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).

Ce protocole a été approuvé par et adhère aux soins des animaux et de l&#39;éthique des lignes directrices de l&#39;Université Wexner Medical Center Ohio State. 1. Préparation des animaux et anesthésie <ol><li> Porter des gants lors de la manipulation des souris. </li><li> Anesthésier la souris avec l&#39;isoflurane inhalé et le placer dans la position couchée. Induire une anesthésie en utilisant 3-5% d&#39;isoflurane et de 1 L par débit O 2 minutes. Après l&#39;induction de l&#39;anesthésie, maintenir l&#39;anesthésie à 2-3% et 1 L par débit O 2 minutes. <ol><li> Régler O 2 flux et le pourcentage de l&#39;isoflurane pour l&#39;anesthésie adéquates selon l&#39;état de la maladie, l&#39;âge et le taux de respiration de l&#39;animal. Animaux plus petits ou plus faibles peuvent nécessiter moins isoflurane pour une anesthésie adéquate (ie 1,5 2,5% de l&#39;isoflurane). </li><li> Confirmez anesthésie adéquate en appliquant une pression du coussinet plantaire de la patte arrière la lumière avec un objet tel qu&#39;une pince pour démontrer un manque de réponse de retrait.; </li></ol></li><li> Maintenir la température à 37 ° C la température de surface avec une plaque chauffante thermostatique variation de température peut affecter la taille et la durée CMAP. </li><li> Appliquer une pommade à base de pétrole vétérinaire pour les yeux pour prévenir la sécheresse. Surveiller le niveau de l&#39;anesthésie en observant le taux de respiration et de l&#39;évaluation des réponses de sevrage suivants pression appliquée sur le patin de pied par forceps. </li><li> Enlever les poils de la patte arrière à étudier l&#39;aide de tondeuses. Après l&#39;enlèvement de cheveux de la patte arrière (s) d&#39;être étudié, prolonger légèrement les membres postérieurs au niveau du genou, enlever sur les hanches, apposer sur la surface de travail avec du ruban adhésif (comme le montre la figure 1). </li><li> Après les enregistrements et l&#39;arrêt de l&#39;anesthésie CMAP et MUNE, ne pas laisser l&#39;animal sans surveillance tant qu&#39;il a repris conscience suffisante pour maintenir décubitus sternal. Ne pas retourner animal à la compagnie d&#39;autres animaux jusqu&#39;à guérison complète. </li></ol> 2. Rent installation et de l&#39;équipement <ol><li> Placer les électrodes pour les enregistrements MUNE CMAP et comme illustré sur la figure 1. </li><li> Utilisez deux électrodes annulaires fines pour les électrodes d&#39;enregistrement. <ol><li> Placez l&#39;actif (E1) électrode en anneau sur la peau recouvrant la partie proximale du muscle jumeau de la patte postérieure, à l&#39;articulation du genou, et l&#39;électrode de référence (E2) de l&#39;anneau sur la peau sur la partie mi-métatarsien du pied. </li><li> Afin de réduire l&#39;impédance, manteau de la peau sous-jacente aux électrodes annulaires avec du gel pour saturer les cheveux suffisamment résiduelle et maximiser le contact électrode-peau. Éviter l&#39;application excessive de gel de l&#39;électrode car cela pourrait provoquer un pont électrique entre les électrodes et pourrait empêcher l&#39;enregistrement précis. </li></ol></li><li> Pour la stimulation du nerf sciatique à la patte arrière proximale, utilisez deux isolé 28 g aiguilles monopolaires que la cathode et l&#39;anode. Insérez la cathode dans la région de la patte arrière proximale et insérez le anode plus proximale dans le tissu sous-cutané recouvrant le sacrum. <ol><li> Evitez d&#39;insérer les électrodes de stimulation trop proches du nerf sciatique ou trop profondes qu&#39;il serait directement blessure du nerf sciatique ou une autre structure. La figure 1 illustre le placement des électrodes. </li></ol></li><li> Pour l&#39;électrode de masse, placer une électrode de surface disponible sur le membre postérieur controlatéral ou la queue. </li></ol> 3. Acquisition de données <ol><li> CMAP sciatique <ol><li> Obtenir des réponses sciatiques CMAP en stimulant le nerf sciatique avec des impulsions rectangulaires de 0,1 ms durée et l&#39;intensité allant de 1-10 mA. </li><li> Acquérir réponses CMAP avec l&#39;augmentation de l&#39;intensité du stimulus jusqu&#39;à ce que l&#39;amplitude de la réponse plus augmente. Ensuite, afin d&#39;assurer une stimulation supramaximale, augmenter la stimulation à ~ 120% de l&#39;intensité de stimulation utilisé pour obtenir une réponse maximale et obtenir une réponse supplémentaire. Si il n&#39;y a pas encore augmenter in la taille CMAP, enregistrer cette réponse que le CMAP maximale. </li><li> Enregistrez référence à pic et pic-à-crête amplitudes CMAP en mV (figure 2). </li></ol></li><li> Moyenne simple Potentiel Motor Unit (SMUP) Taille et MUNE Calcul <ol><li> Déterminer le potentiel unique de l&#39;unité de moteur (SMUP) de taille moyenne avec une technique de stimulation incrémentale 1. Pour obtenir des réponses supplémentaires, offrir une stimulation sous-maximal d&#39;une durée de 0,1 ms à une fréquence de 1 Hz tout en augmentant l&#39;intensité de 0,03 mA étapes pour obtenir les minimes tout ou rien réponses. Obtenir la réponse initiale avec l&#39;intensité du stimulus entre 0,21 et 0,70 mA mA. <ol><li> Si la réponse initiale ne se produit pas avec l&#39;intensité du stimulus entre 0,21 mA et 0,70 mA, ajuster la position de la cathode stimulant soit plus près ou plus loin de la position du nerf sciatique dans la cuisse proximale pour diminuer ou augmenter l&#39;intensité du stimulus nécessaire, respectivement. </li><li> Si l&#39;i initialeréponse évolution graduelle est obtenu avec une intensité du stimulus entre 0,21 mA et 0,70 mA et remplit les critères mentionnés ci-dessous (3.2.2), de stocker et enregistrer incréments supplémentaires avec l&#39;augmentation de l&#39;intensité de relance de réglage par pas de 0,03 mA pour obtenir un total de 9 incréments supplémentaires répondre aux critères établis. </li></ol></li><li> Pendant les mesures des réponses supplémentaires, veiller à ce que chaque incrément répond aux critères suivants. <ol><li> Assurez-vous que le pic initiale négative des réponses supplémentaires est aligné temporellement dans le pic négatif de la réponse de la CMAP maximale présentée comme la partie ombrée de l&#39;illustration CMAP à la figure 2. </li><li> Assurez-vous que chaque réponse incrémentale est stable et sans fractionnement, établi en observant trois réponses en double. Distinguer les réponses visuellement supplémentaires en temps réel (en surimpression sur les augmentations enregistrées précédemment). Remarque: Chaque incrément devrait être visuellement distincteet plus large par rapport à la réponse précédente (figure 3). Analyse en temps réel permet la reconnaissance de plus grande amplitude des réponses (différentiels) par rapport à des réponses antérieures, et de petits changements imputables au bruit de fond peut être négligée. Une vue superposée de 10 incréments est montré dans la figure 4 (B et D) pour illustrer davantage ce point. </li><li> Après avoir confirmé visuellement chaque incrément, veiller à ce que la différence amplitude mesurée (confirmé réponse amplitude de la réponse avant = différence d&#39;amplitude) est d&#39;au moins 25 mV. </li><li> Si l&#39;augmentation est inférieure à 25 mV, le jeter et re-mesurer la réponse. Après l&#39;enregistrement de 10 réponses supplémentaires, évaluer les incréments de sorte que l&#39;amplitude de chaque réponse individuelle supplémentaire ne dépasse pas un tiers de la somme de tous les incréments de dix (par exemple l&#39;amplitude totale de la réponse finale). Si cette condition est pas remplie, re-mesurer les réponses supplémentaires. </li></ol></li><li> La moyenne des 10 valeurs incrémentielles de donner une estimation de l&#39;amplitude moyenne unique potentiel de bloc moteur (SMUP) (Figure 3). Remarque: La figure 3 détaille le mode de calcul de moyenne SMUP, mais l&#39;amplitude de SMUP moyenne peut être simplement obtenu en divisant l&#39;ensemble de la réponse amplitude incrémentielle finale par le nombre total d&#39;incréments (par exemple, 10). Exemples de calcul de SMUP individuelles (représentées sur la figure 3): SMUP une amplitude de 1 incrément = crête-à-crête SMUP 1 = 0,050 mV SMUP 2 (amplitude crête-à-crête de l&#39;accroissement 2) = - (amplitude crête-à-crête de l&#39;accroissement 1) SMUP 2 = 0,150 mV 0,050 mV = 0,100 mV <ol><li> Calculer chaque incrément ultérieur (jusqu&#39;à un total de 10), et faire une moyenne des dix incréments. </li></ol></li><li> Calculer MUNE en divisant l&#39;amplitude maximale CMAP (crête-à-crête) par l&#39;amplitude moyenne de SMUP (crête à crête). (MUNE = CMAP / SMUP moyenne). Dans certains systèmes électrophysiologiques, les incréments de SMUP sont mesurés en mV alors CMAP est généralement fournie en mV. Lorsque cela est nécessaire, convertir les résultats CMAP et SMUP à des unités similaires avant le calcul MUNE. </li></ol></li></ol>

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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. 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The authors have nothing to disclose.

MUNE et CMAP sont des mesures cliniquement pertinentes fréquemment utilisés dans les études de recherche et dans le suivi des patients atteints de maladies neuromusculaires comme la SLA et l&#39;atrophie musculaire spinale (SMA) 9, 10. Par exemple, dans SMA, CMAP et MUNE sont bien corrélés avec l&#39;âge, la gravité et clinique mesures de la fonction 10-14. Ces deux mesures sont minimalement invasive et permettent évaluation de la fonction longitudinalement dans le même individu. Fait important, ces mesures ne peuvent pas mesurer l&#39;activation ou le recrutement de l&#39;unité de moteur par les motoneurones corticaux, mais ils fournissent une évaluation cliniquement pertinente de l&#39;intégrité du neurone moteur et son équivalent fonctionnel, l&#39;unité de moteur. Les modèles animaux de maladie neuromusculaire sont essentiels à la compréhension des mécanismes pathogènes de la maladie humaine et le développement préclinique des agents thérapeutiques potentiellement efficaces. La capacité à traduire les mesures des résultats et des biomarqueurs qui peuvent êtreutilisé à travers les espèces peuvent faciliter et accélérer l&#39;application des résultats précliniques prometteurs à des essais cliniques humains. Plusieurs groupes ont déjà utilisé les deux mesures électrophysiologiques et de force (mécaniques) pour estimer la fonction de bloc moteur dans des modèles de souris 2-4, 15-22. En raison de la relative complexité des mesures, nous avons affiné ces techniques dans un format visuel pour permettre une utilisation plus répandue et la mise en œuvre chez la souris. Le format de la vidéo de démonstration et de l&#39;instruction, permet étapes clés de la procédure à être mis en évidence et les pièges potentiels qui seront abordés. L&#39;application de ces techniques à des essais précliniques de thérapies potentielles dans les maladies du motoneurone peut améliorer la traduction des thérapies putatives de souris à la maladie humaine. Il ya plusieurs étapes critiques dans le processus d&#39;acquisition des réponses CMAP et MUNE. Le placement des électrodes d&#39;enregistrement appropriée et cohérente et le contact de l&#39;électrode suffisant avec la bichemembres sont essentiels pour la mesure reproductible de l&#39;amplitude et de diminuer le bruit de fond. Par conséquent, un contact étroit entre la peau derrière des membres et des électrodes doit être constamment confirmée. Nous avons trouvé que des électrodes de surface et offrent CMAP MUNE enregistrements plus cohérente que les électrodes à aiguilles. En raison de tissus sous-cutanés très minces, de petits mouvements de surface d&#39;enregistrement de l&#39;aiguille peuvent conduire à grande variation dans amplitudes CMAP. En outre, la nature plus envahissante des électrodes aiguilles est pas optimale pour les souris néonatales ou des études longitudinales en raison de la perturbation de potentiel musculaire et des blessures. Un inconvénient potentiel de l&#39;électrode, des enregistrements de surface non sélectifs concerne la possibilité de résolution réduite si le phénotype de muscle particulier est plus ou moins impliqués par rapport à un autre, ce qui a été rapporté dans un modèle de souris ALS 21. L&#39;acquisition de la taille moyenne des SMUP est techniquement plus difficile par rapport à la CMAP. En raison des petites responstaille de e (dans la gamme de mV plutôt que mV) bruit de fond peut être plus problématique. Le bruit de fond peut être réduite en ajustant l&#39;électrode de masse, la cathode, l&#39;anode, et de vérifier un autre équipement électrique à proximité de l&#39;installation expérimentale. Une cage de Faraday, typiquement utilisé pour des applications d&#39;électrophysiologie intracellulaire, est pas nécessaire. Détermination visuelle des réponses individuelles de SMUP est la compétence la plus difficile à acquérir et prend la pratique pour des résultats cohérents avec une bonne reproductibilité. Il est important de veiller à ce que les SMUPs qui sont enregistrées à l&#39;intérieur initier la durée de la réponse maximale du CMAP. Nous avons défini des critères d&#39;acceptation des réponses individuelles supplémentaires pour rendre ce processus plus simple à réaliser et à augmenter la fiabilité intra- et inter-évaluateur. Un inconvénient potentiel de la technique MUNE incrémentale inclut la possibilité de surestimer le nombre d&#39;unités motrices fonctionnelles dues à l&#39;alternance de motounités de r. Nous avons utilisé une technique similaire à Shefner et al. en ce que chaque réponse doit être considérée de manière reproductible un total de 3 fois de réduire l&#39;impact de ce phénomène 3. Dans notre expérience, les systèmes électrodiagnostiques cliniques sont optimisés pour les études décrites ici grâce à l&#39;amélioration ergonomie des interfaces du système examinateur-électrodiagnostique permettant la facilité de contrôle. Le système à deux canaux utilisé dans notre laboratoire est équipé de deux canaux d&#39;amplification non-commuté en utilisant un amplificateur à 24 bits convertisseur analogique-numérique et un taux de 48 kHz par voie d&#39;échantillonnage. Gain de matériel peut être ajustée de 10nV à 100 mV / division. Le filtre basse fréquence a une portée de 0,2 Hz à 5 kHz, et les paramètres de filtre haute fréquence varie de 30 Hz-10 kHz. Un stimulateur à courant constant est utilisé (intensité: 0-100 mA; durée: 0,02-1 ms). La plupart des systèmes cliniques ont des caractéristiques similaires appropriés et peuvent être ajustés pour enregistrer correctement les réponses CMAP et MUNE. UNn outre, les plates-formes électrophysiologiques standard peuvent être assemblés pour enregistrer adéquatement CMAP et MUNE, mais l&#39;interface peut être nécessaire d&#39;ajuster pour la facilité d&#39;ajustement de la stimulation et l&#39;identification rapide des réponses CMAP et SMUP. Nous avons déjà utilisé les techniques de CMAP et MUNE décrit ici pour permettre une évaluation rapide et reproductible de la sciatique musculaire innervée de la patte postérieure chez la souris pendant la période postnatale précoce à l&#39;âge adulte 5. Ces techniques permettent d&#39;évaluer des modèles de souris lors des tests de comportement pour la fonction motrice est pas possible ou est moins fiable. L&#39;application de cette technique à des souris néonatale facilite l&#39;étude du développement moteur de l&#39;unité et a le potentiel d&#39;élargir notre compréhension de neurone moteur innervation et l&#39;élagage. Par exemple, nous avons montré que le nombre d&#39;unités motrices fonctionnelles enregistrées avec MUNE va augmenter lors de la taille de polyneuronale innervation mononeuronal pendant les deux premières semainess de la vie chez la souris néonatale 5. La capacité à tester souris sur de longues périodes de temps avec cette technique se prête bien à l&#39;étude de la réponse de l&#39;unité de moteur à une lésion du nerf périphérique, des troubles neuromusculaires héréditaires et le vieillissement.

Moteur numéro d&#39;unité estimation (MUNE) a été initialement décrit par McComas et al. Il ya 1 plus de trois décennies. La technique originale est une modification du potentiel d&#39;action musculaire composé (CMAP) Technique d&#39;enregistrement qui utilise une augmentation progressive de la stimulation afin d&#39;obtenir des incréments sous-maximales. Ces augmentations ont été additionnées et moyennées pour déterminer une taille d&#39;environ un potentiel de l&#39;unité de moteur unique (SMUP). Cette taille a été divisée en réponse CMAP pour estimer le nombre d&#39;unités motrices innervant le muscle testé. Après la description originale, de nombreuses variations à l&#39;aide de deux réponses électrophysiologiques et vigueur progressive des mesures (mécaniques) ont été utilisés dans les deux études humaines et des modèles animaux 2. La technique MUNE a été modifié par Shefner et ses collègues d&#39;enquêter sur des modèles murins de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) 3, 4. Dans la description actuelle, nous détaillons simplifIED modifications des techniques MUNE qui sont rapides à effectuer. Surtout, le CMAP et MUNE permettent des mesures fiables dans les deux souris néonatales et adultes 5-8. Individus expérimentés peuvent effectuer ces mesures en 10-20 min par animal, et des mesures répétées sont réalisables qui permet l&#39;acquisition de données longitudinales 5. Dans les études actuelles, nous employons un système électrodiagnostique clinique. Dans notre expérience, les systèmes électrodiagnostiques cliniques sont optimisés pour la capture rapide et efficace des données électrophysiologiques in vivo, les plates-formes électrophysiologiques néanmoins standard peuvent être facilement adaptés pour cette application.

<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.

Les techniques de CMAP et MUNE décrits dans le présent rapport permettre l&#39;enregistrement de la fonction neuromusculaire des muscles innervés sciatiques des pattes postérieures en utilisant le placement des électrodes minimalement invasive (Figure 1). Supramaximale CMAP taille, qui représente le rendement total à partir d&#39;un groupe de muscles, peut être décrit à l&#39;aide des paramètres d&#39;amplitude et de zone (figure 2), cependant, dans les procédés actuels, on utilise l&#39;amplitude de quantifier la CMAP et les tailles de SMUP. Etant donné que les mesures d&#39;intervention CMAP sommées dépolarisation des fibres musculaires dans un muscle, de la pathologie à partir de n&#39;importe où le neurone moteur de la fibre musculaire peut entraîner une réduction de la taille CMAP. Par conséquent, le CMAP donne une excellente mesure de l&#39;état fonctionnel totale. Comme prévu, la taille CMAP va augmenter au cours du développement 5. En raison de changements compensatoires qui peuvent survenir dénervation suivante (c.-à-garantie de germination), la taille CMAP peut être maintenue malgré processus de moteur neurou perte axonale moteur. Par conséquent, la technique de MUNE est nécessaire pour déterminer le neurone moteur ou d&#39;entrée de l&#39;axone au muscle ou groupe de muscles en cours de test. Enregistrement des différents incréments (Figure 3) permet une estimation de la production moyenne de simples unités motrices (taille de SMUP) de donner des informations plus détaillées sur l&#39;état fonctionnel des unités motrices. CMAP et MUNE peuvent être utilisés pour mesurer la fonction neuromusculaire dans différents modèles murins de la maladie neuromusculaire. Dans la figure 4, les conclusions d&#39;une souris de contrôle des adultes et une souris adulte 11 semaines après écrasement du nerf sciatique sont contrastées. Après l&#39;écrasement du nerf sciatique, MUNE est sévèrement réduite à 50 unités motrices fonctionnelles estimées par rapport aux résultats normaux de 278 unités motrices fonctionnelles chez la souris de contrôle. En revanche, l&#39;amplitude CMAP chez l&#39;animal broyé (39,6 mV ligne de base à crête, 74,9 mV crête à crête) montre seulement une légère réduction par rapport au témoin (49,0 mV à base-peak, 84,2 mV crête à crête) en raison de garanties germination. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig1.jpg" /> Figure 1. placement des électrodes. Le noir (E1) électrode «active» (A) et rouge (E2) électrode d&#39;enregistrement &quot;de référence&quot; (B) sont placés sur les jumeaux à la partie proximale de la jumeau au niveau du genou. La cathode de stimulation (noir) (C) et l&#39;anode (rouge) (D) sont insérés par voie sous- cutanée proximale aux électrodes d&#39;enregistrement afin de générer des réponses distales. Une électrode de disque jetable (D) est placé sur la patte arrière, la queue ou sacrum comme un motif pour minimiser artefact. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig1large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> Figure 2. Composé Muscle potentiel d&#39;action. Sur la photo est une illustration d&#39;une réponse de la CMAP représentant. (A) L&#39;amplitude de base-à-crête est mesurée à partir de la ligne de base isoélectrique au pic initiale négative (tension négative est représentée au-dessus de la ligne de base). ( B) L&#39;amplitude crête-à-crête est mesurée à partir de la tension négative de crête à la tension de crête positive. La zone en gris dénote la zone pic négatif. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig2large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig3.jpg" /> Figure 3. réponses incrémentaux. Deux réponses supplémentaires représentatifs sont présentés superposées et à Isolation. Pour le calcul des amplitudes de MUNE chaque incrément sont mesurées crête-à-crête. Incrément N ° 1 est le premier tout-ou-rien réponse enregistrés et représente un potentiel de l&#39;unité de moteur unique (SMUP). Chaque augmentation subséquente (# 2-10) représente une augmentation quantique superposé sur la réponse avant. Par conséquent, pour obtenir les amplitudes SMUP pour incréments 2-10, l&#39;amplitude de la réponse avant est soustraite de l&#39;amplitude de l&#39;augmentation obtenue. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig3large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a> <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig4.jpg" /> Figure 4. Exemple sciatique CMAP et MUNE. (A) de potentiel composé sciatique d&#39;action musculaire (CMAP) chez un adulte (6 mois) de la souris de contrôle avec une amplitude de base-à-crête de 49,0 mV et à crêteamplitude de crête de 84,2 mV. La sensibilité de l&#39;écran = 10 mV par division et la durée de l&#39;écran 10 ms. (B) Dix réponses supplémentaires correspondants (à la souris de contrôle) avec une amplitude totale de 3.028 mV sont divisés par 10 pour déterminer la taille de SMUP moyenne (0,3028 mV). La sensibilité de l&#39;écran = 0,5 mV et la vitesse de balayage de 1 ms par division. Calculé MUNE = 278 (MUNE = CMAP / SMUP moyenne (84,2 mV / 0,3028 mV)) (C) sciatique CMAP 11 semaines suivantes sciatique écrasement du nerf dans une souris adulte (6 mois) montrant légèrement réduit l&#39;amplitude de base-à-crête ( 39,6 mV) et l&#39;amplitude pic-à-pic (74,9 mV). La sensibilité de l&#39;écran = 10 mV par division et la vitesse de balayage de 1 ms par division. (D) Dix réponses supplémentaires (à la souris avec écrasement du nerf) avec amplitude totale de pic à pic de 14,923 mV divisé par 10 correspondant à obtenir une SMUP moyenne taille de 1,4923 mV. La sensibilité de l&#39;écran = 2 mV par division et une vitesse de balayage de 1 ms par division. Calculé MUNE = 50 (MUNE = CMAP/ SMUP moyenne (74,9 mV / 1,4923 mV)). (** Notez la sensibilité différente pour les réponses supplémentaires de la souris à l&#39;écrasement sciatique). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig4large.jpg" target="_blank">S&#39;il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.</a>

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

Nous présentons raffinés protocoles qui permettent à la surveillance in vivo de la fonction de l&#39;unité de moteur dans la souris. Techniques pour mesurer le potentiel d&#39;action composé de muscle (CMAP) et le numéro de bloc moteur estimation (MUNE) dans les muscles des membres postérieurs de la souris innervés par le nerf sciatique sont décrits.

Nombre électrophysiologique Motor Unit Estimation (MUNE) Mesure composé Muscle Potentiel d&#39;action (CMAP) dans les muscles de souris membres postérieurs

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

Muscle Tissue

SCIENTISTS IN ACTION

20.8K vues.  The Ohio State University Wexner Medical Center.  Nous présentons raffinés protocoles qui permettent à la surveillance in vivo de la fonction de l'unité de moteur dans la souris. Techniques pour mesurer le potentiel d'action composé de muscle (CMAP) et le numéro de bloc moteur estimation (MUNE) dans les muscles des membres postérieurs de la souris innervés par le nerf sciatique sont décrits. 

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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 moteur Stéréotypie dans le BTBR<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; Tf</sup</em&gt; / J modèle de souris de l&#39;autisme

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

Recherche

Sciences du comportement

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.

Modulation de l’excitabilité corticospinale pendant l’observation de l’action

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.

Méthodes pour explorer l&#39;influence de haut en bas Visual Processes sur le comportement du moteur

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.

Stimuli pertinents et de contrôle d&#39;action: analyse de l&#39;influence de stimuli Ignoré par le distracteur-réponse Reliure 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 ...

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.

Le Conseil Trou modification - Comportement, cognition et l&#39;interaction sociale souris et des rats de mesure

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.

Le « moteur » moteur implicite de séquences d’apprentissage : une réaction série pied-stepping temps tâche

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 test Simple et peu coûteuse pour mesurer la déambulation dans des modèles murins de la dystrophie musculaire

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.

Mesure Active et Passive docilité séparément chez les souris

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.

Mesure non invasive en continu des activités cardiaques et comportementales d’écrevisses

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).

Mesure de la thermogenèse des muscles squelettiques chez la souris et le rat

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