Diese Arbeit wurde durch Fördermittel aus dem Medical Research Council, dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada, und der Canadian Stroke Network unterstützt. GAM wurde auch von der Alberta Heritage Foundation for Medical Research unterstützt.

Leitersprosse Fuß Testgerät Die horizontale Leitersprosse Gehtest Apparatur bestand aus Seitenwände aus klarem Plexiglas und Metall Sprossen (3 mm Durchmesser), die eingefügt werden, um eine Etage mit einem Mindestabstand von 1 cm zwischen den Sprossen (siehe Abb. 1 schaffen könnte gemacht werden;. Metz und Whishaw , 2003). Die Seitenwände waren 1 m lang und 19 cm hoch von der Höhe der Sprossen gemessen. Die Leiter war 30 cm über dem Boden mit einem neutralen Start Käfig und ein Refugium (home Käfig) am Ende erhöht. Weil Tiere während des Trainings gewöhnt waren, war die Höhe des Gerätes kaum beunruhigen. Die Breite der Gasse war es, die Größe des Tieres angepasst, so dass es etwa 1 cm breiter als ein Tier, das Tier aus umzudrehen verhindern. Die Schwierigkeit der Aufgabe wurde durch Verändern der Position des Metalls Sprossen geändert. Ein regelmäßiges Muster der Sprossen konnten die Tiere, um das Muster über mehrere Trainingseinheiten zu lernen und die Position der Sprossen (Abb. 1, Muster A) zu antizipieren. Ein unregelmäßiges Muster, die von Versuch zu Versuch verändert wurde verhindert das Tier vom Lernen der Muster (Abb. 1, Muster B). Für die regelmäßige Anordnung wurden die Sprossen in 2 cm Abständen. Für das unregelmäßige Muster, abwechslungsreichen der Abstand der Sprossen systematisch von 1 bis 5 cm. Fünf Vorlagen von unregelmäßigen Sprosse Muster verwendet wurden, so dass die gleichen Muster, alle Tiere wurden angewandt, um die Schwierigkeit des Tests zu standardisieren sowie die Vergleichbarkeit der Ergebnisse (siehe Ergebnisse). Videoaufnahme Eine Kamera (Canovision, Canon Inc.) wurde in einem leichten Winkel ventral positioniert, so die Positionen aller vier Gliedmaßen könnten gleichzeitig aufgezeichnet werden. Die Verschlusszeit wurde auf 500 - 2000 s. Die Videoaufzeichnungen wurden mittels Frame-by-Frame-Analyse bei 30 f / sec. Verhaltenstraining und Testanalyse Die Tiere darauf trainiert wurden, um die Leiter von einem neutralen Käfig überqueren, um ihren eigenen Käfig zu erreichen, so die Heimat Käfig mit Geschwistern, sofern die positive Verstärkung für das Gehen. Alle Tiere überquerten die Leiter in die gleiche Richtung. Keine weiteren Verstärkung wurde gegeben, um die Tiere zu motivieren, die Leiter zu überqueren. Alle Tiere wurden trainiert und getestet fünfmal pro Sitzung. Fußfehler Scoring Die qualitative Auswertung der Vorderbein und Hinterbein Platzierung erfolgte mit einem Fußfehler Scoring-System, wie früher (Metz und Whishaw, 2003) beschrieben. Die Analyse erfolgte durch Inspektion der Videoaufnahmen Frame-by-Frame gemacht. Nur aufeinander folgenden Schritten von jedem Schenkel wurden analysiert. Deshalb wurden die letzte Stufe vor der Gangart Unterbrechung, wie einen Anschlag oder einen Fuß Fehler, und der erste Schritt nach einer Unterbrechung nicht gewertet. Der letzte Stepping Zyklus am Ende der Leiter durchgeführt wurde ebenfalls von Scoring ausgeschlossen. Limb Platzierung war im Hinblick auf die Gliedmaßen Platzierung auf einer Sprosse und Gliederschmerzen Vorsprung zwischen Sprossen, wenn ein Verlust trat erzielt. Die Arten der zu Fuß oder Pfote Platzierung auf den Sprossen wurden bewertet mit einem 7-Kategorie Skala (siehe Abb. 2).. Fuß oder Pfote Platzierung auf der Sprosse wurde nach ihrer Position und Fehler, die in Bestückgenauigkeit aufgetreten bewertet. (0) insgesamt vermissen. 0 Punkte gegeben wurden, wenn das Bein völlig verfehlt eine Sprosse, hat also nicht berühren, und ein Rückgang eingetreten. Ein Rückgang war, als ein Glied tief fallen in-zwischen Sprossen und Körperhaltung und das Gleichgewicht gestört wurden definiert. (1) Tief rutschen. Das Glied wurde zunächst auf einer Sprosse gesetzt, dann rutschte ab, wenn Belastung und verursacht einen Rückgang. (2) Leichte rutschen. Das Glied auf eine Sprosse gelegt wurde, rutschte ab, wenn Belastung, aber nicht in einen Sturz zur Folge, noch unterbrechen den Gangzyklus. In diesem Fall war das Tier in der Lage, das Gleichgewicht zu halten und weiterhin eine koordinierte Gang. (3) Ersatz. Das Glied wurde auf einer Sprosse gesetzt, aber bevor es Belastung war, war es schnell angehoben und auf eine andere Stufe. (4) Korrektur. Das Glied für eine Sprosse ausgerichtet, wurde dann aber auf einer anderen Stufe, ohne das erste gelegt. Alternativ wurde eine Punktzahl von 4 aufgezeichnet, wenn ein Glied auf einer Sprosse platziert wurde und schnell positioniert, während weiter im gleichen Stufe. (5) Teilweise Platzierung. Das Glied wurde auf einer Sprosse entweder mit Handgelenk oder Ziffern der Vordergliedmaße oder die Ferse und Zehen der hinteren Gliedmaßen gelegt. (6) Die korrekte Platzierung. Der Mittelteil der Handfläche einer Gliedmaße wurde auf der Sprosse mit vollem Gewicht Unterlage gelegt. Wenn verschiedene Fehler zur gleichen Zeit aufgetreten ist, war die niedrigste der Werte aufgezeichnet. So wurde, wenn ein Fuß wurde zum ersten Mal auf einer Sprosse gesetzt und legte dann auf einem anderen im gleichen Schritt (score 3), und dann rutschte aus und fiel in-zwischen den Sprossen (Score 1), eine Punktzahl von 1 aufgezeichnet. When ein Rückgang eingetreten ist, nur die Extremität Einleitung des Fehlers bewertet wurde und keiner der anderen Glieder erzielt wurde, bis das Tier alle Gliedmaßen neu positioniert hatten. Fehler Punktzahl von fünf Studien wurden für die Analyse gemittelt. Fuß Bestückgenauigkeit Analyse (Anzahl der Fehler) Die Anzahl der Fehler in den einzelnen Kreuzungen gezählt. Fehler wurden auf Basis der Fußfehler Scoring-System ermittelt. Ein Fehler, wie jedes Glied Platzierung, die einen Wert von 0, 1 oder 2 Punkte erhielt, war definiert, dh ein Fehler ist jede Art von Fuß rutschen oder total vermissen. Die Anzahl der Fehler und die Anzahl der Schritte wurde für jedes Glied gesondert erfasst. Aus diesen Daten wurde die mittlere Anzahl der Fehler pro Schritt berechnet und gemittelt über fünf Versuche. Die zweite quantitative Parameter analysiert wurde der durchschnittliche Zeitaufwand für die gesamte Länge der Leiter Aufgabe zu überqueren. Zeitmessung gestartet, nachdem das Tier auf der Leiter platziert wurde und ging über die gesamte Länge davon. Die Zeit, ein Tier in einen Anschlag verbracht wurde nicht in die Messung einbezogen. Vorderpfote stellige Punktzahl Die Vorderpfote stellige Score erfasst, wenn die Pfote richtig war mit seinem Mittelabschnitt auf eine Stufe (dh Note 6 in der Fußfehler Scoring-System) platziert. Das Ausmaß, in dem die Ziffern der Vorderpfote um eine Sprosse werden konnte gebeugt wurde in einem Drei-Punkte-Skala bewertet (Abb. 2). Die Partitur war es, die Position mit dem maximalen Gewicht Träger aufgebracht, dh die Vorderbeine senkrecht auf einer Sprosse positioniert. Die Werte wurden wie folgt angegeben: (0) Digits geschlossen in einem ungefähren 90-Grad-Winkel. (1) Stellen geschlossen in einem ungefähren Winkel von 45 Grad. (2) Ziffern vollständig gebeugt um die Sprosse. Scores von fünf Schritte wurden gemittelt und für die Analyse. Abbildung Legenden <img src="/files/ftp_upload/old/1204_2009_1_20_6/Fig 1 Grid.png" alt="Abbildung 1" /> Abb. 1. Der gelernte Leitersprosse Fuß Testgerät in der frontolateralen Blick, mit dem spezifische Messungen des Gerätes angezeigt. Zwei verschiedene Sprosse Muster wurden in der vorliegenden Studie verwendet: Muster A, regelmäßige Sprosse Anordnung, Muster B, unregelmäßige Sprosse Anordnung. Die unregelmäßige Sprosse Anordnung zwischen zwei aufeinander folgenden Studien variiert. <img src="/files/ftp_upload/old/1204_2009_1_20_7/Fig 2 (angle lines).png" alt="Abbildung 2" /> Abb.. 2. Representative Fotografien illustrieren die drei Kategorien der Ziffer des Gastes. Beachten Sie den Winkel der Ziffern in Bezug auf die Vorderbeine, wenn in vollem Gewicht zu tragen.

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	<li>Chu, C. J., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience-dependent+structural+plasticity+in+cortex+heterotopic+to+focal+sensorimotor+cortical+damage.">Experience-dependent structural plasticity in cortex heterotopic to focal sensorimotor cortical damage.</a> Exp Neurol. 166, 403-414 (2000).</li><li>Emerick, A. J., Kartje, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+recovery+and+anatomical+plasticity+in+adult+rats+after+cortical+lesion+and+treatment+with+monoclonal+antibody+IN-1.">Behavioral recovery and anatomical plasticity in adult rats after cortical lesion and treatment with monoclonal antibody IN-1.</a> Behav Brain Res. 152, 315-325 (2004).</li><li>Faraji, J., Metz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+bilateral+striatal+lesions+have+additive+effects+on+single+skilled+limb+use+in+rats.">Sequential bilateral striatal lesions have additive effects on single skilled limb use in rats.</a> Behav Brain Res. 177, 195-204 (2007).</li><li>Farr, T. D., Liu, L., Colwell, K. L., Whishaw, I. Q., Metz, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bilateral+alteration+in+stepping+pattern+after+unilateral+motor+cortex+injury:+a+new+test+strategy+for+analysis+of+skilled+limb+movements+in+neurological+mouse+models.">Bilateral alteration in stepping pattern after unilateral motor cortex injury: a new test strategy for analysis of skilled limb movements in neurological mouse models.</a> J Neurosci Methods. 153, 104-113 (2006).</li><li>Kleim, J. A., Barbay, S., Nudo, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+reorganization+of+the+rat+motor+cortex+following+motor+skill+learning.">Functional reorganization of the rat motor cortex following motor skill learning.</a> J Neurophysiol. 80, 3321-3325 (1998).</li><li>Merkler, D., Metz, G. A., Raineteau, O., Dietz, V., Schwab, M. E., Fouad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locomotor+recovery+in+spinal+cord-injured+rats+treated+with+an+antibody+neutralizing+the+myelin-associated+neurite+growth+inhibitor+Nogo-A.">Locomotor recovery in spinal cord-injured rats treated with an antibody neutralizing the myelin-associated neurite growth inhibitor Nogo-A.</a> J Neurosci. 21, 3665-3673 (2001).</li><li>McVea, D. A., Pearson, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stepping+of+the+forelegs+over+obstacles+establishes+long-lasting+memories+in+cats.">Stepping of the forelegs over obstacles establishes long-lasting memories in cats.</a> Curr Biol. 17, R621-R623 (2007).</li><li>Metz, G. A. S., Dietz, V., Schwab, M. E., Meent, H. v. a. n. d. e. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+unilateral+pyramidal+tract+section+on+hindlimb+motor+performance+in+the+rat.">The effects of unilateral pyramidal tract section on hindlimb motor performance in the rat.</a> Behav Brain Res. 95, 37-46 (1998).</li><li>Metz, G. A. S., Dietz, V., Schwab, M. E., Fouad, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+testing+of+motor+function+in+spinal+cord+injured+rats.">Efficient testing of motor function in spinal cord injured rats.</a> Brain Res. 883, 165-177 (2000).</li><li>Metz, G. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug-induced+rotation+intensity+in+unilateral+dopamine-depleted+rats+is+not+correlated+with+end+point+or+qualitative+measures+of+forelimb+or+hindlimb+motor+performance.">Drug-induced rotation intensity in unilateral dopamine-depleted rats is not correlated with end point or qualitative measures of forelimb or hindlimb motor performance.</a> Neuroscience. 111, 325-336 (2002).</li><li>Miklyaeva, E. I., Castaneda, E., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skilled+reaching+deficits+in+unilateral+dopamine-depleted+rats:+impairments+in+movement+and+posture+and+compensatory+adjustments.">Skilled reaching deficits in unilateral dopamine-depleted rats: impairments in movement and posture and compensatory adjustments.</a> J Neurosci. 14, 7148-7158 (1994).</li><li>Muir, G. D., Whishaw, I. Q., Kolb, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Locomotion in The Behavior of the laboratory rat. , 150-161 (2005).</li><li>Muir, G. D., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ground+reaction+forces+in+locomoting+hemi-parkinsonian+rats:+a+definitive+test+for+impairments+and+compensations.">Ground reaction forces in locomoting hemi-parkinsonian rats: a definitive test for impairments and compensations.</a> Exp Brain Res. 126, 307-314 (1999).</li><li>Muir, G. D., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red+nucleus+lesions+impair+overground+locomotion+in+rats:+a+kinetic+analysis.">Red nucleus lesions impair overground locomotion in rats: a kinetic analysis.</a> Eur J Neurosci. 12, 1113-1122 (2000).</li><li>Riek-Burchardt, M., Henrich-Noack, P., Metz, G. A., Reymann, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+chronic+sensorimotor+impairments+in+the+ladder+rung+walking+task+in+rats+with+endothelin-1-induced+mild+focal+ischemia.">Detection of chronic sensorimotor impairments in the ladder rung walking task in rats with endothelin-1-induced mild focal ischemia.</a> J Neurosci Methods. 137, 227-233 (2004).</li><li>Ploughman, M., Attwood, Z., White, N., Dor&#233;, J. J., Corbett, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endurance+exercise+facilitates+relearning+of+forelimb+motor+skill+after+focal+ischemia.">Endurance exercise facilitates relearning of forelimb motor skill after focal ischemia.</a> Eur J Neurosci. 25, 3453-3460 (2007).</li><li>Thallmair, M., Metz, G. A. S., Z'Graggen, W. J., Kartje, G. L., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+recovery+parallels+enhanced+plasticity+of+the+lesioned+adult+CNS+by+antibodies+to+neurite+growth+inhibitors.">Functional recovery parallels enhanced plasticity of the lesioned adult CNS by antibodies to neurite growth inhibitors.</a> Nature Neurosci. 1, 124-131 (1998).</li><li>Meyenburg, J. v. o. n., Brosamle, C., Metz, G. A., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+and+sprouting+of+chronically+injured+corticospinal+tract+fibers+in+adult+rats+promoted+by+NT-3+and+the+mAb+IN-1,+which+neutralizes+myelin-associated+neurite+growth+inhibitors.">Regeneration and sprouting of chronically injured corticospinal tract fibers in adult rats promoted by NT-3 and the mAb IN-1, which neutralizes myelin-associated neurite growth inhibitors.</a> Exp Neurol. 154, 583-594 (1998).</li><li>Whishaw, I. Q., Coles, B. L., Pellis, S. M., Miklyaeva, E. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impairments+and+compensation+in+mouth+and+limb+use+in+free+feeding+after+unilateral+dopamine+depletions+in+a+rat+analog+of+human+Parkinson's+disease.">Impairments and compensation in mouth and limb use in free feeding after unilateral dopamine depletions in a rat analog of human Parkinson's disease.</a> Behav Brain Res. 84, 167-177 (1997a).</li><li>Whishaw, I. Q., Woodward, N. C., Miklyaeva, E., Pellis, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+limb+use+by+control+rats+and+unilateral+DA-depleted+rats+in+the+Montoya+staircase+test:+movements,+impairments+and+compensatory+strategies.">Analysis of limb use by control rats and unilateral DA-depleted rats in the Montoya staircase test: movements, impairments and compensatory strategies.</a> Behav Brain Res. 89, 167-177 (1997b).</li><li>Whishaw, I. Q., Gorny, B., Sarna, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paw+and+limb+use+in+skilled+and+spontaneous+reaching+after+pyramidal+tract,+red+nucleus+and+combined+lesions+in+the+rat:+behavioral+and+anatomical+dissociations.">Paw and limb use in skilled and spontaneous reaching after pyramidal tract, red nucleus and combined lesions in the rat: behavioral and anatomical dissociations.</a> Behav Brain Res. 93, 167-183 (1998).</li><li>Z'Graggen, W. J., Metz, G. A. S., Kartje, G. L., Schwab, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+recovery+and+enhanced+ccrtico-fugal+plasticity+in+the+adult+rat+after+unilateral+pyramidal+tract+section+and+blockade+of+myelin-associated+neurite+growth+inhibitors.">Functional recovery and enhanced ccrtico-fugal plasticity in the adult rat after unilateral pyramidal tract section and blockade of myelin-associated neurite growth inhibitors.</a> J Neurosci. 18, 4744-4757 (1998).</li></ol>

Die vorliegende Studie stellt die Leitersprosse Walking Aufgabe als eine neue Prüfung zur qualifizierten Fuß, Körper Platzierung Leib und Koordination zu beurteilen. Die Leitersprosse Walking Task ermöglicht Diskriminierung zwischen subtiler Störungen der motorischen Funktion durch die Kombination von qualitativen und quantitativen Analyse von Fachkräften zu Fuß. Die Video-Analyse Verfahren kann für eine beschreibende Darstellung von Beeinträchtigungen genutzt werden, und die einfache Rating-Skala in diesem Pap...

the ladder rung walking task: a scoring system and its practical application.

Fortschritte bei der Entwicklung von Tiermodellen für / Schlaganfall, Rückenmarksverletzungen und anderen neurodegenerativen Erkrankungen erfordert Tests mit hoher Empfindlichkeit, um verschiedene Aspekte der motorischen Funktion zu erarbeiten und auch subtile Verlust der Bewegung Kapazität bestimmen. Zur Verbesserung der Wirksamkeit und der Auflösung der Prüfung sollten die Versuche erlauben qualitative und quantitative Maßnahmen der motorischen Funktion und sensibel auf Veränderungen in der Leistung in der Rekonvaleszenz. Die vorliegende Studie beschreibt eine neue Aufgabe, qualifizierte Fuß in der Ratte zu bewerten, sowohl Vorderbein und Hinterbein Funktion zur gleichen Zeit zu messen. Tiere sind erforderlich, um entlang einer horizontalen Leiter, auf der der Abstand der Sprossen ist variabel und wird regelmäßig geändert Fuß. Änderungen in Sprossenabstand verhindern Tiere vom Lernen der absoluten und relativen Lage der Sprossen und so verringert die Möglichkeit für die Tiere für die Beeinträchtigungen durch Lernen kompensieren. Darüber hinaus verändert der Abstand zwischen den Sprossen ermöglicht den Test wiederholt in langfristigen Studien verwendet werden. Es werden Methoden zur quantitativen und qualitativen Beschreibung der beiden Vorder-und Hinterbein Leistung, einschließlich des Körpers platzieren, Stepping, Koordination beschrieben. Darüber hinaus ist die Verwendung von kompensatorischen Strategien durch Fehltritte oder kompensatorische Maßnahmen in Reaktion auf ein anderes Glied der Abhandenkommen angegeben.

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The Ladder Rung Walking Task: A Scoring System and its Practical Application.

Die Leitersprosse Walking Aufgabe ist es, eine neue Prüfung zur qualifizierten Fuß beurteilen und zu messen sowohl Vorderbein und Hinterbein platzieren, Stepping, und inter-Schenkel Koordination.

Die Leitersprosse Walking-Aufgabe: Ein Scoring-System und seine praktische Anwendung.

Progress in the development of animal models for/stroke, spinal cord injury, and other neurodegenerative disease requires tests of high sensitivity to ...

the-ladder-rung-walking-task-scoring-system-its-practical

Research

JoVE Journal

Biology

25.8K Aufrufe.  University of Lethbridge. Die Leitersprosse Walking Aufgabe ist es, eine neue Prüfung zur qualifizierten Fuß beurteilen und zu messen sowohl Vorderbein und Hinterbein platzieren, Stepping, und inter-Schenkel Koordination.

Serie: The Ladder Rung Walking Task: A Scoring System and its Practical Application.

Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat

High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a rotorod, animals remain in approximately the same place making repetitive movements of stepping. Thus the task provides a rich source of information on the details of foot stepping movements. Subjects were hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). The present report provides a video analysis illustration of animals previously were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked (15). Rating scales and frame-by-frame replay of the video records of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in posture and limb use contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs participated less in initiating and sustaining propulsion than the ipsilateral limbs. These deficits secondary to unilateral DA-depletion show that the rotorod provides a use task for the analysis of stepping movements.

The rotorod test is used to assess motor status in the walking movement of hemi-Parkinson analogue rats.

Verwendung von Drehstabtest als Methode für die qualitative Analyse von Walking in Rat

High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a ...

Forschung

Biologie

Lens Transplantation in Zebrafish and its Application in the Analysis of Eye Mutants

The lens plays an important role in the development of the optic cup[1,2]. Using the zebrafish as a model organism, questions regarding lens development can be addressed. The zebrafish is useful for genetic studies due to several advantageous characteristics, including small size, high fecundity, short lifecycle, and ease of care. Lens development occurs rapidly in zebrafish. By 72 hpf, the zebrafish lens is functionally mature [3]. Abundant genetic and molecular resources are available to support research in zebrafish. In addition, the similarity of the zebrafish eye to those of other vertebrates provides basis for its use as an excellent animal model of human defects[4-7]. Several zebrafish mutants exhibit lens abnormalities, including high levels of cell death, which in some cases leads to a complete degeneration of lens tissues [8]. To determine whether lens abnormalities are due to intrinsic causes or to defective interactions with the surrounding tissues, transplantation of a mutant lens into a wild-type eye is performed. Using fire-polished metal needles, mutant or wild-type lenses are carefully dissected from the donor animal, and transferred into the host. To distinguish wild-type and mutant tissues, a transgenic line is used as the donor. This line expresses membrane-bound GFP in all tissues, including the lens. This transplantation technique is an essential tool in the studies of zebrafish lens mutants.

Lens development involves interactions with other tissues. Several zebrafish eye mutants are characterized by an abnormally small lens size. Here we demonstrate a lens transplantation experiment to determine whether this phenotype is due to intrinsic causes or defective interactions with tissues that surround the lens.

Objektiv Transplantation in Zebrafisch und ihre Anwendung in der Analyse von Eye-Mutanten

The lens plays an important role in the development of the optic cup[1,2]. Using the zebrafish as a model organism, questions regarding lens development ...

Visualization of Caenorhabditis elegans Cuticular Structures Using the Lipophilic Vital Dye DiI

The cuticle of C. elegans is a highly resistant structure that surrounds the exterior of the animal1-4. The cuticle not only protects the animal from the environment, but also determines body shape and plays a role in motility4-6. Several layers secreted by epidermal cells comprise the cuticle, including an outermost lipid layer7.
Circumferential ridges in the cuticle called annuli pattern the length of the animal and are present during all stages of development8. Alae are longitudinal ridges that are present during specific stages of development, including L1, dauer, and adult stages2,9. Mutations in genes that affect cuticular collagen organization can alter cuticular structure and animal body morphology5,6,10,11. While cuticular imaging using compound microscopy with DIC optics is possible, current methods that highlight cuticular structures include fluorescent transgene expression12, antibody staining13, and electron microscopy1. Labeled wheat germ agglutinin (WGA) has also been used to visualize cuticular glycoproteins, but is limited in resolving finer cuticular structures14. Staining of cuticular surface using fluorescent dye has been observed, but never characterized in detail15. We present a method to visualize cuticle in live C. elegans using the red fluorescent lipophilic dye DiI (1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate), which is commonly used in C. elegans to visualize environmentally exposed neurons. This optimized protocol for DiI staining is a simple, robust method for high resolution fluorescent visualization of annuli, alae, vulva, male tail, and hermaphrodite tail spike in C. elegans.

Visualization of Caenorhabditis elegans Cuticular Structures Using the Lipophilic Vital Dye DiI

We present a method to visualize cuticle in live C. elegans using the red fluorescent lipophilic dye DiI (1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanine perchlorate), which is commonly used in C. elegans to visualize environmentally exposed neurons. With this optimized protocol, alae and annular cuticular structures are stained by DiI and observed using compound microscopy.

Visualisierung von Caenorhabditis elegans Cuticle Strukturen mit der lipophilen Vital Dye, DiI

The cuticle of C. elegans is a highly resistant structure that surrounds the exterior of the animal1-4. The cuticle not only protects the animal from the ...

A Fluorescence-based Exonuclease Assay to Characterize DmWRNexo, Orthologue of Human Progeroid WRN Exonuclease, and Its Application to Other Nucleases

WRN exonuclease is involved in resolving DNA damage that occurs either during DNA replication or following exposure to endogenous or exogenous genotoxins. It is likely to play a role in preventing accumulation of recombinogenic intermediates that would otherwise accumulate at transiently stalled replication forks, consistent with a hyper-recombinant phenotype of cells lacking WRN. In humans, the exonuclease domain comprises an N-terminal portion of a much larger protein that also possesses helicase activity, together with additional sites important for DNA and protein interaction. By contrast, in Drosophila, the exonuclease activity of WRN (DmWRNexo) is encoded by a distinct genetic locus from the presumptive helicase, allowing biochemical (and genetic) dissection of the role of the exonuclease activity in genome stability mechanisms. Here, we demonstrate a fluorescent method to determine WRN exonuclease activity using purified recombinant DmWRNexo and end-labeled fluorescent oligonucleotides. This system allows greater reproducibility than radioactive assays as the substrate oligonucleotides remain stable for months, and provides a safer and relatively rapid method for detailed analysis of nuclease activity, permitting determination of nuclease polarity, processivity, and substrate preferences.

Exonucleases play critical roles in ensuring genome stability. Loss of WRN exonuclease function results in premature aging. Studying substrates and other requirements of the nuclease in vitro can help elucidate its role in vivo. Here we demonstrate a rapid and reproducible fluorescence-based assay to measure its nuclease activity.

Ein Fluoreszenz-basierte Exonuklease Assay zu DmWRNexo, Ortholog der Menschen Progeroid WRN Exonuclease, und ihre Anwendung auf andere Nukleasen Charakterisieren

WRN exonuclease is involved in resolving DNA damage that occurs either during DNA replication or following exposure to endogenous or exogenous genotoxins. ...

A Practical Guide to Phylogenetics for Nonexperts

Many researchers, across incredibly diverse foci, are applying phylogenetics to their research question(s). However, many researchers are new to this topic and so it presents inherent problems. Here we compile a practical introduction to phylogenetics for nonexperts.&#160;We outline in a step-by-step manner, a pipeline for generating reliable phylogenies from gene sequence datasets. We begin with a user-guide for similarity search tools via online interfaces as well as local executables. Next, we explore programs for generating multiple sequence alignments followed by protocols for using software to determine best-fit models of evolution. We then outline protocols for reconstructing phylogenetic relationships via maximum likelihood and Bayesian criteria&#160;and finally describe tools for visualizing phylogenetic trees. While this is not by any means an exhaustive description of phylogenetic approaches, it does provide the reader with practical starting information on key software applications commonly utilized by phylogeneticists. The vision for this article would be that it could serve as a practical training tool for researchers embarking on phylogenetic studies&#160;and also serve as an educational resource that could be incorporated into a classroom or teaching-lab.

Here we describe a step-by-step pipeline for generating reliable phylogenies from nucleotide or amino acid sequence datasets. This guide aims to serve researchers or students new to phylogenetic analysis.&#160;

A Practical Guide to Phylogenetics für Nichtexperten

Many researchers, across incredibly diverse foci, are applying phylogenetics to their research question(s). However, many researchers are new to this ...

Design and Analysis of Temperature Preference Behavior and its Circadian Rhythm in Drosophila

The circadian clock regulates many aspects of life, including sleep, locomotor activity, and body temperature (BTR) rhythms1,2. We recently identified a novel Drosophila circadian output, called the temperature preference rhythm (TPR), in which the preferred temperature in flies rises during the day and falls during the night 3. Surprisingly, the TPR and locomotor activity are controlled through distinct circadian neurons3. Drosophila locomotor activity is a well&#160;known circadian behavioral output and has provided strong contributions to the discovery of many conserved mammalian circadian clock genes and mechanisms4. Therefore, understanding TPR will lead to the identification of hitherto unknown molecular and cellular circadian mechanisms. Here, we describe how to perform and analyze the TPR assay. This technique not only allows for dissecting the molecular and neural mechanisms of TPR, but also provides new insights into the fundamental mechanisms of the brain functions that integrate different environmental signals and regulate animal behaviors. Furthermore, our recently published data suggest that the fly TPR shares features with the mammalian BTR3. Drosophila are ectotherms, in which the body temperature is typically behaviorally regulated. Therefore, TPR is a strategy used to generate a rhythmic body temperature in these flies5-8. We believe that further exploration of Drosophila TPR will facilitate the characterization of the mechanisms underlying body temperature control in animals.

Design and Analysis of Temperature Preference Behavior and its Circadian Rhythm in Drosophila

We recently identified a novel Drosophila circadian output, temperature preference rhythm (TPR), in which the preferred temperature in flies rises during the day and falls during the night. TPR is regulated independently from another circadian output, locomotor activity. Here&#160;we describe the design and analysis of TPR in Drosophila.

Design und Analyse des Temperaturpräferenzverhaltens und seines circadianen Rhythmus in Drosophila

The circadian clock regulates many aspects of life, including sleep, locomotor activity, and body temperature (BTR) rhythms1,2. We recently identified a ...

Reconstruction of 3-Dimensional Histology Volume and its Application to Study Mouse Mammary Glands

Histology volume reconstruction facilitates the study of 3D shape and volume change of an organ at the level of macrostructures made up of cells. It can also be used to investigate and validate novel techniques and algorithms in volumetric medical imaging and therapies. Creating 3D high-resolution atlases of different organs1,2,3 is another application of histology volume reconstruction. This provides a resource for investigating tissue structures and the spatial relationship between various cellular features. We present an image registration approach for histology volume reconstruction, which uses a set of optical blockface images. The reconstructed histology volume represents a reliable shape of the processed specimen with no propagated post-processing registration error. The Hematoxylin and Eosin (H&#38;E) stained sections of two mouse mammary glands were registered to their corresponding blockface images using boundary points extracted from the edges of the specimen in histology and blockface images. The accuracy of the registration was visually evaluated. The alignment of the macrostructures of the mammary glands was also visually assessed at high resolution.
This study delineates the different steps of this image registration pipeline, ranging from excision of the mammary gland through to 3D histology volume reconstruction. While 2D histology images reveal the structural differences between pairs of sections, 3D histology volume provides the ability to visualize the differences in shape and volume of the mammary glands.

We present an image registration approach for 3-dimensional (3D) histology volume reconstruction, which facilitates the study of the changes of an organ at the level of macrostructures made up of cells . Using this approach, we studied the 3D changes between wild-type and Igfbp7-null mammary glands.

Die Rekonstruktion der 3-Dimensional Histologie Volume und seine Anwendung auf Maus Milchdrüsen Studieren

Histology volume reconstruction facilitates the study of 3D shape and volume change of an organ at the level of macrostructures made up of cells. It can ...

Imaging Spatial Reorganization of a MAPK Signaling Pathway Using the Tobacco Transient Expression System

Visualization of dynamic signaling events in live cells has been a challenge. We expanded an established transient expression system, the biomolecular fluorescent complementation (BiFC) assay in tobacco epidermal cells, from testing protein-protein interaction to monitoring spatial distribution of signal transduction in plant cells. In this protocol, we used the BiFC assay to show that the interaction and the signaling between the Arabidopsis MAPKKK YODA and MAPK6 occur at the plasma membrane. When the scaffold protein BASL was co-expressed, the YODA-MAPK interaction redistributed and spatially co-polarized with CFP-BASL. This modified tobacco expression system allows for quick examination of signaling localization and dynamic changes (less than 4 days) and can accommodate multiple of fluorescent protein colors (at least three). We also presented detailed methods to quantify protein distribution (asymmetric spatial localization, or &#34;polarization&#34;) in tobacco cells. This advanced tobacco expression system has a potential to be used widely for quick testing of dynamic signaling events in live plant cells.

At the subcellular level, signaling events are dynamically modulated by developmental and environmental cues. Here we describe a protocol that employs the tobacco transient expression system to monitor dynamic protein-protein interaction and to disclose spatial organization of signal transduction in plant cells.

Imaging Räumliche Reorganisation eines MAPK Signalweg Verwendung des Tabak Transient Expression System

Visualization of dynamic signaling events in live cells has been a challenge. We expanded an established transient expression system, the biomolecular ...

Agrobacterium-Mediated Genetic Transformation, Transgenic Production, and Its Application for the Study of Male Reproductive Development in Rice

Male sterility is an important agronomic trait for hybrid seed production that is usually characterized by functional defects in male reproductive organs/gametes. Recent advances in CRISPR-Cas9 genome editing technology allow for high editing efficacy and timesaving knockout mutations of endogenous candidate genes at specific sites. Additionally, Agrobacterium-mediated genetic transformation of rice is also a key method for gene modification, which has been widely adopted by many public and private laboratories. In this study, we applied CRISPR-Cas9 genome editing tools and successfully generated three male sterile mutant lines by targeted genome editing of OsABCG15 in a japonica cultivar. We used a modified Agrobacterium-mediated rice transformation method that could provide excellent means of genetic emasculation for hybrid seed production in rice. Transgenic plants can be obtained within 2&#8211;3 months and homozygous transformants were screened by genotyping using PCR amplification and Sanger sequencing. Basic phenotypic characterization of the male sterile homozygous line was performed by microscopic observation of the rice male reproductive organs, pollen viability analysis by iodine potassium iodide (I2-KI) staining semi-thin cross-sectioning of developing anthers.

Agrobacterium-Mediated Genetic Transformation, Transgenic Production, and Its Application for the Study of Male Reproductive Development in Rice

This work describes the use of CRISPR-Cas9 genome editing technology to knockout endogenous gene OsABCG15 followed by a modified Agrobacterium-mediated transformation protocol to produce a stable male-sterile line in rice.

Male sterility is an important agronomic trait for hybrid seed production that is usually characterized by functional defects in male reproductive ...

A Simple Dry Sectioning Method for Obtaining Whole-Seed-Sized Resin Section and Its Applications

The morphology, size and quantity of cells, starch granules&#160;and protein bodies in seed determine the weight and quality of seed. They are significantly different among different regions of seed. In order to view the morphologies of cells, starch granules and protein bodies clearly, and quantitatively analyze their morphology parameters accurately, the whole-seed-sized section is needed. Though the whole-seed-sized paraffin section can investigate the accumulation of storage materials in seeds, it is very difficult to quantitatively analyze the morphology parameters of cells and storage materials due to the low resolution of the thick section. The thin resin section has high resolution, but the routine resin sectioning method is not suitable to prepare the whole-seed-sized section of mature seeds with a large volume and high starch content. In this study, we present a simple dry sectioning method for preparing the whole-seed-sized resin section. The technique can prepare the cross and longitudinal whole-seed-sized sections of developing, mature, germinated, and cooked seeds embedded in LR White resin, even for large seeds with high starch content. The whole-seed-sized section can be stained with fluorescent brightener 28, iodine, and Coomassie brilliant blue R250 to specifically exhibit the morphology of cells, starch granules, and protein bodies clearly, respectively. The image obtained can also be analyzed quantitatively to show the morphology parameters of cells, starch granules, and protein bodies in different regions of seed.

This technique allows for the fast and simple preparation of whole-seed-sized resin section for the observation and analysis of cells, starch granules, and protein bodies in different regions of the seed.