JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

هنا نصف نظام RatWalker ، الذي تم بناؤه من خلال إعادة تصميم جهاز MouseWalker لاستيعاب الحجم والوزن المتزايد للفئران. يستخدم هذا النظام الانعكاس الداخلي الكلي المحبط (FTIR) ، والتقاط الفيديو عالي السرعة ، وبرنامج تحليل الوصول المفتوح لتتبع معلمات المشي وقياسها.

Abstract

مرض باركنسون (PD) هو اضطراب تنكسي عصبي تدريجي ناتج عن فقدان الخلايا العصبية الدوبامينية (DA) في المادة السوداء pars compacta. تشوهات المشي ، بما في ذلك انخفاض تأرجح الذراع ، وسرعة المشي البطيئة ، والخطوات الأقصر شائعة في مرضى PD وتظهر في وقت مبكر من مسار المرض. وبالتالي ، فإن القياس الكمي للأنماط الحركية في النماذج الحيوانية لمرض باركنسون سيكون مهما لتوصيف النمط الظاهري أثناء مسار المرض وعند العلاج العلاجي. معظم حالات مرض باركنسون مجهول السبب. ومع ذلك ، فإن تحديد الأشكال الوراثية لمرض باركنسون كشف عن طفرات ومتغيرات جينية ، مثل طفرات فقدان الوظيفة في Pink1 و Parkin ، وهما بروتينان مشاركان في مراقبة جودة الميتوكوندريا يمكن تسخيرهما لإنشاء نماذج حيوانية. في حين أن الفئران تقاوم التنكس العصبي عند فقدان Pink1 و Parkin (الحذف الفردي والمركب) ، في الفئران ، يؤدي نقص Pink1 ولكن ليس Parkin إلى فقدان الخلايا العصبية nigral DA وضعف الحركة. هنا ، نبلغ عن فائدة تصوير FTIR للكشف عن تغيرات المشي في الفئران الذكور الصغيرة التي تمشي بحرية (شهرين من العمر) مع فقدان مشترك ل Pink1 و Parkin قبل تطور الشذوذ الحركي الظاهر بصريا مع تقدم هذه الفئران في العمر (لوحظ في 4-6 أشهر) ، والتي تتميز بسحب الأطراف الخلفية كما ورد سابقا في فئران Pink1 بالضربة القاضية (KO).

Introduction

يحدث PD ، وهو اضطراب الحركة التنكسية العصبية الأكثر شيوعا المرتبط بالعمر ، بسبب فقدان الخلايا العصبية DA في المادة السوداء pars compacta. يؤدي هذا الفقدان للخلايا العصبية DA nigral ومدخلات DA في المخطط إلى ضعف الوظيفة الحركية الملحوظ الذي شوهد في المرضى الذين يعانون من PD 1,2. تشمل الخصائص الحركية المحددة للمرضى الذين يعانون من مرض باركنسون ، والمعروفة مجتمعة باسم باركنسون ، الصلابة ، ورعاش الراحة ، وبطء الحركة ، وعدم الاستقرار الوضعي ، والتصوير المجهري3. علاوة على ذلك ، تظهر اضطرابات المشي ، الشائعة في مرضى PD ، في وقت مبكر من مسار المرض1،4،5. في حين يقترح بعض أنماط الحياة للمساعدة في إبطاء تقدم مرض باركنسون ، مثل الأكل الصحي وممارسة التمارين الرياضية بانتظام ، لا يوجد حاليا علاج لمرض باركنسون ، فقط الأدوية لإدارة الأعراض. وهذا يترك مجالا للحاجة إلى مزيد من التحقيق على أمل تحسين العلاجات. وبالتالي ، فإن توصيف نمط المشي في نماذج الحيوانات PD هو أداة حاسمة لتوصيف أهمية النموذج وكذلك كيف أن العلاجات العلاجية التي تهدف إلى السيطرة على PD تمنع أو تحسن الإعاقات الحركية.

هناك العديد من النماذج الحيوانية PD التي تم استخدامها لاختبار العلاجات العلاجية ، ولكن لكل منها حدودها. على سبيل المثال ، أسفرت النماذج الحيوانية المعالجة بالسم العصبي 1-ميثيل-4-فينيل-1،2،3،6-تتراهيدروبيريدين (MPTP) عن ثروة كبيرة من المعلومات حول العمليات المهمة لفقدان الخلايا العصبية nigral DA والتكيفات المخططة اللاحقة ، وأشارت إلى دور الميتوكوندريا في التسبب في مرض باركنسون. ومع ذلك ، فإن الخلفية المسببة للأمراض لنموذج MPTP ذات طبيعة سامة وليست عملية تنكسية عصبية كما هو الحال في PD6 البشري. تشمل النماذج الإضافية القابلة للتحريض كيميائيا 6-هيدروكسي دوبامين (6-OHDA) والروتينون. كان 6-OHDA أول عامل يستخدم للحث على PD عن طريق التراكم الانتقائي للدواء في الخلايا العصبية DA ، والذي يقتل الخلايا العصبية في النهاية ويؤدي إلى أعراض تشبه PD. تم استخدام هذا النموذج لأول مرة لتتبع استنفاد DA من خلال فحص السلوك استجابة للأمفيتامين والآبومورفين7. أثبتت طريقة تحريض PD هذه أنها مفيدة لفحص العوامل الدوائية التي تؤثر على DA ومستقبلاته8. في حين أن نموذج 6-OHDA هو نموذج رائع لتتبع العجز الحركي القابل للقياس الكمي ، فإن هذا النموذج لا يوضح كيف يؤثر الفقدان التدريجي للخلايا العصبية وتكوين أجسام ليوي على الحيوان. الطريقة الأخرى للتحريض ، الروتينون ، ثبت أن لديها تنكسا تدريجيا للخلايا العصبية السوداء مع فقدان هيدروكسيلاز التيروزين وناقل DA ، مما يسمح بنموذج أفضل لتتبع فقدان الخلايا العصبية بمرور الوقت9. أظهرت الفئران المعالجة بالروتينون بطء الحركة ، وعدم الاستقرار الوضعي ، والمشية غير المستقرة10. ومع ذلك ، فقد وجد أن هذه الطريقة متغيرة على نطاق واسع بين سلالات مختلفة من الفئران ، مما أثار التساؤل عما إذا كان الروتينون نموذجا موثوقا به ل PD11،12،13 أم لا. في حين ثبت أن تحليل المشي يتأثر بتحريض PD في الفئران ، حتى الآن ، لم يتم استخدام نماذج الفئران PD المستحثة وراثيا بسهولة لتحليل المشي عن طريق المشي بحرية على المدرج.

تتمثل إحدى طرق تحليل الضعف الحركي في القوارض التي تمشي بحرية في تحليل المشي الحركي ، والذي يمكن إجراؤه باستخدام تصوير FTIR. تستخدم هذه الطريقة الراسخة مستشعر بصري يعمل باللمس يعتمد على FTIR ، والذي يسجل ويتتبع آثار أقدام القوارض أثناء تحركها على المدرج14،15،16. بالمقارنة مع الطرق الأخرى ، لا يعتمد FTIR على أي علامات على جسم الحيوان يمكن أن تتداخل مع مطبوعات المخلب. ينتج عن إنشاء بيانات الفيديو مطبوعات مخالب رقمية لجميع الأطراف الأربعة التي يمكن دمجها لإنشاء نمط مشي ديناميكي وقابل للتكرار لنماذج القوارض المختلفة. مبدأ تحليل المشي القائم على التصوير هو أخذ كل مخلب فردي وقياس منطقة التلامس بمرور الوقت أثناء سير القوارض على المدرج. يتم تمثيل كل موقف بزيادة في مساحة المخلب (في مرحلة الكبح) وانخفاض في منطقة المخلب (في مرحلة الدفع). يتم ذلك من خلال مرحلة التأرجح ، وهي عندما لا يتم اكتشاف إشارة مخلب. بعد تقييم الفيديو ، يتم إنشاء العديد من المعلمات التي يمكن استخدامها لمقارنة نموذج النوع البري (WT) مقابل نموذج PD. بعض الأمثلة على المعلمات هي طول الخطوة (المسافة التي يغطيها المخلب في خطوة واحدة) ، ومدة التأرجح (المدة الزمنية التي لا يكون فيها المخلب على اتصال بالمدرج) ، وسرعة التأرجح (طول الخطوة كدالة لمدة التأرجح) ، ونمط الخطوة (خطوات قطرية ، خطوات جانبية ، أو خطوات حزام).

لإثبات فائدة FTIR للكشف عن التغيرات المبكرة في نمط المشي في الفئران ، استخدمنا نموذجا وراثيا للفئران من PD. في حين أن معظم حالات مرض باركنسون مجهولة السبب. كشف تحديد الأشكال الوراثية لمرض باركنسون عن طفرات ومتغيرات جينية ، مثل طفرات فقدان الوظيفة في Pink1 و Parkin ، وهما بروتينان مشاركان في مراقبة جودة الميتوكوندريا17 ، يمكن تسخيرهما لإنشاء نماذج حيوانية18. لسوء الحظ ، تقاوم الفئران التنكس العصبي عند فقدان هذه البروتينات (مفردة ومجتمعة)19،20،21. في الفئران ، يؤدي نقص Pink1 ولكن ليس باركين إلى فقدان الخلايا العصبية nigral DA وضعف الحركة22 ، ولكن دون اختراق كامل. لذلك ، أنشأنا نموذجا مشتركا لفأر Pink1 / Parkin Double Knockout (DKO) ، والذي يعرض النمط الظاهري الظاهر للأطراف الخلفية الواضحة بصريا والذي تم الإبلاغ عنه في ذكور فئران Pink1 KO22 ولكن الآن بمعدل أعلى: 100٪ مقابل 30-50٪ من الذكور بين 4-6 أشهر.

في حين أن هذه الطريقة تعمل بشكل جيد لتحليل العجز الحركي في الفئران14 ، فإن مواصفات نظام المشي التصويري FTIR لاستيعاب حجم ووزن الفئران لم تكن متوفرة في السابق بشكل غير تجاري. نوضح هنا كيفية بناء RatWalker ، وهو نظام معدل لتصوير المشي FTIR على غرار MouseWalker14 ، باستثناء تكييفه مع حجم ووزن الفئران. يستخدم هذا النظام تأثيرا بصريا ، FTIR ، لتوفير طريقة لتصور آثار أقدام الحيوانات وتسجيلها لاحقا لتحليلها. يؤدي ملامسة قدم الحيوان مع الدليل الموجي البصري (المنصة) إلى اضطراب في مسار الضوء مما يؤدي إلى تأثير تشتت مرئي ، يتم التقاطه باستخدام تصوير فيديو عالي السرعة من الدرجة المحلية والمعالجة باستخدام برنامج مفتوح المصدر. توضح هذه الدراسة قوة تصوير FTIR في دراسة تغيرات المشي في نماذج الفئران الجينية لمرض باركنسون. على سبيل المثال ، في حين لوحظت تغييرات حركية واضحة بصريا (أي سحب الأطراف الخلفية) في ذكور فئران DKO في 4 أشهر على أقرب تقدير ، باستخدام FTIR ، يمكننا الكشف عن تشوهات البوابة في ذكور فئران DKO في عمر 2 أشهر.

Protocol

تمت الموافقة على جميع الدراسات على الحيوانات من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان في المركز الطبي بجامعة نبراسكا (IACUC).

1. جهاز المشي

ملاحظة: تم تصميم RatWalker ، الذي تم تصميمه من MouseWalker14 ، بأبعاد تتناسب مع الفرق في طول الخطوة بين الجرذان والفئران. يتكون من إضاءة خلفية جانبية ، وحاوية ممر ، وممر بصري للدليل الموجي ، ومرآة ، وكاميرا (الشكل S1). تم استخدام شرائط LED ، الموجهة في وضع متداخل ، على كل جانب من جوانب الممشى وأدلة موجات الإضاءة الخلفية لاستيعاب المواد الإضافية. يمكن العثور على المواد اللازمة لبناء جهاز المشي المعدل في الجدول S1.

  1. استخدم إضاءة خلفية (الشكل S2) لإنشاء صورة ظلية للحيوان يستخدمها البرنامج لتعيين الموضع واتجاه الحركة والصفات المورفومترية. يتكون البناء من لوحة ذات طبقات من ناشر أكريليك ، ودليل موجي بصري ، وعاكس ، وشرائط إضاءة LED مجمعة داخل إطار من الألومنيوم (الجدول S1).
  2. استخدم حاوية الممشى (الشكل S3) لتوجيه الحيوان على طول المنصة وتوجيه الحيوان إلى قفص المنزل. يتكون البناء من صفائح أكريليك شفافة مذيب ملحومة بثنائي كلورو ميثان (الجدول S2).
  3. استخدم الممر (الشكل S4) لتوفير الوسيط لتوليد آثار أقدام مضاءة. تم بناء الممشى من الأكريليك الشفاف ، وهو مضاء جانبيا مع مصابيح LED شريطية وموجود في زاوية من الألومنيوم (الجدول S3).
  4. ضع مرآة (الشكل S5) مباشرة أسفل الممر بزاوية 45 درجة لتعكس الجانب السفلي من الممر للتصوير بالفيديو. وهي مصنوعة من مرآة زجاجية بسمك 1/4 بوصة مدعومة بالأكريليك ، وأقواس بزاوية مرتبة في صف واحد (الجدول S4).
  5. قم بإجراء تصوير الفيديو باستخدام كاميرا حركة عالية السرعة مثبتة على حامل ثلاثي القوائم بجودة محلية.

2. إعداد المعدات

  1. قم بمحاذاة الإضاءة الخلفية والممشى والمرآة وفقا للشكل S1 ، أعلى سطح العمل أو طاولة العمل أو عربة ثابتة. تأكد من توسيط كل مكون فيما يتعلق بالممر.
  2. باستخدام المستوى ، تأكد من أن المكونات راسيا أفقيا.
  3. ضع حاوية الممشى أعلى الممشى.
  4. نظف جميع مناطق سطح التلامس بنسبة 70٪ إيثانول. تأكد من استخدام منشفة غير كاشطة لمنع خدش الممر.
  5. قم بتركيب الكاميرا عالية السرعة على حامل ثلاثي القوائم مقاس 57 بوصة وضعها في منتصف الخط إلى المرآة ، متباعدة بما يكفي لالتقاط الممر بأكمله داخل مجال الرؤية. من قائمة إعدادات الفيديو ، تأكد من ضبط الكاميرا عالية السرعة على الاكتساب الخطي في وضع 1080 بكسل بمعدل 120 إطارا في الثانية (fps) مع إيقاف تشغيل أي نوع من الضبط التلقائي أو التحسينات.
  6. قم بتوصيل وتشغيل مصابيح الشريط LED للإضاءة الخلفية والممر. قد يكون من الضروري تعتيم الإضاءة الخلفية لتقليل التقاط الخلفية.

3. تأقلم الحيوان

ملاحظة: قبل أسبوع واحد من التجربة الأولى ، قم بتشغيل الحيوانات من خلال جهاز المشي المعدل.

  1. ضع قفصا منزليا عند نهاية الممشى.
  2. مع تثبيت العلبة وإطفاء الأنوار ، ضع الجرذ في نهاية الممشى المقابل للقفص المنزلي واتركه يمشي عبر الممشى بطريقة غير قسرية.
  3. قم بتشغيل كل فأر من خلال جهاز المشي المعدل عدة مرات ، حتى يتمكنوا من عبور الممشى بأكمله بسلاسة.
  4. كرر العملية قبل يومين من التجربة.

4. إجراء المشي

  1. ضع قفصا منزليا في نهاية الممشى قبل بدء كل جولة ليكون بمثابة إشارة إيجابية للفأر لاجتياز الممر.
  2. أطفئ أضواء الغرفة ، وقم بتشغيل الكاميرا ، وابدأ التسجيل قبل عدة ثوان من وضع الجرذ على المنصة.
    ملاحظة: تأكد من استخدام بطاقة ذاكرة موصى بها رسميا من قبل الشركة المصنعة للكاميرا. قد تظل بطاقة الذاكرة غير المدرجة تعمل ولكن ليس مضمونا التقاطها بمعدل الإطارات المزعوم.
  3. مع تثبيت العلبة ، ضع الجرذ في نهاية الممشى المقابل للقفص المنزلي واتركه يمشي عبر الممشى بطريقة غير قسرية.
  4. توقف عن التسجيل بمجرد وصول الحيوان إلى نهاية الممشى.
  5. نظف الممر باستخدام 70٪ من الإيثانول ومنشفة غير كاشطة بين الجري وبعد تبول الحيوان أو تغوطه ، ثم اترك الإيثانول يتبخر قبل إدخال آخر.
  6. قم بتشغيل الفئران عبر الممشى ما مجموعه 7 مرات خلال كل فترة مراقبة ، مع أخذ الأشواط الثلاثة الأولى التي تسجل على أنها تمرير للتحليل.
  7. سجل الجري على أنه عابر إذا قام الحيوان بأربع خطوات متتالية أو أكثر في اتجاه قفص المنزل دون انقطاع بسبب الاستمالة أو التوقف المؤقت أو الحركات الخاطئة.
    ملاحظة: من الممارسات الجيدة تسجيل كتلة الحيوانات قبل كل جولة من التدابير. بالنسبة لدراستنا ، وزن WT (n = 7) و DKO (n = 8) 200.3 ± 21.67 جم و 296.6 ± 3.85 جم ، على التوالي (p = 0.004 ، اختبار t غير المزاوج مع تصحيح ويلش). لا نرى مشكلة مع الفئران من أي عمر أو حجم.

5. المعالجة المسبقة للفيديو

ملاحظة: يتم عرض مقاطع الفيديو التي تم التقاطها بواسطة الكاميرا عالية السرعة بتنسيق mp4 بمعدل 120 إطارا في الثانية ودقة 1080 بكسل. لتخفيف العبء على البرنامج التحليلي في المراحل النهائية ، قم أولا بقص اللقطات غير الضرورية وتجريد الصوت من كل مقطع فيديو باستخدام برنامج LosslessCut (الإصدار 3.23.7 ، https://github.com/mifi/lossless-cut) ، ثم قم بتحويل دفق الفيديو mp4 إلى تسلسل صورة png باستخدام البرنامج مفتوح المصدر FFmpeg (الإصدار 4.2 ، http://ffmpeg.org/). ملاحظة: يمكن استخدام تنسيقات Lossless الأخرى مثل tiff بدلا من png.

  1. قم بإنشاء دليل لمقاطع الفيديو على جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Windows 7 أو إصدار أحدث، ثم انقل مقاطع الفيديو من جهاز تخزين الكاميرا عالية السرعة إلى الدليل الذي تم إنشاؤه حديثا. بالإضافة إلى ذلك ، انسخ ffmpeg.exe إلى نفس الموقع.
  2. في LosslessCut ، اسحب مقاطع الفيديو إلى الواجهة لفتحها. تجاهل الصوت ، واضبط نقطتي قطع البداية والنهاية لتضمين الجزء ذي الصلة تحليليا فقط من الفيديو ، واضبط تنسيق إطار الالتقاط على png ، وقم بالتصدير. بمجرد تصدير الفيديو ، أعد تسمية ملف الفيديو باستخدام أي اصطلاح تسمية متبوعا ب "_trimmed".
  3. لتحويل مقاطع الفيديو إلى تسلسلات صور دفعة واحدة ، افتح موجه الأوامر ، واضبط دليل العمل على موقع مقاطع الفيديو باستخدام "cd [path to directory]" ، وقم بتشغيل الأوامر التالية:
    ل٪i in (*) do mkdir "٪~ni_cropped"
    ل٪i in (*) do mkdir "٪~ni_trimmed"
    ل / f "الرموز المميزة = 1 delims =." ٪a في ('dir / B *_trimmed. MP4') do ffmpeg -i "٪a.MP4" "٪a/٪a_٪04d.png"
  4. بعد اكتمال عملية الدفعات ، افتح كل تسلسل صور في ImageJ Fiji23 وقم بقص التسلسل إلى منطقة الاهتمام (ROI) التي تشمل مساحة الأرضية التي يتم فيها ملاحظة الفئران.
  5. لتقليل الخلفية من إضاءة الممشى ، قم بزيادة الحد الأدنى لتوازن الألوان للقناة السماوية إلى 76.
  6. احفظ كتسلسل صورة وقم بتغيير اللاحقة "_trimmed" إلى "_cropped" ، مع حفظ الملفات في مجلد "_cropped" الخاص بها.

6. معالجة المشي

ملاحظة: تتم معالجة بيانات المشي وقياسها كميا باستخدام البرنامج المتاح مجانا، MouseWalker (http://biooptics.markalab.org/MouseWalker/)14.

  1. قم بفك ضغط برنامج MouseWalker وتثبيته على جهاز كمبيوتر يعمل ببيئة Windows 64 بت مع تثبيت Microsoft Excel.
  2. بعد تشغيل MouseWalker .exe ، قم بإجراء معايرة أولية لكل مجموعة من عمليات التشغيل. قم بتحميل تسلسل صورة وباستخدام المعالم أو المسطرة التي تم التقاطها في الفيديو ، قم بقياس نقطتين من المسافة المعروفة. احسب عدد وحدات البكسل لكل سنتيمتر في إطار الفيديو وأدخل هذه القيمة في قسم المعلمات في نموذج الإعدادات جنبا إلى جنب مع معدل إطارات الحصول على الفيديو.
  3. وبالمثل ، قم بقياس رأس وذيل وأقدام الجرذ لتحديد طول الرأس ، والحد الأقصى لعرض الذيل ومساحته ، والحد الأدنى والحد الأقصى لمنطقة القدم ، والميزات الأخرى اللازمة لإكمال قسم معلمات التتبع في نموذج إعدادات MouseWalker. راجع http://biooptics.markalab.org/MouseWalker/ للحصول على دليل المستخدم والوثائق الأخرى.
  4. للحصول على قيم مساحة الجسم، افتح نفس تسلسل الصورة في ImageJ، وارسم تحديدا يحدد الجرذ، وقم بإجراء عدد بكسل منطقة الاهتمام (ROI).
  5. المعلمات والإعدادات المستخدمة لهذا المنشور (الشكل S6).
    ملاحظة: يتم توفير المعلمات للتوضيح وتعتمد على حجم الفيديو وأجهزة الاستحواذ والشروط. يلزم معايرة البرامج وضبطها في كل مرة يتم فيها إعادة وضع الكاميرا أو الجهاز. يؤدي التقاط جهاز قياس داخل عملية الاستحواذ إلى تحسين الدقة وتسهيل المعايرة.
  6. بعد المعايرة، قم بتحميل كل تسلسل صورة. سيؤدي تحديد auto إلى بدء التعيين المستقل لآثار الأقدام.
  7. قم بالتمرير خلال كل إطار من التسلسل ، وقم بتصحيح آثار الأقدام التي تم تعيينها بشكل خاطئ يدويا. احفظ بمجرد اكتمال هذه الخطوة.
  8. أخيرا ، حدد تقييم لمعالجة موضع البصمة وبيانات الضغط. سيتم تصدير سلسلة من الرسوم البيانية والصور وجدول البيانات مع مقاييس المشي الكمية إلى مجلد النتائج.

7. تحليل البيانات

  1. استخدم جدول البيانات الذي تم تصديره في نهاية كل تقييم والذي يحتوي على بيانات مشي كمية لكل تشغيل. تسلسل البيانات من كل تشغيل ومتوسط لكل فأر. ارسم متوسط البيانات واختبر الأهمية باستخدام الإصدار 7.0a من GraphPad Prism.

النتائج

صيانة مستعمرة الفئران
تم وصف توليد وتوصيف فئران KO المفردة Pink1 و Parkin سابقا22. تم الحصول على فئران KO المفردة Pink1 و Parkin من SAGE Labs (وهي متاحة الآن من Envigo). تم إنشاء فئران DKO عن طريق تهجين فئران Pink1-/- مع فئران Parkin-/- للحصول على فئران Pink1 +/-/-/Parkin+/- ، والتي تم ?...

Discussion

تعد اضطرابات المشي ، بما في ذلك انخفاض تأرجح الذراع ، وسرعة المشي البطيئة ، والخطوات الأقصر ، سمة مميزة لمرض باركنسون ، وتحدث مبكرا أثناء دورة المرض 1,5. تم تطوير العديد من الطرق على مر السنين لمراقبة وتسجيل الإقبال لتحليل المشي في نماذج القوارض من PD ، مع تقني...

Disclosures

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح مالية متنافسة.

Acknowledgements

تشكر KS و HF مؤسسة Michael J Fox لأبحاث باركنسون لدعم عملهم على مرض باركنسون.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Aluminum
1.5” Aluminum Angle (1/8” - 6063)Dimensions: 8'
Qty: 8
1” Aluminum Square Tube (1/16” - 6063)Dimensions: 8'
Qty: 4
32 Gauge Aluminum SheetDimensions: 10'
Qty: 1
1” Aluminum Tube (1/8” - 6063)Dimensions: 8'
Qty: 1
Acrylic
7/32” Clear Acrylic SheetDimensions: 4'x8'
Qty: 2
1/8” White Acrylic Sheet 55% (2447)Dimensions: 4'x8'
Qty: 1
Mirror
7/32” Glass MirrorDimensions: 60"x12"
Qty: 1
LED
5050 LED Tape Light (Green)Dimensions: 16.4'
Qty: 1
5050 LED Tape Light (Red)Dimensions: 16.4'
Qty: 1
Camera
GoPro Hero 6 BlackQty: 1
TripodDimensions: 57"
Qty: 1

References

  1. Behari, M., et al. Parkinson's disease. Annals of Indian Academy of Neurology. 14, 2-6 (2011).
  2. Kalia, L. V., Lang, A. E. Parkinson's disease. Lancet. 386 (9996), 896-912 (2015).
  3. Fahn, S. Description of Parkinson's disease as a clinical syndrome. Annals of the New York Academy of Sciences. 991, 1-14 (2003).
  4. Frenkel-Toledo, S., et al. Effect of gait speed on gait rhythmicity in Parkinson's disease: variability of stride time and swing time respond differently. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 2, 23 (2005).
  5. Shulman, J. M., De Jager, P. L., Feany, M. B. Parkinson's disease: genetics and pathogenesis. Annual Review of Pathology. 6, 193-222 (2011).
  6. Klemann, C., Martens, G. J. M., Poelmans, G., Visser, J. E. Validity of the MPTP-Treated Mouse as a Model for Parkinson's Disease. Molecular Neurobiology. 53 (3), 1625-1636 (2016).
  7. Ungerstedt, U. Striatal dopamine release after amphetamine or nerve degeneration revealed by rotational behaviour. Acta Physiologica Scandinavian Supplementum. 367, 49-68 (1971).
  8. Beal, M. F. Experimental models of Parkinson's disease. Nature Reviews Neuroscience. 2 (5), 325-334 (2001).
  9. Betarbet, R., et al. Chronic systemic pesticide exposure reproduces features of Parkinson's disease. Nature Neuroscience. 3 (12), 1301-1306 (2000).
  10. Cannon, J. R., et al. A highly reproducible rotenone model of Parkinson's disease. Neurobiology of Disease. 34 (2), 279-290 (2009).
  11. Quary, S., et al. Major strain differences in response to chronic systemic administration of the mitochondrial toxin 3-nitropropionic acid in rats: implications for neuroprotection studies. Neuroscience. 97 (3), 521-530 (2000).
  12. Cicchetti, F., Drouin-Ouellet, J., Gross, R. E. Environmental toxins and Parkinson's disease: what have we learned from pesticide-induced animal models. Trends in Pharmacological Sciences. 30 (9), 475-483 (2009).
  13. Greenamyre, J. T., Cannon, J. R., Drolet, R., Mastroberardino, P. G. Lessons from the rotenone model of Parkinson's disease. Trends in Pharmacological Sciences. 31 (4), 142-143 (2010).
  14. Mendes, C. S., et al. Quantification of gait parameters in freely walking rodents. BMC Biology. 13, 50 (2015).
  15. Hamers, F. P., Lankhorst, A. J., van Laar, T. J., Veldhuis, W. B., Gispen, W. H. Automated quantitative gait analysis during overground locomotion in the rat: its application to spinal cord contusion and transection injuries. Journal of Neurotrauma. 18 (2), 187-201 (2001).
  16. Hamers, F. P., Koopmans, G. C., Joosten, E. A. CatWalk-assisted gait analysis in the assessment of spinal cord injury. Journal of Neurotrauma. 23 (3-4), 537-548 (2006).
  17. Pickrell, A. M., Youle, R. J. The roles of PINK1, parkin, and mitochondrial fidelity in Parkinson's disease. Neuron. 85 (2), 257-273 (2015).
  18. Dawson, T. M., Ko, H. S., Dawson, V. L. Genetic animal models of Parkinson's disease. Neuron. 66 (5), 646-661 (2010).
  19. Gispert, S., et al. Parkinson phenotype in aged PINK1-deficient mice is accompanied by progressive mitochondrial dysfunction in absence of neurodegeneration. PLoS One. 4 (6), 5777 (2009).
  20. Goldberg, M. S., et al. Parkin-deficient mice exhibit nigrostriatal deficits but not loss of dopaminergic neurons. Journal of Biological Chemistry. 278 (44), 43628-43635 (2003).
  21. Kitada, T., Tong, Y., Gautier, C. A., Shen, J. Absence of nigral degeneration in aged parkin/DJ-1/PINK1 triple knockout mice. Journal of Neurochemistry. 111 (3), 696-702 (2009).
  22. Dave, K. D., et al. Phenotypic characterization of recessive gene knockout rat models of Parkinson's disease. Neurobiology of Disease. 70, 190-203 (2014).
  23. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  24. Hruska, R. E., Kennedy, S., Silbergeld, E. K. Quantitative aspects of normal locomotion in rats. Life Sciences. 25 (2), 171-179 (1979).
  25. de Medinaceli, L., Freed, W. J., Wyatt, R. J. An index of the functional condition of rat sciatic nerve based on measurements made from walking tracks. Experimental Neurology. 77 (3), 634-643 (1982).
  26. Kunkel-Bagden, E., Dai, H. N., Bregman, B. S. Methods to assess the development and recovery of locomotor function after spinal cord injury in rats. Experimental Neurology. 119 (2), 153-164 (1993).
  27. Jacobs, B. Y., Kloefkorn, H. E., Allen, K. D. Gait Analysis Methods for Rodent Models of Osteoarthritis. Current Pain and Headache Reports. 18 (10), 456 (2014).
  28. Boix, J., von Hieber, D., Connor, B. Gait Analysis for Early Detection of Motor Symptoms in the 6-OHDA Rat Model of Parkinson's Disease. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 12, 39 (2018).
  29. Zhou, M., et al. Gait analysis in three different 6-hydroxydopamine rat models of Parkinson's disease. Neuroscience Letters. 584, 184-189 (2015).
  30. Vandeputte, C., et al. Automated quantitative gait analysis in animal models of movement disorders. BMC Neuroscience. 11, 92 (2010).
  31. Chuang, C. S., et al. Quantitative evaluation of motor function before and after engraftment of dopaminergic neurons in a rat model of Parkinson's disease. Journal of Biomedical Science. 17, 9 (2010).
  32. Baldwin, H. A., Koivula, P. P., Necarsulmer, J. C., Whitaker, K. W., Harvey, B. K. Step Sequence Is a Critical Gait Parameter of Unilateral 6-OHDA Parkinson's Rat Models. Cell Transplantation. 26 (4), 659-667 (2017).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

167 1

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved