WDA is supported by grant funding from NIH-NICHD (5K12HD001097-17) and Cure SMA. SJK is supported by grant funding from NINDS (K08NS067282 and U01NS079163).

Este protocolo fue aprobado por y se adhiere a las pautas de cuidado de los animales y de ética del Centro Médico de la Universidad de Wexner de Ohio State. 1. Preparación del animal y Anestesia <ol><li> Use guantes durante la manipulación de los ratones. </li><li> Anestesiar ratones con isoflurano inhalado y colocar en la posición prona. Inducir la anestesia utilizando 3-5% isoflurano y 1 L por minuto O2 caudal. Después de la inducción de la anestesia, mantener la anestesia a 2-3% y 1 L por minuto O 2 velocidad de flujo. <ol><li> Ajuste O 2 y el porcentaje de flujo para la anestesia isoflurano adecuados según estado de la enfermedad, la edad y la tasa de respiración del animal. Los animales más pequeños o más débiles pueden requerir menos isoflurano para la anestesia adecuada (es decir, 1,5 2,5% isoflurano). </li><li> Confirme anestesia adecuada mediante la aplicación de luz de presión de la almohadilla plantar las extremidades posteriores con un objeto, como pinzas para demostrar la falta de respuesta de retirada.; </li></ol></li><li> Mantener la temperatura a 37 ° C temperatura de la superficie con una placa de calentamiento termostática como variación en la temperatura puede afectar tamaño y la duración CMAP. </li><li> Aplique un ungüento a base de petróleo veterinario para los ojos para evitar la sequedad. Controlar el nivel de la anestesia observación de la tasa de respiración y la evaluación de las respuestas de abstinencia siguientes presión aplicada a la almohadilla de la pata a través de fórceps. </li><li> Retire el cabello del miembro posterior a estudiar el uso de máquinas de cortar. Después de eliminación del pelo de la extremidad posterior (s) a ser estudiado, se extienden ligeramente las extremidades posteriores en la rodilla, secuestrar en las caderas y colocar sobre la superficie de trabajo usando cinta adhesiva (como se muestra en la Figura 1). </li><li> Después de las grabaciones y la interrupción de la anestesia CMAP y MUNE, no dejar animales sin vigilancia hasta que se haya recuperado el conocimiento suficiente para mantener decúbito esternal. No vuelva animal a la compañía de otros animales hasta que se recupere totalmente. </li></ol> 2. Rrabación Configuración y Equipos <ol><li> Coloque los electrodos para las grabaciones CMAP y MUNE como se muestra en la Figura 1. </li><li> Utilice dos electrodos anulares finas para los electrodos de registro. <ol><li> Coloque la activa (E1) electrodo de anillo en la piel que recubre la porción proximal del músculo gastrocnemio de la extremidad posterior, en la articulación de la rodilla, y el electrodo (E2) anillo de referencia en la piel sobre la parte intermedia-metatarsiano del pie. </li><li> Con el fin de reducir la impedancia, capa de la piel subyacente a los electrodos de anillo con el gel para saturar suficientemente pelo residual y maximizar el contacto electrodo-piel. Evite la aplicación excesiva de gel para electrodos ya que esto puede causar un puente eléctrico entre los electrodos y podría impedir la grabación exacta. </li></ol></li><li> Para la estimulación del nervio ciático en la extremidad posterior proximal, utilice dos aislados 28 G agujas monopolares como el cátodo y el ánodo. Insertar el cátodo en la región de la extremidad posterior proximal e inserte el anode más proximalmente en el tejido subcutáneo que recubre el sacro. <ol><li> Evite insertar los electrodos de estimulación excesivamente cerca del nervio ciático o demasiado profundas que sería directamente la lesión del nervio ciático u otra estructura. Figura 1 ilustra la colocación de electrodos. </li></ol></li><li> Para el electrodo de masa, colocar un electrodo de superficie disponible en la extremidad posterior contralateral o la cola. </li></ol> 3. Adquisición de Datos <ol><li> CMAP ciático <ol><li> Obtener respuestas CMAP ciático al estimular el nervio ciático con pulsos de onda cuadrada de 0,1 ms de duración y la intensidad que van 1-10 mA. </li><li> Adquirir respuestas CMAP con el aumento de la intensidad del estímulo hasta que la amplitud de la respuesta ya no aumenta. Entonces, con el fin de garantizar la estimulación supramáxima, aumentar la estimulación a ~ 120% de la intensidad del estímulo utilizado para obtener una respuesta máxima y obtener una respuesta adicional. Si no hay es aumentar aún más in el tamaño CMAP, registrar esta respuesta como la CMAP máxima. </li><li> Registros de línea de base a pico y pico a pico amplitudes CMAP en mV (Figura 2). </li></ol></li><li> Promedio Potential Unidad Motor (SMUP) Tamaño y MUNE Cálculo <ol><li> Determinar el tamaño medio de la potencial unidad de un solo motor (SMUP) con una técnica de estimulación incremental 1. Para obtener respuestas incrementales, ofrecer estimulación submáxima de duración 0,1 ms a una frecuencia de 1 Hz, mientras que el aumento de la intensidad de 0,03 mA pasos para obtener los mínimos respuestas de todo o nada. Obtener la respuesta inicial con la intensidad del estímulo entre 0,21 mA y 0,70 mA. <ol><li> Si la respuesta inicial no se produce con la intensidad del estímulo entre 0,21 mA y 0,70 mA, ajuste la posición del cátodo estimulante más cerca o más lejos de la posición del nervio ciático en el muslo proximal para aumentar o disminuir la intensidad del estímulo requerido, respectivamente. </li><li> Si la i inicialrespuesta ncremental se obtiene con una intensidad del estímulo entre 0,21 mA y 0,70 mA y cumple los criterios indicados a continuación (3.2.2), almacenar y registrar incrementos adicionales a medida que aumenta la intensidad de estímulo de ajuste en pasos de 0,03 mA para obtener un total de 9 incrementos adicionales que cumplir con los criterios establecidos. </li></ol></li><li> Durante las mediciones de las respuestas incrementales, asegúrese de que cada incremento cumpla con los siguientes criterios. <ol><li> Asegúrese de que el pico negativo inicial de las respuestas incrementales está alineado temporalmente en el pico negativo de la respuesta CMAP máxima se muestra como la parte sombreada de la ilustración CMAP en la figura 2. </li><li> Asegúrese de que cada respuesta incremental es estable y sin fraccionamiento, establecido mediante la observación de tres respuestas duplicadas. Distinguir respuestas visualmente incrementales, en tiempo real (superpuesta sobre los incrementos registrados previamente). Nota: Cada incremento debe ser visualmente distintay más grande en comparación con la respuesta anterior (Figura 3). Análisis en tiempo real permite el reconocimiento de mayor amplitud las respuestas (incrementales) en comparación con las respuestas anteriores, y los pequeños cambios atribuibles al ruido de fondo puede ser tenida en cuenta. Una vista superpuesta de 10 incrementos se muestra en la Figura 4 (B y D) para ilustrar adicionalmente este punto. </li><li> Después de confirmar visualmente cada incremento, asegúrese de que la diferencia de amplitud medida (confirmado respuesta de amplitud de la respuesta antes = diferencia de amplitud) es al menos 25 mV. </li><li> Si el incremento es menor que 25 mV, desechar y volver a medir la respuesta. Después de grabar 10 respuestas incrementales, evaluar los incrementos para asegurar que la amplitud de cada respuesta incrementales individuo no es mayor que un tercio de la suma de todos los incrementos de diez (es decir, la amplitud total de la respuesta final). Si no se cumple esta condición, vuelva a medir las respuestas incrementales. </li></ol></li><li> La media de los 10 valores incrementales para dar una estimación del potencial de unidad motora individual (SMUP) amplitud media (Figura 3). Nota: La figura 3 detalla la base del cálculo de la media SMUP, pero la amplitud media SMUP puede ser simplemente calculado dividiendo toda la amplitud de la respuesta gradual final por el número total de incrementos (es decir, 10). Ejemplo de cálculos individuales SMUP (ilustrado en la Figura 3): SMUP 1 = amplitud de pico a pico de la subasta 1 SMUP 1 = 0.050 mV SMUP 2 (amplitud pico a pico de incremento 2) = - (amplitud de pico a pico de la subasta 1) SMUP 2 = 0.150 mV-0.050 mV = 0,100 mV <ol><li> Calcula cada incremento posterior (hasta un total de 10), y hacer un promedio de los diez incrementos. </li></ol></li><li> Calcular MUNE dividiendo la amplitud máxima CMAP (pico a pico) por la amplitud media SMUP (pico a pico). (MUNE = CMAP / SMUP promedio). En algunos sistemas electrofisiológicos, los incrementos SMUP se miden en mV mientras que CMAP se proporciona típicamente en mV. Cuando sea necesario, convertir CMAP y SMUP resultados a otras unidades similares antes de cálculo MUNE. </li></ol></li></ol>

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	<li>McComas, A. J., Fawcett, P. R., Campbell, M. J., Sica, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+estimation+of+the+number+of+motor+units+within+a+human+muscle.">Electrophysiological estimation of the number of motor units within a human muscle.</a> Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry. 34 (2), 121-123 (1971).</li><li>Shefner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+number+estimation+in+human+neurological+diseases+and+animal+models.">Motor unit number estimation in human neurological diseases and animal models.</a> Clinical Neurophysiology. 112 (6), 955-964 (2001).</li><li>Shefner, J. M., Cudkowicz, M. E., Brown, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+incremental+with+multipoint+MUNE+methods+in+transgenic+ALS+mice.">Comparison of incremental with multipoint MUNE methods in transgenic ALS mice.</a> Muscle &amp; Nerve. 25 (1), 39-42 (2002).</li><li>Shefner, J. M., Cudkowicz, M., Brown, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+number+estimation+predicts+disease+onset+and+survival+in+a+transgenic+mouse+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Motor unit number estimation predicts disease onset and survival in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Muscle Nerve. 34 (5), 603-607 (2006).</li><li>Arnold, W. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+Biomarkers+in+Spinal+Muscular+Atrophy:+Preclinical+Proof+of+Concept.">Electrophysiological Biomarkers in Spinal Muscular Atrophy: Preclinical Proof of Concept.</a> Annals of clinical and translational neurology. 1 (1), 34-44 (2014).</li><li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+three+electrophysiological+methods+for+the+assessment+of+disease+status+in+a+mild+spinal+muscular+atrophy+mouse+model.">A comparison of three electrophysiological methods for the assessment of disease status in a mild spinal muscular atrophy mouse model.</a> PloS one. 9 (10), e111428 (2014).</li><li>Srivastava, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutant+HSPB1+overexpression+in+neurons+is+sufficient+to+cause+age-related+motor+neuronopathy+in+mice.">Mutant HSPB1 overexpression in neurons is sufficient to cause age-related motor neuronopathy in mice.</a> Neurobiology of disease. 47 (2), 163-173 (2012).</li><li>Yalvac, M., Arnold, E., D, W., Hussain, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VIP-expressing+dendritic+cells+protect+against+spontaneous+autoimmune+peripheral+polyneuropathy.">VIP-expressing dendritic cells protect against spontaneous autoimmune peripheral polyneuropathy.</a> Molecular therapy: the journal of the American Society of Gene Therapy. 22 (7), 1353-1363 (2014).</li><li>Gooch, C. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+number+estimation:+A+technology+and+literature+review.">Motor unit number estimation: A technology and literature review.</a> Muscle Nerve. 50 (6), 884-893 (2014).</li><li>Arnold, W. D., Kassar, D., Kissel, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+muscular+atrophy:+diagnosis+and+management+in+a+new+therapeutic+era.">Spinal muscular atrophy: diagnosis and management in a new therapeutic era.</a> Muscle Nerve. , (2014).</li><li>Swoboda, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+history+of+denervation+in+SMA:+Relation+to+age,+SMN2+copy+number,+and+function).">Natural history of denervation in SMA: Relation to age, SMN2 copy number, and function).</a> Annals of Neurology. 57 (5), 704-712 (2005).</li><li>Finkel, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+and+motor+function+scale+association+in+a+pre-symptomatic+infant+with+spinal+muscular+atrophy+type+I.">Electrophysiological and motor function scale association in a pre-symptomatic infant with spinal muscular atrophy type I.</a> Neuromuscular Disorders. 23 (2), 112-115 (2013).</li><li>Kaufmann, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospective+cohort+study+of+spinal+muscular+atrophy+types+2+and+3.">Prospective cohort study of spinal muscular atrophy types 2 and 3.</a> Neurology. 79 (18), 1889-1897 (2012).</li><li>Arnold, W. D., Burghes, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+muscular+atrophy:+The+development+and+implementation+of+potential+treatments.">Spinal muscular atrophy: The development and implementation of potential treatments.</a> Annals of Neurology. 74 (3), 348-362 (2013).</li><li>Li, J., Sung, M., Rutkove, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiologic+biomarkers+for+assessing+disease+progression+and+the+effect+of+riluzole+in+SOD1+G93A+ALS+mice.">Electrophysiologic biomarkers for assessing disease progression and the effect of riluzole in SOD1 G93A ALS mice.</a> PloS one. 8 (6), e65976-65 (2013).</li><li>Ngo, S. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+Bayesian+motor+unit+number+estimation+and+histological+measurements+of+motor+neurons+in+wild-type+and+SOD1+(G93A)+mice.">The relationship between Bayesian motor unit number estimation and histological measurements of motor neurons in wild-type and SOD1 (G93A) mice.</a> Clin Neurophysiol. 123 (10), 2080-2091 (2012).</li><li>Shefner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+MUNE+studies+in+animal+models+of+motor+neuron+disease.">Recent MUNE studies in animal models of motor neuron disease.</a> Supplements to Clinical neurophysiology. 60, 203-208 (2009).</li><li>Souayah, N., Potian, J. G., Garcia, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+unit+number+estimate+as+a+predictor+of+motor+dysfunction+in+an+animal+model+of+type+1+diabetes.">Motor unit number estimate as a predictor of motor dysfunction in an animal model of type 1 diabetes.</a> American journal of physiology Endocrinology and metabolism. 297 (3), E602-E608 (2009).</li><li>Zhou, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+comparison+in+monitoring+disease+progression+of+G93A+mouse+model+of+ALS.">A method comparison in monitoring disease progression of G93A mouse model of ALS.</a> Amyotrophic lateral sclerosis: official publication of the World Federation of Neurology Research Group on Motor Neuron Diseases. 8 (6), 366-3672 (2007).</li><li>Feng, X. H., Yuan, W., Peng, Y., Ss Liu, M., Cui, L. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+effects+of+dl-3-n-butylphthalide+in+a+transgenic+mouse+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Therapeutic effects of dl-3-n-butylphthalide in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Chinese medical journal. 125 (10), 1760-1766 (2012).</li><li>Mancuso, R., Santos-Nogueira, E., Osta, R., Navarro, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+analysis+of+a+murine+model+of+motoneuron+disease.">Electrophysiological analysis of a murine model of motoneuron disease.</a> Clinical neurophysiology : official journal of the International Federation of Clinical Neurophysiology. 122 (8), 1660-1670 (2011).</li><li>Lee, Y. i., Mikesh, M., Smith, I., Rimer, M., Thompson, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscles+in+a+mouse+model+of+spinal+muscular+atrophy+show+profound+defects+in+neuromuscular+development+even+in+the+absence+of+failure+in+neuromuscular+transmission+or+loss+of+motor+neurons.">Muscles in a mouse model of spinal muscular atrophy show profound defects in neuromuscular development even in the absence of failure in neuromuscular transmission or loss of motor neurons.</a> Developmental biology. 356 (2), 432-444 (2011).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

MUNE y CMAP son medidas clínicamente relevantes con frecuencia utilizados en estudios de investigación y en el seguimiento de pacientes con trastornos neuromusculares tales como ALS y la atrofia muscular espinal (SMA) 9, 10. Por ejemplo, en SMA, CMAP y MUNE se correlacionan bien con la edad, la gravedad y clínica medidas de la función 10-14. Ambas medidas son mínimamente invasiva y permiten la evaluación de la función longitudinalmente en el mismo individuo. Es importante destacar que estas medidas no pueden medir la activación o reclutamiento de la unidad de motor por las neuronas motoras corticales, pero proporcionar una evaluación clínicamente relevantes de la integridad de la neurona motora y su contraparte funcional, la unidad de motor. Los modelos animales de enfermedad neuromuscular son esenciales para una comprensión de los mecanismos patogénicos de la enfermedad humana y para el desarrollo preclínico de agentes terapéuticos potencialmente eficaces. La capacidad de traducir las medidas de resultado y biomarcadores que pueden serutilizado en todas estas especies pueden facilitar y acelerar la traducción de los resultados preclínicos prometedores a los ensayos clínicos en humanos. Varios grupos han utilizado previamente ambas mediciones electrofisiológicas y de fuerza (mecánicos) para estimar la función de la unidad de motor en modelos de ratón 2-4, 15-22. Debido a la relativa complejidad de las medidas, hemos refinado estas técnicas en un formato visual para permitir el uso y la aplicación más extendida en ratones. El formato de vídeo de demostración e instrucción, permite pasos clave del procedimiento a destacar y peligros potenciales que deben abordarse. La aplicación de estas técnicas a las pruebas preclínicas de potenciales terapias en enfermedades de las neuronas motoras puede mejorar la traducción de terapias putativos de los ratones a la enfermedad humana. Hay varios pasos críticos en el proceso de adquisición de las respuestas CMAP y MUNE. Colocación de los electrodos de grabación adecuado y consistente y suficiente contacto del electrodo con la ciervalas extremidades son críticos para la medición reproducible de amplitud y para disminuir el ruido de fondo. Por lo tanto, el contacto cercano entre las traseras de la piel de las extremidades y los electrodos debe ser confirmado de forma coherente. Hemos encontrado que los electrodos de superficie ofrecen grabaciones más consistentes CMAP y MUNE que los electrodos de aguja. Debido a los tejidos subcutáneos muy delgados, pequeños movimientos de superficie de grabación de la aguja puede dar lugar a una amplia variación en amplitudes CMAP. Además, el carácter más invasivo de electrodos de aguja no es óptimo para ratones recién nacidos o estudios longitudinales debido a la interrupción potencial muscular y lesiones. Una desventaja potencial de los electrodos de superficie, grabaciones no selectivos se refiere a la posibilidad de resolución fenotipo disminuida si un músculo en particular es más o menos involucrados en comparación con otro, y esto ha sido reportado en un modelo de ratón ALS 21. Adquirir el tamaño medio SMUP es técnicamente más difícil en comparación con la CMAP. Debido a los respons más pequeñostamaño de correo (en el rango de mV en lugar de mV) el ruido de fondo puede ser más problemático. El ruido de fondo puede reducirse mediante el ajuste del electrodo de tierra, cátodo, ánodo, y el control de otro equipo eléctrico cerca de la configuración experimental. Una jaula de Faraday, normalmente utilizado para aplicaciones de electrofisiología intracelulares, no es necesario. Determinación visual de las respuestas individuales SMUP es la habilidad más difícil de adquirir y requiere práctica para obtener resultados consistentes con repetibilidad adecuada. Es importante asegurarse de que los SMUPs que están siendo registrados inician dentro de la duración de la respuesta CMAP máxima. Hemos definido los criterios para la aceptación de las respuestas incrementales individuales para hacer este proceso más sencillo de realizar y para aumentar la fiabilidad intra e inter-evaluador. Una desventaja potencial de la técnica incremental de MUNE incluye la posibilidad de sobreestimar el número de unidades motoras funcionales debido a la alternancia de motor unidades. Hemos utilizado una técnica similar a Shefner et al. en que cada respuesta debe ser reproducible visto un total de 3 veces para reducir el impacto de este fenómeno 3. En nuestra experiencia, los sistemas de electrodiagnóstico clínicos están optimizados para los estudios descritos en este documento debido a la mejora de la ergonomía de la interfaz del sistema-examinador electrodiagnóstico permitiendo facilidad de control. El sistema de dos canales utilizados en nuestro laboratorio está equipado con dos canales no conmutada amplificador utilizando un amplificador con 24 bits convertidor analógico a digital y una tasa de muestreo de 48 kHz por canal. Ganancia de hardware se puede ajustar desde 10nV a 100 mV / división. El filtro de baja frecuencia tiene un rango de 0,2 Hz-5 kHz, y la configuración del filtro de alta frecuencia va desde 30 Hz-10 kHz. Un estimulador de corriente constante se utiliza (intensidad: 0-100 mA; duración: 0,02-1 ms). La mayoría de los sistemas clínicos tienen características similares apropiados y se pueden ajustar para registrar adecuadamente las respuestas CMAP y MUNE. LAdicionalmente, plataformas electrofisiológicas estándar se pueden montar para registrar adecuadamente CMAP y MUNE, pero la interfaz puede ser necesario ajustar la facilidad de ajuste de la estimulación y la rápida identificación de las respuestas CMAP y SMUP. Hemos utilizado anteriormente las técnicas de la CMAP y MUNE descrito aquí para permitir una evaluación rápida y reproducible del ciático músculo inervado de la extremidad posterior en ratones durante el periodo postnatal temprano a la edad adulta 5. Estas técnicas permiten la evaluación en modelos de ratón, cuando las pruebas de comportamiento para el funcionamiento del motor no es posible o es menos fiable. La aplicación de esta técnica a ratones recién nacidos facilita el estudio del desarrollo de unidades motoras y tiene el potencial de ampliar nuestra comprensión de la inervación de las neuronas motoras y la poda. Por ejemplo, hemos demostrado que el número de unidades motoras funcionales grabadas con MUNE se incrementará durante la poda de polyneuronal a la inervación mononeuronal durante las dos primeras semanass de la vida en ratones recién nacidos 5. La capacidad para poner a prueba los ratones durante largos períodos de tiempo con esta técnica se presta al estudio de la respuesta de la unidad de motor a la lesión del nervio periférico, trastornos neuromusculares hereditarias y el envejecimiento.

Motor número de unidad de estimación (MUNE) fue descrito originalmente por McComas et al. 1 más de tres décadas. La técnica original era una modificación de la técnica de grabación de potencial de acción muscular compuesto (CMAP) que emplea un aumento gradual de la estimulación para obtener incrementos submáximos. Estos incrementos se suman y promedian para determinar un tamaño estimado de un potencial de una sola unidad de motor (SMUP). Este tamaño se dividió en la respuesta CMAP para estimar el número de unidades motoras que inervan el músculo se está probando. Después de la descripción original, numerosas variaciones utilizando tanto las respuestas electrofisiológicas y de la fuerza incremental de las mediciones (mecánicas) se han utilizado en ambos estudios en humanos y modelos animales 2. La técnica de MUNE fue modificada por Shefner y sus colegas para investigar modelos de ratón de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) 3, 4. En la descripción actual, detallamos simplifmodificaciones del IED de las técnicas de MUNE que son rápidas de realizar. Es importante destacar que, CMAP y MUNE permiten medidas fiables tanto en ratones recién nacidos y adultos 5-8. Individuos experimentados pueden realizar estas medidas en 10-20 minutos por animal y medidas repetidas son factibles que permite la adquisición de datos longitudinales 5. En los estudios actuales, empleamos un sistema de electrodiagnóstico clínica. En nuestra experiencia, los sistemas de electrodiagnóstico clínicos están optimizados para la captura rápida y eficiente de los datos electrofisiológicos in vivo, plataformas electrofisiológicas estándar, sin embargo, se pueden adaptar fácilmente para esta aplicación.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Pro trimmer Pet Grooming Kit</td>
			<td>Oster</td>
			<td>078577-010-003</td>
			<td>clippers for hair removal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synergy T2 EMG system</td>
			<td>Natus Neurology</td>
			<td>Model no longer available</td>
			<td>portable electrodiagnostic system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>monopolar needles 28 gauge</td>
			<td>Teca</td>
			<td>017K121</td>
			<td>cathode and anode stimulating electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alpine Biomed Digital Ring Electrode with twisted wires and 1.5 mm TP connectors.</td>
			<td>Alpine Biomed</td>
			<td>9013S0312</td>
			<td>recording electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Helping Hands alligator clip with iron base</td>
			<td>Radio Shack</td>
			<td>64-079</td>
			<td>Maintaining recording electrode placement&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectra 360 Electrode Gel&#160;</td>
			<td>Parker Laboratories</td>
			<td>9013G5012</td>
			<td>applied to reduce skin impedance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>monoject curved tip irrigating syringe</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>81412012</td>
			<td>utilized for application of electrode gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EMG needle cable</td>
			<td>Teca</td>
			<td>902-RLC-TP&#160;</td>
			<td>to connect monopolar electrodes to electrodiagnostic stimulator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable 2&#34; x 2&#34; Electrode or similar trimmed as needed</td>
			<td>Carefusion</td>
			<td>019-415000&#160;</td>
			<td>ground electrode</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small Heating Plate with built-in RTD sensor, 15x10cm</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>61830</td>
			<td>warming plate used with animal temperature controller to transmit heat to animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone pad for use with ATC2000</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>503573</td>
			<td>conductive removable pad to cover warming plate for easy cleaning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal temperature controller</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>ATC2000</td>
			<td>low noise animal heating system for maintaining animal temperature</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Veterinarian petroleum-based ophthalmic ointment&#160;</td>
			<td>Puralube</td>
			<td>26870</td>
			<td>applied during anesthesia to avoid corneal injury</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

electrophysiological motor unit number estimation (mune) measuring compound muscle action potential (cmap) in mouse hindlimb muscles

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the functional status of a motor unit pool in vivo. These measures can provide insight into the normal development and degeneration of the neuromuscular system. These measures have clear translational potential because they are routinely applied in diagnostic and clinical human studies. We present electrophysiological techniques similar to those employed in humans to allow recordings of mouse sciatic nerve function. The CMAP response represents the electrophysiological output from a muscle or group of muscles following supramaximal stimulation of a peripheral nerve. MUNE is an electrophysiological technique that is based on modifications of the CMAP response. MUNE is a calculated value that represents the estimated number of motor neurons or axons (motor control input) supplying the muscle or group of muscles being tested. We present methods for recording CMAP responses from the proximal leg muscles using surface recording electrodes following the stimulation of the sciatic nerve in mice. An incremental MUNE technique is described using submaximal stimuli to determine the average single motor unit potential (SMUP) size. MUNE is calculated by dividing the CMAP amplitude (peak-to-peak) by the SMUP amplitude (peak-to-peak). These electrophysiological techniques allow repeated measures in both neonatal and adult mice in such a manner that facilitates rapid analysis and data collection while reducing the number of animals required for experimental testing. Furthermore, these measures are similar to those recorded in human studies allowing more direct comparisons.

Las técnicas de CMAP y MUNE describen en este informe permitir el registro de la función neuromuscular de los músculos de las extremidades ciático inervado trasera que utilizan la colocación de electrodos mínimamente invasiva (Figura 1). Tamaño supramáxima CMAP, que representa la producción total de un grupo muscular, se puede describir utilizando los parámetros de amplitud y el área (Figura 2), sin embargo, en los métodos actuales, se utiliza para cuantificar la amplitud de CMAP y los tamaños SMUP. Dado que las medidas de respuesta CMAP agrupaban despolarización de las fibras musculares dentro de un músculo, la patología en cualquier lugar de la neurona motora a la fibra muscular puede resultar en reducción en el tamaño CMAP. Por lo tanto, CMAP da una excelente medida de la situación funcional totales. Como era de esperar, el tamaño CMAP se incrementará durante el desarrollo 5. Debido a los cambios compensatorios que pueden ocurrir después de la denervación (es decir surgimiento colateral), el tamaño CMAP puede mantenerse a pesar de los procesos de neur motoren o pérdida axonal motor. Por lo tanto, se requiere la técnica de MUNE para determinar la neurona motora o la entrada de axón al músculo o grupo de músculos que se está probando. Grabación de incrementos individuales (Figura 3) permite la estimación de la producción media de las unidades motoras individuales (tamaño SMUP) para dar una información más detallada sobre el estado funcional de las unidades motoras. CMAP y MUNE pueden utilizarse para medir la función neuromuscular en varios modelos de ratón de enfermedad neuromuscular. En la Figura 4, los resultados en un ratón de control de adultos y un ratón adulto de 11 semanas después del aplastamiento del nervio ciático se contrastan. Después del aplastamiento del nervio ciático, MUNE se reduce drásticamente a 50 unidades motoras funcionales estimados en comparación con los resultados normales de 278 unidades motoras funcionales en el ratón de control. En contraste, la amplitud de CMAP en el animal triturado (39,6 mV línea de base a pico, 74,9 mV pico a pico) muestra sólo la reducción leve en comparación con el control (49,0 mV para la línea de base--peak, 84,2 mV pico a pico) debido al surgimiento de garantía. <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig1.jpg" /> Figura 1. Colocación de los electrodos. El negro (E1) electrodo &quot;activo&quot; (A) y rojo (E2) electrodo de registro &quot;de referencia&quot; (B) se coloca sobre el gastrocnemio en la porción proximal del gemelo en la rodilla. El cátodo estimulante (negro) (C) y el ánodo (rojo) (D) se insertan proximal por vía subcutánea a los electrodos de registro para generar respuestas distales. Un electrodo de disco desechable (D) se coloca en la extremidad posterior, la cola o el sacro como motivo para reducir al mínimo el artefacto. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> Figura 2. Compuesto potencial de acción muscular. En la foto, una ilustración de una respuesta CMAP representante. (A) La amplitud de la línea de base a pico se mide desde la línea de base isoeléctrica al pico negativo inicial (voltaje negativo se representa por encima de la línea de base). ( B) La amplitud de pico a pico se mide desde pico de voltaje negativo al voltaje de pico positivo. El área sombreada indica el área del pico negativo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig2large.jpg" target="_blank">Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 3" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig3.jpg" /> Figura 3. Respuestas incrementales. Dos respuestas incrementales representativos se muestran superpuestas y en isolación. Para MUNE amplitudes de cálculo de cada incremento se miden pico a pico. Incremento # 1 es el primer todo-o-nada respuesta registran y representa un potencial de unidad motora (SMUP). Cada incremento posterior (# 2-10) representa un aumento quantal superpuesta sobre la respuesta anterior. Por lo tanto para obtener las amplitudes SMUP para incrementos de 2-10, la amplitud de la respuesta anterior se restará de la amplitud del incremento obtenido. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig3large.jpg" target="_blank">Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 4" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig4.jpg" /> Figura 4. Ejemplo ciático CMAP y MUNE. (A) potencial de acción muscular compuesto ciático (CMAP) en un adulto (6 meses de edad) de ratón de control con amplitud de línea de base a pico de 49.0 mV y pico-a-amplitud de pico de 84,2 mV. Sensibilidad de la pantalla = 10 mV por división y la duración pantalla de 10 ms. (B) Diez correspondientes respuestas incrementales (en el ratón control) con una amplitud total de 3.028 mV se dividen por 10 para determinar el tamaño promedio SMUP (0,3028 mV). La sensibilidad de la pantalla = 0,5 mV y velocidad de barrido de 1 ms por división. Calculado MUNE = 278 (MUNE = CMAP / SMUP promedio (84,2 mV / 0.3028 mV)) (C) ciático CMAP 11 semanas siguientes aplastamiento del nervio ciático en un ratón adulto (6 meses de edad) que muestran ligeramente reducida amplitud de línea de base a pico ( 39,6 mV) y la amplitud de pico a pico (74,9 mV). La sensibilidad de la pantalla = 10 mV por división y velocidad de barrido de 1 ms por división. (D) Diez correspondientes respuestas incrementales (en el ratón con aplastamiento del nervio) con amplitud total de pico a pico de 14.923 mV dividido por 10 para obtener una SMUP promedio tamaño de 1,4923 mV. La sensibilidad de la pantalla = 2 mV por división y una velocidad de barrido de 1 ms por división. Calculado MUNE = 50 (MUNE = CMAP/ SMUP promedio (74,9 mV / 1.4923 mV)). (** Tenga en cuenta la diferente sensibilidad para las respuestas incrementales del ratón enamorado ciático). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles

Presentamos protocolos que permiten a los refinados en el seguimiento in vivo de la función de la unidad de motor en el ratón. Técnicas para medir el potencial de acción muscular compuesto (CMAP) y el número de la estimación de la unidad de motor (MUNE) en los músculos de las extremidades traseras ratón inervados por el nervio ciático se describen.

Número de unidad de motor electrofisiológico Estimación (MUNE) Medición de Potencial Compuesto muscular Acción (CMAP) en los músculos del ratón las patas traseras

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

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Behavior

Unit 1

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Muscle Tissue

SCIENTISTS IN ACTION

20.8K vistas.  The Ohio State University Wexner Medical Center.  Presentamos protocolos que permiten a los refinados en el seguimiento in vivo de la función de la unidad de motor en el ratón. Técnicas para medir el potencial de acción muscular compuesto (CMAP) y el número de la estimación de la unidad de motor (MUNE) en los músculos de las extremidades traseras ratón inervados por el nervio ciático se describen. 

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Inchworming: A Novel Motor Stereotypy in the BTBR T+ Itpr3tf/J Mouse Model of Autism

Autism Spectrum Disorder (ASD) is a behaviorally defined neurodevelopmental disorder characterized by decreased reciprocal social interaction, abnormal communication, and repetitive behaviors with restricted interest. As diagnosis is based on clinical criteria, any potentially relevant rodent models of this heterogeneous disorder should ideally recapitulate these diverse behavioral traits. The BTBR T+ Itpr3tf/J (BTBR) mouse is an established animal model of ASD, displaying repetitive behaviors such as increased grooming, as well as cognitive inflexibility. With respect to social interaction and interest, the juvenile play test has been employed in multiple rodent models of ASD. Here, we show that when BTBR mice are tested in a juvenile social interaction enclosure containing sawdust bedding, they display a repetitive synchronous digging motion. This repetitive motor behavior, referred to as &#34;inchworming,&#34; was named because of the stereotypic nature of the movements exhibited by the mice while moving horizontally across the floor. Inchworming mice must use their fore- and hind-limbs in synchrony to displace the bedding, performing a minimum of one inward and one outward motion. Although both BTBR and C56BL/6J (B6) mice exhibit this behavior, BTBR mice demonstrate a significantly higher duration and frequency of inchworming and a decreased latency to initiate inchworming when placed in a bedded enclosure. We conclude that this newly described behavior provides a measure of a repetitive motor stereotypy that can be easily measured in animal models of ASD.

Inchworming: A Novel Motor Stereotypy in the BTBR T+ Itpr3tf/J Mouse Model of Autism

Inchworming is a highly repetitive synchronous digging motion displayed by BTBR T+ Itpr3tf/J (BTBR) mice when placed in a testing cage with sufficient sawdust bedding. The procedure is a modification of the juvenile social interaction protocol and is used here to assess repetitive motor stereotypies relevant to Autism Spectrum Disorder.

Inchworming: A Novel Motor estereotipias en el BTBR<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; Tf</sup</em&gt; / J Modelo de ratón de autismo

Autism Spectrum Disorder (ASD) is a behaviorally defined neurodevelopmental disorder characterized by decreased reciprocal social interaction, abnormal ...

Investigación

Comportamiento

Corticospinal Excitability Modulation During Action Observation

This study used the transcranial magnetic stimulation/motor evoked potential (TMS/MEP) technique to pinpoint when the automatic tendency to mirror someone else's action becomes anticipatory simulation of a complementary act. TMS was delivered to the left primary motor cortex corresponding to the hand to induce the highest level of MEP activity from the abductor digiti minimi (ADM; the muscle serving little finger abduction) as well as the first dorsal interosseus (FDI; the muscle serving index finger flexion/extension) muscles. A neuronavigation system was used to maintain the position of the TMS coil, and electromyographic (EMG) activity was recorded from the right ADM and FDI muscles. Producing original data with regard to motor resonance, the combined TMS/MEP technique has taken research on the perception-action coupling mechanism a step further. Specifically, it has answered the questions of how and when observing another person's actions produces motor facilitation in an onlooker's corresponding muscles and in what way corticospinal excitability is modulated in social contexts.

Single-pulse transcranial magnetic stimulation over the primary motor cortex, neuronavigation, and registration of electromyographic activity of hand muscles were used in this study to explore corticospinal excitability while participants were observing action sequences.

Modulación de excitabilidad corticoespinal durante la observación de la acción

This study used the transcranial magnetic stimulation/motor evoked potential (TMS/MEP) technique to pinpoint when the automatic tendency to mirror someone ...

Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are deliberately planned, while others spontaneously occur below conscious awareness. The deliberate component of this dichotomy has been studied extensively in several contexts, while the spontaneous component remains largely under-explored. Moreover, how perceptual processes modulate these movement classes is still unclear. In particular, a currently debated issue is whether the visuomotor system is governed by the spatial percept produced by a visual illusion or whether it is not affected by the illusion and is governed instead by the veridical percept. Bistable percepts such as 3D depth inversion illusions (DIIs) provide an excellent context to study such interactions and balance, particularly when used in combination with reach-to-grasp movements. In this study, a methodology is developed that uses a DII to clarify the role of top-down processes on motor action, particularly exploring how reaches toward a target on a DII are affected in both deliberate and spontaneous movement domains.

It is unclear how top-down signals from the ventral visual stream affect movement. We developed a paradigm to test motor behavior towards a target on a 3D depth inversion illusion. Significant differences are reported in both deliberate, goal-directed movements and automatic actions under illusory and veridical viewing conditions.

Los métodos para explorar la influencia de arriba hacia abajo Procesos Visuales en Comportamiento Motor

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are ...

Irrelevant Stimuli and Action Control: Analyzing the Influence of Ignored Stimuli via the Distractor-Response Binding Paradigm

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are frequently used in the research on human action control. One important question in these settings is how distractor stimuli, competing with the target stimulus for a response, influence actions. The distractor-response binding paradigm can be used to investigate this influence. It is particular useful to separately analyze response retrieval and distractor inhibition effects. Computer-based experiments are used to collect the data (reaction times and error rates). In a number of sequentially presented pairs of stimulus arrays (prime-probe design), participants respond to targets while ignoring distractor stimuli. Importantly, the factors response relation in the arrays of each pair (repetition vs. change) and distractor relation (repetition vs. change) are varied orthogonally. The repetition of the same distractor then has a different effect depending on response relation (repetition vs. change) between arrays. This result pattern can be explained by response retrieval due to distractor repetition. In addition, distractor inhibition effects are indicated by a general advantage due to distractor repetition. The described paradigm has proven useful to determine relevant parameters for response retrieval effects on human action.

The distractor-response binding paradigm is described. It can be used to shed light on the influence irrelevant stimuli, competing with targets for a response, can have on human action. Both response retrieval effects and distractor inhibition effects can be analyzed within the paradigm.

Estímulos irrelevantes y Control de la Acción: analizar la influencia de Ignorado estímulos a través del distractor-Respuesta Encuadernación Paradigma

Selection tasks in which simple stimuli (e.g. letters) are presented and a target stimulus has to be selected against one or more distractor stimuli are ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

La Junta Agujero Modificado - Medición de Comportamiento, Cognición e interacción social en ratones y ratas

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that involves finger-pressing movements while sitting, the modified SRT task requires participants to step with both feet while maintaining a standing posture. This stepping task necessitates whole body actions that impose postural challenges. The foot-stepping task complements the classic SRT task in several ways. The foot-stepping SRT task is a better proxy for the daily activities that require ongoing postural control, and thus may help us better understand sequence learning in real-life situations. In addition, response time serves as an indicator of sequence learning in the classic SRT task, but it is unclear whether response time, reaction time (RT) representing mental process, or movement time (MT) reflecting the movement itself, is a key player in motor sequence learning. The foot-stepping SRT task allows researchers to disentangle response time into RT and MT, which may clarify how motor planning and movement execution are involved in sequence learning. Lastly, postural control and cognition are interactively related, but little is known about how postural control interacts with learning motor sequences. With a motion capture system, the movement of the whole body (e.g., the center of mass (COM)) can be recorded. Such measures allow us to reveal the dynamic processes underlying discrete responses measured by RT and MT, and may aid in elucidating the relationship between postural control and the explicit and implicit processes involved in sequence learning. Details of the experimental set-up, procedure, and data processing are described. The representative data are adopted from one of our previous studies. Results are related to response time, RT, and MT, as well as the relationship between the anticipatory postural response and the explicit processes involved in implicit motor sequence learning.

The &quot;Motor&quot; in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

We introduce the foot-stepping serial reaction time (SRT) task. This modified SRT task, complementing the classic SRT task that involves only finger-pressing movement, better approximates daily sequenced activities and allows researchers to study the dynamic processes underlying discrete response measures and disentangle the explicit process operating in implicit sequence learning.

El "Motor" motor implícito la secuencia de aprendizaje: tiempo de reacción Serial pie-caminar tarea

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that ...

A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation in mouse models is a non-invasive and reproducible activity assay that is directly analogous to measures of patient ambulation such as the 6-minute walk test and related mobility scores. Many common methods for testing mouse ambulation speed and distance are based on the open field test, where an animal&#39;s free movement within an arena is measured over time. One major downside to this approach is that commercial software and equipment for high-resolution motion tracking is expensive and may require transferring mice to specialized facilities for testing. Here, we describe a low-cost, video-based system for measuring mouse ambulation that utilizes free and open-source software. Using this protocol, we demonstrate that voluntary ambulation in the dystrophin-null mdx mouse model for Duchenne muscular dystrophy (DMD) is decreased relative to wild-type mouse activity. In mdx mice expressing the utrophin transgene, these activity deficits are not observed and the total distance traveled is indistinguishable from wild-type mice. This method is effective for measuring changes in voluntary ambulation associated with dystrophic pathology, and provides a versatile platform that can be readily adapted to diverse research settings.

This protocol describes a flexible, low-cost system for measuring mouse ambulation in an open field activity assay. We show that a 6-minute ambulation assay based on this system detects a decrease in voluntary movement in mdx mice, and accurately distinguishes improvement in a muscle-specific rescue of these animals.

Un análisis Simple y de bajo costo para la medición de actividad en modelos de ratón de la Distrofia Muscular

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation ...

Measuring Active and Passive Tameness Separately in Mice

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two behavioral components: a reluctance to avoid humans (passive tameness) and a motivation to approach humans (active tameness). To quantify these components in mice, we previously developed behavioral tests for active tameness, passive tameness, and the willingness to stay on a human hand, each designed to be completed within 3 min. The data obtained were used for selective breeding, with a large number of mice analyzed per generation. The active tameness test measures the movement of the mouse toward a human hand and the contact it engages in. The passive tameness test measures the duration of time that a mouse tolerates human touch. In the stay-on-hand test, a mouse is placed on a human hand and touched slowly using the thumb of that hand; the duration of time that the animal remains on the hand is measured. Here, we describe the test set-up and apparatus, explain the procedures, and discuss the appropriate data analysis. Finally, we explain how to interpret the results.

Tameness in animals includes a reduction of avoidance responses to humans (passive tameness) and an increase in active approaches to humans (active tameness). Here, we describe detailed protocols for three behavioral tests (active tameness, passive tameness, and stay-on-hand tests) to separately measure the active and passive tameness of mice.

Medición activa y pasiva mansedumbre por separado en ratones

Domesticated animals such as dogs and laboratory mice show a high level of tameness, which is important for humans to handle them easily. Tameness has two ...

Continuous Noninvasive Measuring of Crayfish Cardiac and Behavioral Activities

A crayfish is a pivotal aquatic organism that serves both as a practical biological model for behavioral and physiological studies of invertebrates and as a useful biological indicator of water quality. Even though crayfish cannot directly specify the substances that cause water quality deterioration, they can immediately (within a few seconds) warn humans of water quality deterioration via acute changes in their cardiac and behavioral activities.
In this study, we present a noninvasive method that is simple enough to be implemented under various conditions due to a combination of simplicity and reliability in one model.
This approach, in which the biological organisms are implemented into environmental evaluation processes, provides a reliable and timely alarm for warning of and preventing acute water deterioration in an ambient environment. Therefore, this noninvasive system based on crayfish physiological and ethological parameter recordings was investigated for the detection of changes in an aquatic environment. This system is now applied at a local brewery for controlling&#160;quality of the water used for beverage production, but it can be used at any water treatment and supply facility for continuous, real-time water quality evaluation and for regular laboratory investigations of crayfish cardiac physiology and behavior.

This article presents a noninvasive biomonitoring system for the continuous recording and analyses of crayfish cardiac and locomotor activities. This system consists of a near-infrared optical sensor, a video-tracking module, and software for evaluating crayfish heartbeats that reflects its physiological condition and characterizes crayfish behavior during heartbeat fluctuations.

La medición no invasiva continua de cigalas cardiaca y comportamiento

A crayfish is a pivotal aquatic organism that serves both as a practical biological model for behavioral and physiological studies of invertebrates and as ...

Measuring Skeletal Muscle Thermogenesis in Mice and Rats

Skeletal muscle thermogenesis provides a potential avenue for better understanding metabolic homeostasis and the mechanisms underlying energy expenditure. Surprisingly little evidence is available to link the neural, myocellular, and molecular mechanisms of thermogenesis directly to measurable changes in muscle temperature. This paper describes a method in which temperature transponders are utilized to retrieve direct measurements of mouse and rat skeletal muscle temperature.
Remote transponders are surgically implanted within the muscle of mice and rats, and the animals are given time to recover. Mice and rats must then be repeatedly habituated to the testing environment and procedure. Changes in muscle temperature are measured in response to pharmacological or contextual stimuli in the home cage. Muscle temperature can also be measured during prescribed physical activity (i.e., treadmill walking at a constant speed) to factor out changes in activity as contributors to the changes in muscle temperature induced by these stimuli.
This method has been successfully used to elucidate mechanisms underlying muscle thermogenic control at the level of the brain, sympathetic nervous system, and skeletal muscle. Provided are demonstrations of this success using predator odor (PO; ferret odor) as a contextual stimulus and injections of oxytocin (Oxt) as a pharmacological stimulus, where predator odor induces muscle thermogenesis, and Oxt suppresses muscle temperature. Thus, these datasets display the efficacy of this method in detecting rapid changes in muscle temperature.

Mice and rats are surgically implanted with remote temperature transponders and then habituated to the testing environment and procedure. Changes in muscle temperature are measured in response to pharmacological or contextual stimuli in the home cage or during prescribed physical activity (i.e., treadmill walking at a constant speed).

Medición de la termogénesis del músculo esquelético en ratones y ratas

Skeletal muscle thermogenesis provides a potential avenue for better understanding metabolic homeostasis and the mechanisms underlying energy expenditure. ...