एजिंग माउस vestibular प्रणाली की व्यवहार मूल्यांकन

Behavior

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Summary

मोटर नियंत्रण और संतुलन प्रदर्शन उम्र के साथ खराब करने के लिए जाना जाता है. इस पत्र में उम्र बढ़ने के एक murine मॉडल में संतुलन प्रदर्शन में vestibular प्रणाली और शो में परिवर्तन को चुनौती देने का एक सरल रोटरी प्रोत्साहन के अलावा के साथ मानक noninvasive व्यवहार परीक्षण की एक संख्या प्रस्तुत करता है.

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Tung, V. W., Burton, T. J., Dababneh, E., Quail, S. L., Camp, A. J. Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System. J. Vis. Exp. (89), e51605, doi:10.3791/51605 (2014).

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Abstract

संतुलन प्रदर्शन में उम्र से संबंधित गिरावट बिगड़ती मांसपेशियों की शक्ति, मोटर समन्वय और vestibular समारोह के साथ जुड़ा हुआ है. अध्ययन का एक नंबर बहुत कुछ सामान्य परिस्थितियों या तो नीचे या बुढ़ापा दौरान संतुलन के लिए vestibular योगदान को अलग कृन्तकों में उम्र के साथ संतुलन phenotype में परिवर्तन प्रदर्शित करते हैं. Rotarod परीक्षण और इच्छुक बैलेंस बीम टेस्ट: हम उम्र से अधिक परिभाषित उम्र बिंदुओं पर चूहों का संतुलन प्रदर्शन को चिह्नित करने के लिए दो मानक व्यवहार परीक्षण का उपयोग करें. महत्वपूर्ण बात है, हालांकि, एक कस्टम बनाया रोटेटर भी (दस्त का खुला संकेत उत्प्रेरण के बिना) चूहों के vestibular प्रणाली को प्रोत्साहित करने के लिए प्रयोग किया जाता है. इन दोनों परीक्षणों vestibular मध्यस्थता संतुलन प्रदर्शन में परिवर्तन murine उम्र से अधिक उपस्थित हैं कि दिखाने के लिए इस्तेमाल किया गया है. प्रारंभिक परिणाम rotarod परीक्षण और संशोधित बैलेंस बीम परीक्षण दोनों अधिक diffic के लिए एक विकल्प के रूप में उम्र बढ़ने के दौरान संतुलन प्रदर्शन में परिवर्तन की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता हैऐसे vestibulo नेत्र (VOR) माप के रूप में ULT और आक्रामक तकनीक.

Introduction

संतुलन की हमारी भावना शायद घूमना और मोड़ सहित यहां तक ​​कि सबसे बुनियादी मोटर गतिविधियों के सबसे अभी तक अनदेखी की महत्वपूर्ण घटकों में से एक है. शेष मांसपेशियों की शक्ति, मोटर समन्वय और vestibular समारोह सहित कई कारकों से प्रभावित है, और यह एक पूरी तरह से कार्य संतुलन प्रणाली के महत्व की सराहना की है कि केवल vestibular न्यूरोपैथी की उपस्थिति में या सामान्य उम्र बढ़ने के दौरान होता है. Vestibular प्रणाली में गड़बड़ी अक्सर चक्कर या चक्कर आना और गिर जाता है और बाद में चोटों 1 का एक बढ़ा जोखिम में जिसके परिणामस्वरूप असंतुलन के अनुभवों के साथ जुड़े रहे हैं. इस फॉल्स चोट 2 के प्रमुख कारणों में से एक है, जहां बड़ी आबादी में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है.

Vestibular समारोह परीक्षण सामान्यतः vestibular सजगता, विशेष रूप से, vestibulo नेत्र (VOR) या vestibulo-collic पलटा (वीसीआर) पर आधारित हैं. VOR और वीसीआर पर छवियों के स्थिरीकरण के लिए आवश्यक हैंक्रमश: सिर और शरीर के आंदोलनों के दौरान रेटिना और सिर की स्थिति. आमतौर पर, VOR माप आँख आंदोलनों या आँख आंदोलन 3 की वीडियो ट्रैकिंग को मापने के लिए खोज coils के आक्रामक आरोपण की आवश्यकता होती है. इस वजह से माउस आंख और वीडियो विश्लेषण 3 के लिए शिष्य का पता लगाने में कठिनाई के छोटे प्रकृति के चूहों में चुनौती दे रहा है. एक विकल्प के रूप में, वीसीआर इनवेसिव सर्जरी 4 के लिए आवश्यकता के बिना चूहों में शरीर की गतिविधियों के जवाब में सिर के स्थिरीकरण को मापने के लिए इस्तेमाल किया गया है. इस के बावजूद, कुछ अध्ययनों vestibular प्रणाली अधिक महत्वपूर्ण बात यह उम्र बढ़ने के दौरान परिवर्तन कैसे एक पूरे के रूप में करता है और कैसे पर विशेष रूप से ध्यान केंद्रित.

समग्र संतुलन प्रदर्शन का आकलन करने के लिए बस और noninvasively हम दो आमतौर पर इस्तेमाल व्यवहार परीक्षण संशोधित. rotarod और इच्छुक बैलेंस बीम परीक्षण कृन्तकों में और पिछले अध्ययनों में मोटर प्रदर्शन के विभिन्न पहलुओं का आकलन एक पूर्ण अधिग्रहण करने के लिए एक परीक्षण बैटरी में इस्तेमाल किया गया हैमोटर क्षमता की प्रोफाइल. यह क्षमता बीमारी या आनुवंशिक संशोधन से प्रभावित है, और भी सामान्य विकास और 5-7 उम्र बढ़ने के साथ जुड़े प्रक्रियाओं के प्रति संवेदनशील है किया जा सकता है. Rotarod का उपयोग कर काम पहले चूहों में मोटर समन्वय 8 उम्र के 3 महीने के बाद गिरावट आती है कि दिखाया गया है. इसके अलावा, चूहों बैलेंस बीम परीक्षण 9 पर बढ़ती उम्र के साथ ध्यान देने योग्य संतुलन घाटा दिखा.

इस पत्र vestibular प्रणाली को चुनौती और युवा और बड़े चूहों में संतुलन प्रदर्शन पर बाद के प्रभाव की विशेषताएँ क्रम में एक vestibular प्रोत्साहन के साथ संयोजन के रूप में rotarod और संतुलन बीम परीक्षण के उपयोग का वर्णन करता है. वर्णित सरल और noninvasive तरीकों परिधीय vestibular समारोह के स्टैंडअलोन उपायों के रूप में तैयार नहीं कर रहे हैं, वे चूहों में सामान्य उम्र बढ़ने के दौरान vestibular प्रसंस्करण के कई चरणों में सेलुलर और subcellular परिवर्तनों की तुलना करने के लिए एक उपयोगी और सरल व्यवहार उपाय प्रदान करते हैं.

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Protocol

1. पशु

  1. उम्र 1, 9, और पुराने 13 महीने के चूहों (C57/BL6) पशु संसाधन केंद्र (पर्थ, ऑस्ट्रेलिया) से प्राप्त किया गया. इन चूहों को भोजन और पानी यथेच्छ के उपयोग के साथ एक 12/12 घंटा / प्रकाश अंधेरे चक्र पर सिडनी विश्वविद्यालय में बॉश कृंतक सुविधा में मानक माउस पिंजरों में रखे थे. नीचे उल्लिखित प्रक्रियाओं सिडनी पशु आचार समिति के विश्वविद्यालय द्वारा अनुमोदित किया गया.
  2. चूहों परीक्षण पर्यावरण के लिए acclimatize करने की अनुमति के लिए पहले 10 मिनट के लिए प्रत्येक परीक्षा के लिए परीक्षण के कमरे में माउस पिंजरों लाओ.

2. Rotarod

  1. Rotarod तंत्र (चित्रा 1 ए) की स्थापना:
    1. Rotarod की प्रत्येक गली में dowels स्थापित करें.
      नोट: इस उदाहरण चूहा dowels में (व्यास में 70 मिमी) dowel को पकड़ और "निष्क्रिय घुमाव" 10 के प्रदर्शन से चूहों को हतोत्साहित करने के बजाय माउस dowels (व्यास में 32 मिमी) का उपयोग किया जाता है.
    2. किसी स्थिति में रखनावे rotarod के फर्श को छूने और करने के लिए झुकने नहीं कर रहे हैं सुनिश्चित करते हुए कि rotarod की प्रत्येक गली के तल पर स्थित तार पर चुंबकीय लैंडिंग प्लेटफार्मों आयन छूने के बिना प्रत्येक लेन के चुंबकीय सही दीवार के लिए संभव के रूप में बंद के रूप में रखा जाता है.
      नोट: rotarod परीक्षण चूहों घूर्णन और तेज करने dowels पर रहने के लिए एक आगे की दिशा में चलने के लिए आवश्यक हैं के दौरान. एक चूहे अब नहीं dowel पर रहने के लिए सक्षम है, जब वे आते हैं और बाद में एक चुंबकीय सेंसर सक्रिय हो जाता है कि लैंडिंग प्लेटफार्म विस्थापित. समय घूर्णन dowel, गिरने और यात्रा की दूरी स्वचालित रूप से प्रत्येक माउस के लिए गणना और rotarod के मोर्चे पर डिस्प्ले स्क्रीन पर दर्ज की गई है के समय dowel आरपीएम से गिर करने के लिए ले लिया.
    3. ऊपर तल पर छोटे पैनलों और अब पैनल के साथ प्रत्येक rotarod गली के सामने में 2 स्पष्ट प्लास्टिक पैनलों स्लाइड.
    4. इनपुट rotarod के सामने स्थित कीपैड का उपयोग कर परीक्षण मापदंडों. सेंट का पालन करेंईपीएस में तेजी rotarod परीक्षण मापदंडों के लिए 2.1.4.6 करने के लिए 2.1.4.1 और निर्धारित गति rotarod परीक्षण मापदंडों के लिए 2.1.4.12 करने के लिए 2.1.4.7 कदम.
      1. 60 सेकंड के लिए परीक्षण की अधिकतम अवधि सेट करें.
      2. प्रयोग की जाने वाली गलियों की संख्या (या परीक्षण किया जाना चूहों की संख्या) निर्धारित करें.
      3. 5 rpm के लिए परीक्षण की प्रारंभिक गति सेट करें.
      4. 44 RPM को परीक्षण के शीर्ष गति सेट करें.
      5. 60 सेकंड के लिए परीक्षण के रैंप गति सेट करें.
      6. चुना dowels के आकार और एक आगे की दिशा में घूर्णन चूहा dowels के लिए रोटेशन की दिशा निर्धारित करें.
      7. 240 सेकंड के लिए परीक्षण की अधिकतम अवधि सेट करें.
      8. चूहों को व्यक्तिगत रूप से जांच की जाती है के रूप में 1 के लिए प्रयोग की जाने वाली गलियों की संख्या निर्धारित करें.
      9. 15 RPM को परीक्षण के शुरुआती गति सेट करें.
      10. 15 RPM को परीक्षण के शीर्ष गति सेट करें.
      11. 0 सेकंड के लिए परीक्षण के रैंप गति सेट करें.
      12. एक forwa में घूर्णन एक चूहा dowel के लिए चुना dowel का आकार और रोटेशन की दिशा तयरोड दिशा.
        नोट: ऊपर सेटिंग्स विभिन्न प्रयोगों की आवश्यकताओं के अनुरूप बदला जा सकता है.
    5. ट्रायल के दौरान माउस का व्यवहार दर्ज किया जा सकता है और वीडियो चूहों rotarod पर रहने के लिए सक्षम थे समय की अवधि निर्धारित करने के लिए बाद में विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया है, ताकि तय गति rotarod परीक्षण के लिए rotarod के सामने एक कैमरा रखें.
  2. त्वरक rotarod परीक्षण के लिए कदम 2.2.4 के लिए 2.2.1 का पालन करें:
    1. चूहों rotarod लिए acclimatize करने के लिए अनुमति देने के लिए 5 मिनट के लिए प्रत्येक स्थिर dowel पर एक माउस रखें.
    2. धीरे rotarod की पीठ का सामना करने के लिए चूहों कुहनी से हलका धक्का और सभी विषयों में इस दिशा में सामना कर रहे हैं जब (चित्रा 1 बी देखें) rotarod परीक्षण शुरू करते हैं.
    3. वे घूर्णन dowels से गिर गए जब उनके पिंजरों में सभी चूहों लौटें और भोजन और पानी के उपयोग के साथ 10 मिनट के लिए आराम करने के लिए उन्हें छोड़ दें.
    4. दोहराएँ सुनिश्चित साफ करने के लिए कर रही 8 परीक्षणों की कुल पूरा करने के लिए 2.2.3 के लिए 2.2.1 कदमोंdowels, गलियों, और मूत्र और मल के लिए rotarod की लैंडिंग प्लेटफार्मों, और वापस प्रत्येक परीक्षण betwen इसके शुरू करने की स्थिति लैंडिंग प्लेटफार्मों चाल है.
      नोट: पहले 3-5 परीक्षण चूहों कार्य के साथ खुद को परिचित करने के लिए अनुमति देने के लिए प्रशिक्षण परीक्षण के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं. गिर करने के लिए समय, दूरी चला गया और प्रत्येक बाद परीक्षण के लिए गिरावट के समय में dowel के अंत आरपीएम (चित्रा 2) के बाद के विश्लेषण के लिए दर्ज की गई है.
  3. निश्चित गति rotarod परीक्षण के लिए 2.3.8 करने के लिए कदम 2.3.1 का पालन करें:
    1. यह rotarod लिए acclimatize करने के लिए अनुमति देने के लिए 5 मिनट के लिए एक dowel पर एक माउस रखें. वापस अपने पिंजरे के लिए माउस लौटें.
    2. Rotarod पर कैमरा और शुरू प्रेस पर वीडियो रिकॉर्डिंग शुरू. तो फिर यह rotarod के पीछे चेहरे को सुनिश्चित घूर्णन dowel पर माउस जगह.
    3. माउस घूर्णन dowels से गिर जाता है जब कैमरे पर वीडियो रिकॉर्डिंग बंद करो, और भोजन और पानी के उपयोग के साथ 10 मिनट के लिए अपने पिंजरों के लिए माउस वापसी.
    4. दोहराएँ 8 परीक्षणों की कुल यकीन dowels, गलियों, और मल और मूत्र के लिए rotarod की लैंडिंग प्लेटफार्मों साफ करने के लिए बनाने का अधिग्रहण किया जाता है जब तक 2.3.2 और 2.3.3 कदम है, और वापस प्रत्येक परीक्षण के बीच इसके शुरू करने की स्थिति लैंडिंग प्लेटफार्मों को स्थानांतरित .
    5. चूहों ध्वनि के साथ परिचित बनने के लिए अनुमति देने के लिए 20 सेकंड के लिए 3 हर्ट्ज पर कस्टम बनाया रोटेटर पर स्विच करें. ड्रिल बंद करके 20 सेकंड के बाद रोटेटर बंद करो और प्रारंभिक 20 सेकंड अतीत स्पिन करने के लिए जारी रखने से इसे रोकने के लिए चल पहिया के दोनों तरफ हाथ जगह है.
      नोट: रोटेटर ही एक ड्रिल (चित्रा 3) के लिए सुरक्षित एक कृंतक चल ​​पहिया के होते हैं. चल पहिया के केंद्र में माउस (चित्रा 3 बी) में रखा गया है जहां एक जाल ढक्कन के साथ एक छोटे से कक्ष है. रोटेटर ऊर्ध्वाधर अक्ष के बारे में एक वामावर्त दिशा में घूमती है. प्रोत्साहन के परिमाण 0.2 से 3 हर्ट्ज से लेकर रोटरी stimulations gener के लिए पर्याप्त हैं कि शो पिछले अध्ययनों के साथ कतार में हैVOR और वीसीआर प्रतिक्रियाओं 4,11,12 खा लिया.
    6. रोटेटर के केंद्र में चैम्बर के अंदर माउस रखें और ढक्कन की जगह.
    7. 20 सेकंड के लिए 3 हर्ट्ज के अपने सबसे कम सेटिंग पर रोटेटर पर स्विच करें. Rotarod आरंभ और आगामी परीक्षण के लिए तैयार करने में इस समय के दौरान कैमरे पर वीडियो रिकॉर्डिंग शुरू. 20 सेकंड के अंत में ड्रिल बंद कर और कताई से इसे रोकने के लिए चल पहिया के दोनों तरफ हाथ जगह है. घूर्णन dowel को जितनी जल्दी संभव हो इसे स्थानांतरित करके तुरंत बाद rotarod पर माउस जांचना.
    8. माउस dowel से गिर जाता है जब कैमरे पर वीडियो रिकॉर्डिंग बंद करो और अपने पिंजरे के लिए माउस वापसी.
  4. एक हल्के साबुन / पानी के मिश्रण और साथ स्पष्ट प्लास्टिक पैनलों साफ बेलनाकार dowels, गलियों और सभी चूहों परीक्षण किया गया है जब 70% इथेनॉल के साथ rotarod की धातु लैंडिंग प्लेटफार्मों.

Vestibular चैलेंज के साथ 3. बैलेंस बीम

  1. बीए सेट करेंलांस बीम उपकरण के रूप में चित्रा -4 ए में देखा.
    नोट: बैलेंस बीम उपकरण कार्टर एट अल में वर्णित एक तंत्र से लिया गया था (2001) 13.. इस परीक्षण के लिए, चूहों 60 सेमी जमीन के ऊपर स्थित (एक 5 x 6 सेमी द्वार के साथ 13 x 22 सेमी,) एक अंधेरे लक्ष्य बॉक्स के लिए, 52.5 सेमी जमीन के ऊपर है जो बीम, के निचले सिरे से चलना (चित्रा -4 ए ). चूहे स्वाभाविक रूप से उजागर किरण के पक्ष में अंधेरे और लक्ष्य बॉक्स की सुरक्षा चाहते हैं और आगे एक ऊपर की ओर दिशा 14 में चलाने के लिए उनके प्राकृतिक भागने तंत्र कारनामे जो मामूली झुकाना द्वारा किरण पार करने के लिए प्रोत्साहित किया जाता है. किरण ही लंबाई में 1 मीटर है और 14 मिमी की एक व्यास के साथ एक परिपत्र पार अनुभाग है. किरण व्यास की एक सिलवाया रेंज प्रयोगकर्ता के परीक्षण की संवेदनशीलता को समायोजित या बड़े विषयों को समायोजित करने की अनुमति देता है जो इस्तेमाल किया जा सकता है. बैलेंस बीम के निचले सिरे पर एक सफेद लाइन शुरू की रेखा इंगित करता है. एक और लाइन कर दिया गया हैफिनिश लाइन (चित्रा -4 ए) इंगित करने के लिए बीम के उच्च अंत में शुरू की रेखा से 60 सेमी खींचा.
    1. स्थिति 2 कैमरे, संतुलन बीम (चित्रा 4 बी) के निचले अंत में बैलेंस बीम के दोनों ओर एक,.
      नोट: इन कैमरों संतुलन बीम की पूरी लंबाई पर कब्जा और कहा कि शुरू और खत्म लाइनों संतुलन बीम पर चिह्नित करने के लिए सुनिश्चित angled किया जाना चाहिए स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहे हैं. वे संतुलन बीम पार के रूप में इन कैमरों जिसके परिणामस्वरूप वीडियो बाद में विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है, के साथ वीडियो रिकॉर्ड करने के लिए चूहों के व्यवहार में उपयोग किया जाएगा.
    2. प्रत्येक माउस के परीक्षण के बाद मूत्र और मल के आसान सफाई के लिए सक्षम है, और लक्ष्य बॉक्स के अंदर विषयों घर पिंजरे से आवास गुंबद स्थान के लिए, कागज तौलिया के साथ लक्ष्य बॉक्स की मंजिल लाइन.
    3. तंत्र से गिर कि किसी भी विषय की रक्षा करने के लिए उठाया बीम के नीचे पर्याप्त फोम या अन्य cushioning सामग्री रखें. गिर कि चूहे प्रयोग से तुरंत उठाया जाएगाईआर और आराम करने के लिए लक्ष्य बॉक्स के अंदर रखा.
  2. यह इस माहौल से परिचित हो जाता है, ताकि 2 मिनट के लिए लक्ष्य बॉक्स में एक माउस रखें. माउस के इस व्यवहार को हतोत्साहित करने के लिए इस समय के दौरान बीम पर चलने की कोशिश करता है, तो 5 सेकंड के लिए एक दस्ताने हाथ से लक्ष्य बॉक्स को खोलने को कवर.
  3. बस लक्ष्य बॉक्स को खोलने के बाहर बीम पर रखकर और यह लक्ष्य बॉक्स में चलने की अनुमति देकर माउस ट्रेन. माउस कोई सहायता और न्यूनतम हिचकिचाहट के साथ लक्ष्य बॉक्स के लिए शुरू की रेखा से चलने में सक्षम है जब तक उत्तरोत्तर आगे दूर लक्ष्य बॉक्स से बीम पर रखकर माउस को प्रशिक्षित करने के लिए आगे बढ़ें. प्रत्येक चलाने के बाद 1 मिनट के लिए लक्ष्य बॉक्स में आराम करने के लिए माउस को छोड़ दें.
  4. प्रशिक्षण पूरा होने पर माउस परीक्षण शुरू.
    1. कैमरे पर वीडियो रिकॉर्डिंग शुरू.
    2. किरण के शुरू लाइन पर माउस रखें और यह लक्ष्य बॉक्स की दिशा में किरण बहती है, जबकि इंतजार.
    3. सीए पर वीडियो रिकॉर्डिंग बंदमाउस बॉक्स पहुंचता है जब meras.
    4. 1 मिनट के लिए लक्ष्य बॉक्स में आराम करने के लिए माउस को छोड़ दें. इंतज़ार कर रही है, जबकि सुनवाई के दौरान जमा किया गया हो सकता है कि किसी भी मूत्र या मल निकालें.
    5. चरण 5 परीक्षणों की कुल पूरा कर लिया गया जब तक 3.4.4 के लिए 3.4.1 कदम.
  5. चूहों ध्वनि के साथ परिचित बनने के लिए अनुमति देने के लिए (निश्चित गति rotarod परीक्षण में) की तरह 20 सेकंड के लिए 3 हर्ट्ज पर कस्टम बनाया रोटेटर पर स्विच. ड्रिल बंद करके 20 सेकंड के बाद रोटेटर बंद करो और कताई से इसे रोकने के लिए चल पहिया के दोनों तरफ हाथ जगह है.
  6. रोटेटर के केंद्र में चैम्बर के अंदर माउस रखें और ढक्कन की जगह.
  7. 20 सेकंड के लिए 3 हर्ट्ज के अपने सबसे कम सेटिंग पर रोटेटर पर स्विच करें. आगामी परीक्षण के लिए तैयार करने में, इस समय के दौरान कैमरे पर वीडियो रिकॉर्डिंग शुरू. 20 सेकंड के अंत में ड्रिल बंद कर और प्रारंभिक 20 सेकंड अतीत स्पिन करने के लिए जारी रखने से इसे रोकने के लिए चल पहिया के दोनों तरफ हाथ जगह है. टीransfer जितना ज्यादा हो सके संतुलन बीम की शुरुआत करने के लिए माउस और माउस लक्ष्य बॉक्स को किरण बहती है, जबकि इंतजार.
  8. माउस लक्ष्य बॉक्स में पहुंचता है जब कैमरे पर वीडियो रिकॉर्डिंग बंद करो और अपने पिंजरे के लिए माउस वापसी.
  9. 70% इथेनॉल के साथ बैलेंस बीम तंत्र को साफ और प्रत्येक माउस परीक्षण किया गया है के बाद लक्ष्य बॉक्स में कागज तौलिया बदल जाते हैं.

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Representative Results

Rotarod

चूहों की मोटर प्रदर्शन 8 परीक्षणों में प्रत्येक माउस के लिए दर्ज गिर करने के लिए समय (टीटीएफ) के रूप में वर्णित किया गया था. टीटीएफ की इन माप का उपयोग करना, प्रत्येक माउस के लिए प्रशिक्षण घटता साजिश रची जा सकता है. चित्रा 2 से 8 परीक्षणों के पाठ्यक्रम पर एक 1 महीने की उम्र में माउस और एक 9 महीने की उम्र में माउस की मोटर प्रदर्शन के उदाहरण से पता चलता है. ये प्रशिक्षण घटता बाद में एक पठार के द्वारा पीछा पहले 3-5 ट्रायल के दौरान टीटीएफ में वृद्धि दिखा. पठार कि फार्म टीटीएफ का माप दर्ज की गई और चित्रा (5) के आंकड़ों के विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया गया है, जबकि पठार से पहले दर्ज की गई टीटीएफ की माप, प्रशिक्षण (चित्रा 2) पर विचार किया गया.

चित्रा 5 rotarod पर मोटर प्रदर्शन उम्र के साथ कमजोर होती जाती है कि पता चलता है. उनके 9 महीने की उम्र में समकक्षों (एन = 8), 1 महीने की उम्र में चूहों (n = 6) अब काफी rotarod पर रहने के लिए सक्षम थे (18.38 ± 4.66 के साथ तुलना में

बैलेंस बीम

चित्रा 6 बैलेंस बीम (TTT) पार और 1 महीने की उम्र, 9 महीने की उम्र और 13 महीने की उम्र में चूहों के लिए vestibular प्रोत्साहन पहले और बाद में फिनिश लाइन पार करने के लिए समय दर्शाता है. 1 महीने की उम्र में चूहों में (एन = 9), vestibular प्रेरणा उन्हें (3.49 ± 0.62 सेकंड) पहले और (3.81 ± 0.66 सेकंड) उत्तेजना के बाद इसी तरह की TTT साथ संतुलन पार करने के लिए लिया गया समय पर बहुत कम प्रभाव पड़ा है. इसके विपरीत, 9 महीने की उम्र में चूहों (n = 6) vestibular प्रोत्साहन के बाद बैलेंस बीम पार करने के लिए और अधिक समय की आवश्यकता (4.85 ± 1.67 बनाम 8.45 ± 2.59 सेकंड, पी <0.05, विद्यार्थी t-परीक्षण). 13 महीने की उम्र में चूहों में (एन = 5) TTT vestibular प्रोत्साहन (6.48 ± 2.19 बनाम 9.24 ± 4.11 के निम्न वृद्धि हुईईसी) लेकिन यह सांख्यिकीय महत्वपूर्ण नहीं था.

आगे उम्र और हम एक Tukey पद अस्थायी परीक्षण के साथ दोहराया उपायों एनोवा इस्तेमाल किया TTT में vestibular प्रोत्साहन से संबंधित परिवर्तन के बीच बातचीत की जांच करने के लिए. चित्रा 6 (शेष बीम प्रदर्शन पर vestibular उत्तेजना का प्रभाव 9 महीने की उम्र में काफी बड़ा होता है कि पता चलता है पी <0.01) और 13 महीने की उम्र (पी <0.001) चूहों 1 महीने की उम्र में चूहों के साथ तुलना में. साथ में इन परिणामों को सरल बैलेंस बीम उपकरण murine उम्र भर संतुलन प्रदर्शन में vestibular से संबंधित परिवर्तन को मापने के लिए बनाया कस्टम रोटेटर के साथ संयोजन के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है कि संकेत मिलता है.

चित्रा 1
चित्रा 1. Rotarod तंत्र. (ए) rotarod तंत्र 5 गलियों है और किसी भी एक समय में 5 कृन्तकों की एक अधिकतम परीक्षण करने में सक्षम है. cylindrica चूहों रखा जाता है (Arrowhead) जिस पर एल dowels धातु लैंडिंग प्लेटफार्मों (*) डाटा अधिग्रहण के लिए कि ट्रिगर दबाव सेंसर. (बी) एक एक 1 महीने की उम्र में माउस की फोटो और dowels पर बैठे एक 9 माह पुराने माउस के ऊपर स्थित हैं एक परीक्षण की तैयारी में rotarod के पीछे का सामना करना पड़.

चित्रा 2
2. Rotarod प्रशिक्षण घटता चित्रा. एक 1 महीने की उम्र और एक 9 महीने की उम्र में माउस और समय के अपने माप का एक उदाहरण rotarod पर गिर करने के लिए. दोनों चूहों के लिए गिर करने के लिए समय की माप करने के लिए 5 परीक्षण 1 के दौरान तेजी से वृद्धि हुई है और इसलिए प्रशिक्षण परीक्षणों के रूप में माना गया. परीक्षण (प्रदर्शन बढ़ जाती है plateaued; लाइन धराशायी) स्थिर हो जाने के बाद गिर करने के लिए समय की माप डेटा विश्लेषण के लिए दर्ज किए गए.

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चित्रा 3. कस्टम बनाया रोटेटर. (ए) कस्टम निर्मित रोटेटर चूहों के vestibular प्रणाली को प्रोत्साहित करने के लिए प्रयोग किया जाता है. इस रोटेटर एक Dremel (arrowhead) और एक कृंतक चल ​​पहिया (*) के होते हैं. (बी) रोटेटर का एक बेहतर देखने. चूहे चल पहिया के केंद्र में कक्ष (arrowhead) के अंदर रखा जाता है.

चित्रा 4
चित्रा 4. बैलेंस बीम उपकरण. (ए) के लिए इच्छुक बैलेंस बीम उपकरण 52.5 सेमी जमीन और लक्ष्य बॉक्स (*) जमीन के ऊपर 60 सेमी उठाया ऊपर स्थित किरण की शुरुआत के साथ एक 80.3 सेमी लंबी आधार है. (बी ) बैलेंस बीम पर चूहों के व्यवहार किरण के निचले सिरे पर रखा दो कैमरों द्वारा रिकॉर्ड किया गया है. वीडियो छोड़ दिया और सही दृष्टिकोण प्रदान दर्जचूहों की है कि वे किरण पार और बाद में विश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है.

चित्रा 5
.. (पी <0.05 *) चित्रा 5 rotarod प्रदर्शन उम्र के साथ कम हो जाती है 1 महीने की उम्र में चूहों (n = 6) 9 महीने की उम्र (एन = 8) चूहों की तुलना में अब काफी घूर्णन dowels पर रहने के लिए सक्षम थे. डेटा मतलब ± एसडी के रूप में प्रतिनिधित्व कर रहे हैं.

चित्रा 6
चित्रा 6. संतुलन बीम प्रदर्शन पर vestibular उत्तेजना का प्रभाव उम्र के साथ अधिक से अधिक है. Vestibular उत्तेजना 9 महीने की उम्र में (n = 6) और 13 महीने की उम्र में (एन = 5) चूहों लेकिन नहीं 1 महीने में में पार करने के लिए समय में वृद्धि हुई पुराने (एन = 9) चूहों. उम्र और TTT में vestibular प्रोत्साहन से संबंधित परिवर्तन के बीच बातचीत बल पर vestibular उत्तेजना का प्रभाव का आकलन किया जाता है तो1 महीने की उम्र में चूहों की तुलना में मंजूरी किरण प्रदर्शन 9 महीने की उम्र और 13 महीने की उम्र में चूहों में काफी अधिक है. डेटा मतलब ± एसडी के रूप में प्रतिनिधित्व कर रहे हैं. *; पी <0.05 **; पी <0.01 ***; पी <0.001.

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Discussion

प्रोटोकॉल के भीतर गंभीर कदम

पिछला काम यह rotarod और संतुलन बीम उपकरण और एक परिणाम के रूप में दोनों पर चूहों overtrain करने के लिए आसान है कि दिखाया गया है, सही माप के अधिग्रहण को चुनौती देने के लिए 15 किया जा सकता है. बैलेंस बीम पर overtraining अधिक अक्सर रोक (खोजपूर्ण व्यवहार) के लिए और विपरीत दिशा में यात्रा का नेतृत्व कर सकते हैं, जबकि उदाहरण के लिए, rotarod पर overtraining की ओर (, चूहों जानबूझकर दोनों अभ्यास होना और परीक्षण अवधि के दौरान dowels से कूद करने के लिए यानी नेतृत्व कर सकते हैं लाइन) 15 शुरू. अंत में, overtraining वास्तविक मोटर क्षमता के underestimates के लिए नेतृत्व कर सकते हैं. यह प्रशिक्षण घटता विश्लेषण करने से पहले का मूल्यांकन किया कि इसलिए महत्वपूर्ण है.

Rotarod प्रोटोकॉल के भीतर एक और महत्वपूर्ण कदम चूहों से पहले प्रत्येक परीक्षण शुरू करने के लिए (रोटेशन के विपरीत दिशा) सही दिशा का सामना करना है कि यह सुनिश्चित करना है. गलत निदेशक का सामना करना पड़ चूहेtion dowels कठिनाई dowel पर संतुलन को बनाए रखने और फलस्वरूप जल्दी गिरने, संभवतः परीक्षण की प्रभाव overestimating है बारी बारी से शुरू करते हैं. इसके अलावा, संतुलन बीम परीक्षण में, यह vestibular चुनौती से वसूली तुरंत शुरू होता है के रूप में संतुलन बीम को रोटेटर से जितना ज्यादा हो सके चूहों स्थानांतरित करने के लिए महत्वपूर्ण है. इस रोटेटर और प्रदर्शन में बाद में कमी के कारण असंतुलन को कम करके आंका जा सकता है कि हो सकता है.

संशोधन और समस्या निवारण

संशोधनों के परीक्षण की संवेदनशीलता को बदलने के क्रम में rotarod और संतुलन बीम परीक्षण दोनों को बनाया जा सकता है. rotarod परीक्षण आसानी से संतुलन और मोटर घाटे का पता लगाने के लिए आवश्यक मोटर कार्य की कठिनाई का स्तर परिवर्तित करने के लिए संशोधित किया जा सकता है. इस dowels परीक्षण के दौरान बारी बारी से, और भी है या नहीं, इन घुमाव परीक्षण की अवधि से अधिक तेजी लाने के जिस गति से छेड़छाड़ करके प्राप्त किया जा सकता है. बैलेंस बीम परीक्षण के लिए अलग किरण widths कठिनाई के एक उच्च स्तर engendering छोटे बीम चौड़ाई के साथ, परीक्षण की संवेदनशीलता को समायोजित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. इस दृष्टिकोण का उपयोग पिछले एक अध्ययन में, यह चूहों 15 पार करने के लिए समय की न्यायपालिका माप के लिए नेतृत्व जो बीम के पक्षों पर पकड़ करने में सक्षम थे दिखाया गया था कि हालांकि आयताकार पार वर्गों के साथ मुस्कराते हुए भी इस्तेमाल किया जा सकता है. Rotarod और संतुलन बीम परीक्षण दोनों में, चूहों vestibular प्रोत्साहन के साथ चुनौती दी जा सकती है और 3 गुना तक तंत्र पर retested. हालांकि, यह चूहों अक्सर vestibular प्रोत्साहन के साथ पहली बार परीक्षण के दौर से गुजर के बाद कार्य को पूरा करने के लिए अनिच्छुक हैं कि ध्यान दिया जाना चाहिए.

सीमाएं

संतुलन और मोटर की क्षमता की माप 14 परीक्षण किया जा रहा व्यक्ति चूहों के आकार और वजन से प्रभावित किया जा सकता है. इस मोटर प्रदर्शन पर उम्र के प्रभाव के प्रभाव से संवर्धित किया जा सकता है कि वहाँ एक संभावना है कि इसका मतलब हैगुरुत्वाकर्षण और द्रव्यमान का केंद्र. दरअसल, अपेक्षाकृत उच्च शरीर द्रव्यमान के साथ चूहों rotarod परीक्षण 16 पर भी बुरा प्रदर्शन करने के लिए दिखाया गया है. vestibular रोटेटर के आवेदन हालांकि संतुलन प्रदर्शन वजन से चकित है किस हद तक कम करता है, और vestibular प्रणाली पर उम्र बढ़ने के प्रभाव को संतुलन प्रदर्शन के रोपण की सुविधा.

मौजूदा तरीकों और वैकल्पिक तरीके के संबंध में तकनीक का महत्व

सीधे किसी भी प्रजाति के vestibular प्रणाली में उम्र बढ़ने की जांच कि कुछ अध्ययन किए गए हैं. वयस्कता 17,18 पहुँच जाता है के बाद आमतौर पर इन अध्ययनों vestibular समारोह का आकलन करने के लिए VOR का इस्तेमाल किया है और कहा कि VOR समारोह से पता चला है कि केवल छोटे परिवर्तन के साथ उम्र के 60 सप्ताह तक ऊपर रखा हुआ है. इसके अलावा VOR परीक्षण आमतौर पर जानवर की कॉर्निया के लिए रिकॉर्डिंग coils संलग्न करने के invasiveness के एक डिग्री की आवश्यकता होती है, और अक्सर एक वसूली की अवधि 3 की आवश्यकता होती है. देय माउस आंख के छोटे आकार के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया विकल्प, वीडियो आँख ट्रैकिंग, भी हासिल करना मुश्किल है. एक साथ इन कठिनाइयों murine मॉडल में VOR पढ़ाई की संख्या सीमित है.

इस पत्र को रोजगार तंत्र में वर्णित विधियों आमतौर पर मोटर समन्वय और संतुलन का आकलन किया. इसके अलावा, इन तरीकों के विकास और उम्र बढ़ने के दौरान होने वाले परिवर्तनों और कारण आनुवंशिक संशोधनों 5,7,19,20 को उन की जांच के लिए इस्तेमाल किया गया है. मोटर समन्वय और संतुलन उम्र के 3 महीने के बाद गिरावट के लिए दिखाया गया है, इस पत्र में एक सरल vestibular प्रोत्साहन के अतिरिक्त उपयोग ऊपर उल्लिखित अधिक कठिन और आक्रामक तकनीकों के उपयोग के बिना एक बूढ़ा murine मॉडल में vestibular प्रणाली की जांच की सुविधा 8. यह जानकारी तो उम्र के साथ vestibular प्रणाली में होने वाले अंतर्निहित सेलुलर और subcellular परिवर्तन के साथ व्यवहार सहसंबंधी करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.

इस तकनीक के माहिर के बाद TEP "> भविष्य आवेदन या निर्देश

यहाँ वर्णित विधियों जानवरों के बाद रोटेशन द्वारा अनुभवी असंतुलन का स्तर यों नहीं करते हैं, एक vestibular प्रोत्साहन के आगे आवेदन पेशाब, शौच और झटके 21 सहित लक्षण की उपस्थिति के आधार पर एक स्कोरिंग प्रणाली में शामिल करने के लिए संशोधित किया जा सकता है. चूहों द्वारा अनुभवी असंतुलन की राशि बढ़ाता के अन्य तरीके 11,21 पहले दिखाया गया के रूप में साकारीन और kaolin तेज मापने शामिल हैं. अंत में, एक व्यक्ति माउस में उम्र बढ़ने के vestibular से संबंधित प्रभाव से स्कोर करने की क्षमता बाद में electrophysiological, आणविक और दो ​​photon माइक्रोस्कोपी तकनीक 22 का उपयोग कर संतुलन प्रदर्शन और subcellular / सेलुलर प्रक्रियाओं के बीच सहसंबंध पर जांच के लिए अनुमति देता है.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rotarod IITC Life Science Inc. #755 "Rat dowels" = 70 mm diameter. Do not allow ethanol to contact perspex.
iPhone Apple Can use any type of camera. Velcro fixed to the back surface for attachment to the the 3D articulated arm.
3D articulated arm Fisso/Baitella Classic 3300-28 Any type of stable vertical stand would be adequate. Velcro is fixed to the apical end of the arm for iPhone attachment.
Wooden walking beam: 1 m long strip of smooth wood with a circular cross-section of 14 mm diameter A range of diameters and cross section shapes can be used to suit experimental parameters
Wooden goal box (130 x 140 x 220 mm) made from 11 mm thick boards
Support stand made of 41 x 41 mm beams: 2 vertical beams 525 and 590 mm from ground at the start and goal ends respectively; 803 mm horizontal beam that runs along the ground directly under the walking beam; two 20 mm long beams act as "feet", joining the horizontal and vertical beams at each end; a 21 x 21 x 36 mm block hewn at the apical end of the "starting" vertical beam; a 13 x 13 mm aperture cut out of the center of this block, forming a tunnel which runs perpendicular to the walking beam. Brace all joins with small steel brackets.
Black paint (water based) Handycan Acrylic Matt Black 2-3 coats for all wooden surfaces of the balance beam apparatus
Clear finish Wattle Estapol Polyurethane Matt Single coat for all beams. Double coat for all other surfaces of the balance beam apparatus
Foam, packaging material To cushion any falls from the balance beam
70% Ethanol, paper towels Clean beam and goal box between each animal.
Gauze pads/paper towels To line the floor of the goal box
Mouse house (from home cage)

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References

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