스트를 필요로합니다. 테스트 효능과 해상도를 향상시키기 위해, 테스트 모터 기능의 질적 양적 및 조치를 허가 및 복구 기간 동안 성능의 변화에​​ 민감하여야한다. 현재의 연구는 동시에 forelimb과 hindlimb 기능을 모두 측정하는 쥐의 숙련된 산책을 평가하는 새로운 작업을 설명합니다. 동물은 rungs의 간격이 변수이고 정기적으로 변경되는 수평 사다리를 따라 도보로 필요합니다. 렁 간격의 변화는 rungs의 절대 및 상대 위치를 학습에서 동물을 방지하고 있으므로 학습을 통해 장애에 대한 보상하기 위해 동물의 능력을 최소화합니다. 또한, rungs 사이의 간격을 변경하면 테스트가 장기적인 연구에서 반복적으로 사용할 수 있습니다. 방법은 사지 배치, 스테핑, 공동 성직을 포함하여 이물 및 hindlimb 성능을 모두 양적 및 질적 모두 설명에 대해 설명되어 있습니다. 또한, 보상 전략의 사용은 잘못하면 다른 사지의 misplacement에 대한 응답으로 보상 단계로 표시됩니다.

Protocol

시험 장치 도보 레더 안울렸으면

. 메츠와 Whishaw, 테스트 장치를 걸어 수평 래더 안울렸으면는 rungs 사이에 1cm의 최소 거리 (그림 참조 1과 바닥을 만들 삽입 수 명확 플렉시 및 금속 rungs (3mm 직경)로 만들어진 측면 벽 구성되어 , 2003). 측면 벽 높은 rungs의 높이에서 측정 1m 길이 19cm했다. 사다리는 마지막에 30cm 중립 시작 케이지 및 피난 (홈 케이지)와 지상 고가했다. 동물 훈련 동안 길들여지지 않았기 때문에, 장치의 상승이 불안을 일으킬 가능성이 희박했다. 골목의 너비가 주변을 공전의 동물을 방지하기 위해 동물보다 약 1cm 폭되었습니다 있도록 동물의 크기로 조정했다.

작업의 어려움은 금속 rungs의 위치를​​ 변화하여 바뀌었습니다. rungs의 일반적인 패턴은 동물들이 여러 교육 세션을 통해 패턴을 학습하고 rungs의 위치 (그림 1, 패턴)을 예상 수있었습니다. 재판에서 재판으로 변경되었습니다 불규칙한 패턴은 패턴 (그림 1, 패턴 B)를 학습에서 동물을하지 못했습니다. 일반 배열은 rungs는 2cm 간격으로 간격했다. 불규칙 패턴, rungs의 거리는 1 ~ 5cm로 체계적으로 다양. 불규칙 렁 패턴의 다섯 가지 템플릿은 동일한 패턴 (결과 참조) 테스트의 어려움을 표준화하고 결과 comparability을 향상시키기 위해 모든 동물에 적용되었다 있도록 사용되었습니다.

Videorecording

카메라 (Canovision, 캐논 주식 회사)은 약간의 복부 각도로 위치를했습니다, 그래서 모든 사지의 위치를​​ 동시에 기록 수 있습니다. 셔터 속도는 500으로 설정되었습니다 - 2000 s을 (를) videorecordings 30 F / 초에서 프레임별로 프레임 분석을 사용하여 분석했다.

행동 훈련 및 시험 분석

동물들의 홈 케이지에 도달하는 중립적인 케이지에서 사다리를 십자가에 훈련했다, littermates와 홈 케이지는 산책에 대한 긍정적인 강화를 제공하므로. 모든 동물은 같은 방향으로 사다리를 넘어. 더 이상의 보강은 사다리를 건너 동물 의욕을주지 않았다. 모든 동물은 훈련 세션 당 다섯 번 테스트를했다.

풋 폴트 점수

forelimb 및 hindlimb 배치의 질적 평가로 (메츠와 Whishaw, 2003) 앞에서 설명한 발 결함 채점 시스템을 사용하여 수행되었습니다. 분석은 비디오 레코딩을 프레임별로 프레임의 검사에 의해 만들어졌습니다. 각 사지의 단 연속 단계를 분석했다. 따라서, 이러한 중지 또는 도보 결함으로 게이트 중단, 그리고 중단 후 첫 번째 단계는 전에 마지막 단계는 득점되지 않았습니다. 사다리의 끝에 공연 마지막 스텝 사이클도 채점에서 제외되었다. 림브 게재는 미스가 발생 rungs 사이 안울렸으면 위험한 돌출부에 사지 배치의 관점에서 득점했다.

rungs 도보 또는 발 배치의 종류 (그림을 참조하십시오. 2) 7 카테고리 척도를 사용하여 평가되었다. 안울렸으면 도보 또는 포 게재는 자신의 위치와 배치 정확도에서 발생한 오류에 따라 평가되었다.

(0) 총 싶어요. 0 점은 사지가 완전히 안울렸으면를 놓쳤을 때 주어진, 즉 그것을 만지지 않았 구요, 그리고 가을가 발생했습니다. 가을은 깊은 사이에 rungs 및 신체 자세와 균형을 교란했다 낙하 분수령으로 정의되었다.
(1) 딥 슬립합니다. 분수령이 처음 안울렸으면에 배치했다, 그때 때 무게 베어링을 미끄러져서 가을을 일으켰습니다.
(2) 약간 전표가. 분수령이 울렸으면에 배치 되었음 때 체중 베어링을 미끄러하지만 가을에 그 결과이나 보행주기를 방해하지 않았다. 이 경우, 동물은 균형을 유지하고 조정 게이트를 계속 수있었습니다.
(3) 교환. 갈기갈기는 안울렸으면에 배치했지만, 그것이 체중 베어링 전에 그것은 신속하게 해제하고 다른 안울렸으면에 배치되었다.
(4) 보정. 갈기갈기 한 살에 대한 목표지만, 그 첫 번째을 건드리지 않고도 다른 안울렸으면에 배치되었다. 사지가 울렸으면에 게재 경우 또는 4의 점수가 기록되었고 같은 안울렸으면에 남아있는 동안 신속하게 재배치했다.
(5) 부분 배치가. 갈기갈기는 forelimb 또는 발뒤꿈치 또는 hindlimb의 발가락 중 손목이나 숫자와 안울렸으면에 배치되었다.
(6) 올바른 배치가. 분수령의 손바닥 midportion는 전체 체중 지원 안울렸으면에 배치되었다.

다른 오류가 동시에 발생하면, 점수의 가장 낮은이 기록되었다. 예를 들어, 발을 처음 안울렸으면에 배치하고 같은 단계 (점수 3)에서 다른 하나를 배치하고, 1의 점수를 미끄러져서 rungs (점수 1) 사이에 떨어진 경우이 기록되었다. 뭐가을이 발생 EN에만 오류를 시작 분수령이 평가되었으며 동물이 모두 손발을 재설정했다 때까지 다른 사지의 아무도는 득점 않았다. 다섯 재판의 오류 점수는 분석을 위해 평균했다.

풋 배치 정확도 분석 (오류 번호)

각 교차점에서 오류의 개수가 계산되었다. 오류가 발 오류 채점 방식에 따라 결정됩니다. 오류가 0, 1 또는 2 포인트의 점수를받은 각 사지 배치로 정의 되었음 오류가 발 전표 또는 합계를 놓치지 어떠한 종류를 나타냅니다 즉. 오류와 단계의 수를은 별도로 각 사지에 대한 기록했습니다. 이러한 데이터에서 단계마다 오류의 의미 번호는 계산 다섯 실험에 대한 평균. 분석 두 번째 매개 변수는 양적 사다리 작업의 전체 길이를 교차하는 데 필요한 평균 시간이었습니다. 시간 측정은 동물이 사다리에 배치 후에 시작하고의 전체 길이를 산책했다. 동물 중지에 보낸 시간은 측정에 포함되지 않았습니다.

앞발 자리 점수

앞발 자리 점수는 앞발이 울렸으면에 미치는 midportion (발 오류 점수 시스템에 즉 점수 6) 올바르게 배치했을 때 기록했다. 앞발의 자리가 울렸으면 주위 근육이 수축 될 수 정도는 (그림 2) 3 점 만점으로 평가했다. 점수는 forelimb가 울렸으면에 수직으로 위치했다 즉, 최대 체중 지원 위치에 적용했다. 점수는 다음과 같이 주어진되었습니다
(0) 자리 대략 90도 각도로 마감했다.
(1) 자리 약 45도 각도로 마감했다.
(2) 자리 완전히 안울렸으면 주변 근육이 수축.
다섯 단계의 점수는 평균과 분석에 사용되었다.

그림 전설

그림 1

그림 1. 장치의 특정 측정, frontolateral보기에서 테스트 장치를 도보로 숙련된 래더 안울렸으면는 지적했다. 두 개의 다른 렁 패턴은 현재의 연구에 사용되었습니다 패턴, 일반 렁 배치, 패턴 B, 불규칙한 렁 배치. 불규칙 렁 배열은 연속 실험 사이에 다양.

그림 2

그림. 2. 대표 사진은 자리 점수의 세 범주를 설명. forelimb 때 전체 체중 지원 관련 자릿수의 각도를합니다.

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Discussion

현재의 연구는 숙련된 산책, 사지 배치 및 사지 ​​공동 성직을 평가하는 새로운 시험으로 작업을 걸어 래더 안울렸으면을 소개합니다. 작업을 산책 래더 안울렸으면은 숙련된 걷는 정성 및 정량 분석​​을 결합하여 운동 기능의 미묘한 교란 사이에 차별을 수 있습니다. 비디오 분석 절차는 장애인의 좀 더 자세한 설명 계정에 대한 사용과 안울렸으면 쥐고 때이 문서에서 설명하는 간단한 평가 규모는 사지 배치 및 자리 굴곡에 오류를 보여 수 있습니다. 발걸음 오류의 수를 계산 질적 분석이 만든 시간은기구를 건너 필요. 이러한 조치는 도보로 배치 정확도 및 숫자 사용 효율적이고 유효한 시험을 수 있습니다.

rotorod 걷는 시험, 빔 산책, 실린더 테스트 및 보행 분석, 지상 반력 분석 (뮤어, 2005)를 포함 걷는 검사 숫자가있다. 이 테스트의 각 행동 분석을 위해 유용하게 조각 림브 배치하실 수 있습니다. 현재 테스트 프로토콜에 대한 강도의 숫자가 그러나있다. 첫째, 시험은 동물이 동기 부여에 대한 음식이나 물을 박탈을 필요로하지 않기 때문에 자발적인 보행가, 검사 수 있습니다. 둘째, rungs 전체 스테핑 것은 스테핑과 욕심 모두 분석 있도록 정확한 발 배치와 욕심이 필요합니다. rungs의 간격이 다양하기 때문에 가장 중요한 것은, 현재 테스트를 진행중인 운동에 대한 도전을 제공합니다. 변화는 지속적인 도​​보 및 / 또는 스테핑 패턴 (McVea와 피어슨, 2007) 메모리에 도전하는 데 사용할 수 있습니다.

래더 안울렸으면 도보 시험의 강도는 충분히 포어와 hindlimb 사용하고 forebrain 컨트롤을 필요로 장애 가면을 벗어라 모두 미묘한 만성 장애를 공개 도전 때문입니다. 작업의 불규칙 렁 조건에서 동물 렁 위치를 예상하고 구체적인 보행 패턴을 학습 할 수 없습니다. 따라서, 각 단계는 발 배치의 조정, 보폭 길이, 그리고 체중의 배포가 필요합니다. 정상적인 동물이 몇 가지 시련 내에 불규칙 렁 패턴에 적응 할 수 있지만,이 기능은 모터 시스템 병변과 동물에 제한됩니다. 불규칙 렁 배치는 또한 동물이 변화 렁 거리들의 정기적인 사지 공동 성직을 적용할 것을 요구합니다. 사지 공동 성직을 적응하기 위해 동물은 신속하게 사지 배치 오류에 대한 정확한 자신의 체중 지원을 제어할 수 있습니다. 일방적인 병변 후, 동물은 부분적으로 체중 지원 그대로 사지를 사용하여 배치 실수에 대한 보상. 따라서, 사다리 안울렸으면 도보 테스트 손상 측면에서 도보로 배치 오류를 공개하여 보상을 측정할 수 있습니다.

, 파 외, 리엑 - Burchardt 외, 2004;.. 안울렸으면 도보 시험은 뇌졸중 쥐 모델 (에머릭 및 Kartje, 2004을 포함한 모터 시스템에 성인과 neonate 병변 후 만성 운동 적자에 민감한 것으로 표시되었습니다 2006; 플라 외, 2007), 파킨슨병 (메츠와 Whishaw, 2002;. Faraji와 메츠, 2007) 및 척수 손상 (Z'Graggen 외, 1998;. Merkler 외, 2000).. 또한, 레더 렁 산책 작업은 약한 스트레스 (메츠)와 다이어트에도 변화 (스미스와 메츠, 2005)와 같은 생리적 변수에 의해 유도된 미세 모터 성능의 변화를 감지합니다. 쥐 모델뿐만 아니라, 작업은 생쥐에서 숙련된 산책 (파 외., 2006)를 공부에도 유용합니다. 안울렸으면 도보 작업이 동물은 체중 베어링 단계를 수행하실 수 있습니다 필요로 심각한 척수의 병변이 (메츠 외., 2000) 테스트를하는 경우이 테스트를 사용하여주의 사용해야합니다.

. Miklyaeva 외, 1994,,. Kleim 외, 1998;. 추와 모터 시스템 장애와 함께 동물들이 숙련된 움직임 (Whishaw 외, 1997a, B, 1998 년 병변 유발 결손 보상 할 수있다 상당한 증거가있다 존스, 2000). 그럼에도 불구하고, 심각한 장애는 여전히 존재할 수 있습니다. 예를 들어, dopaminergic 또는 빨간색 핵의 병변과 동물은 부드러운 표면이나 좁은 광선에 걸을 수있는 능력을 회복하지만, 지상 반응 세력의 조치들은 손상이 (뮤어 및 Whishaw, 1999, 2000) 만성이라고 밝혀. 그것도 미묘 나머지 모터 결손 및 보상 조정을 공개하기 때문에 렁 도보 검사 손실 및 뇌 또는 척수 손상에 의한 기능의 회복과 치료 접근 방식의 혜택을 평가하기위한 유용한 도구입니다.

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Disclosures

우리는 공개 없어요.

Acknowledgements

이 연구는 의학 연구위원회, 자연 과학 및 캐나다의 공학 연구위원회에서 보조금, 그리고 캐나다 획 네트워크에 의해 지원되었다. GAM은 또한 의료 연구를 위해 앨버타 헤리티지 재단에 의해 지원되었다.

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Comments

6 Comments

  1. Could I get a detailed drawing of the ladder rung walking apparatus for my own construction
    Any one made one of these ladders . I need info to do same . 'Thank you

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 24, 2009 - 10:21 AM
  2. I too would like more information regarding the construction of my own ladder apparatus. I've looked at the available models and found them lacking the option to rearrange the rungs. Where did you get the clear plastic materials? I love how you've setup your assay to tease apart motor coordination from possible learning effects. I want this!!! ...please

    Reply
    Posted by: Eric R.
    October 14, 2009 - 12:04 PM
  3. I already subscribed, logged in but I still cannot access the article

    Reply
    Posted by: Enrique P.
    April 22, 2010 - 7:23 AM
  4. Please try logging out and then logging back in. If you are still having problems, please contact us at support@jove.com.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 22, 2010 - 7:29 AM
  5. I'm also trying to do this test but I'm a bit stuck with the analysis. What kind of program would you recommend to analyse the foot errors,...?
    Thanks!!

    Reply
    Posted by: Anonymous
    November 28, 2011 - 9:30 AM
  6. For further information on scoring procedures and the apparatus please refer to Metz and Whishaw, J Neurosci Methods 115(²), ²00² or contact the authors by email.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    November 28, 2011 - 12:19 PM

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