Équilibre et coordination motrice sont des éléments essentiels intervenant dans la régulation du mouvement. Actuellement, nous comprenons les mécanismes de base de nombreux systèmes sensoriels et de transformation qui nous aident à maintiennent notre équilibre tout en effectuant diverses activités. À notre avantage, les animaux de laboratoire, comme les souris, utilisent des systèmes similaires pour le maintien de coordination équilibre et le moteur. Scientifiques peuvent par conséquent utiliser souris aux conditions physiologiques différents modèle d’observer leur effet dans l’équilibre et la coordination motrice des tests.

Cette vidéo parlera brièvement la neurophysiologie derrière équilibre et coordination, suivie par les protocoles généraux pour le plus couramment utilisé des tests comportementaux, à savoir le rotarod et la poutre. Enfin, nous allons examiner certains courant des expériences menées à l’aide de ces paradigmes comportements.

Avant de plonger dans les protocoles de tests comportementaux, nous allons jeter un oeil à des entrées neurophysiologiques des unités de traitement qui déterminent notre coordination équilibre et le moteur.

Combiné avec le sens inné de la position de notre corps dans l’espace, également connu sous le nom de proprioception, aides visuelles sont les principaux intrants sensoriels déterminer notre équilibre. Les récepteurs impliqués dans ce phénomène, appelé propriocepteurs, sont trouvent dans les muscles et les articulations, et ils fournissent des informations sur notre état physique pour le système nerveux central. Cette information, combinée avec l’apport du système vestibulaire, qui se trouve dans notre oreille interne, composent le reste de notre « sens proprioceptif ». Le système vestibulaire est constitué de trois gaines semi-circulaires coiffées par une ampoule, qui ensemble sont appelés canaux. Contenus dans ces canaux est un liquide endolymphe appelé. Une structure spécialisée appelée la cupula, situé à l’intérieur de l’ampoule de chaque canal, contient les cellules ciliées qui produisent des cils. C’est ces cils qui sont pliées en déplaçant l’endolymphe et transmettent cette information aux noyaux vestibulaires, qui sont situés dans le tronc cérébral. Dans le tronc cérébral, les entrées des yeux, articulations et système vestibulaire sont triées et priorisées.

Enfin, tous ces influx sensitifs voyage au cervelet, qui coordonne inconsciemment des informations proprioceptives et visuelles pour affiner les commandes de moteur pour accroître la coordination et la précision de muscle. Bien que, beaucoup a été découvert sur les bases neurologiques de l’équilibre et la coordination, les scientifiques cherchent toujours à comprendre la physiopathologie des divers troubles de la circulation. L’un des outils utilisés par les chercheurs à faire c'est-à-dire le test comportemental rongeur examine l’équilibre et la coordination.

Nous allons discuter le test plus couramment utilisé pour ce phénomène, le rotarod.

L’appareil rotarod est composé de trois éléments. Tout d’abord, la cheville de filature, qui vient dans diverses tailles. Deuxième, ruelles avec les divisions : l’appareil peut être composé de multiples voies, qui permettent aux chercheurs de test jusqu'à cinq animaux à la fois, ou juste une seule voie pour tester un animal à la fois. Troisièmement, les plates-formes situées sous chaque couloir qui fournissent une zone d’atterrissage en toute sécurité pour l’animal s’ils tombent de la cheville de filature. Dans des équipements plus modernes, ces plateformes peuvent sens animaux tomber et enregistrent automatiquement le « temps à tomber. »

Avant la formation ou l’expérimentation, une période d’acclimatation s’assure que les animaux sont dans un état de calm avant l’essai. Sessions de formation impliquent des animaux marchant sur une accélération rotarod pour plusieurs séances par jour sur une série de jours et est considérée comme complète lorsque des animaux « temps moyen pour tomber » commence à plateau. Initialement, le rotarod est réglé à faible vitesse, tandis que les animaux sont placés sur la cheville, et la rotation est ensuite progressivement augmentée à une vitesse maximale. Souris devraient être autorisés à se reposer entraînement entre-deux, et Pendant ce temps, l’appareil doit être soigneusement nettoyé.

Suite d’interventions de formation, expérimentales, telles que le traitement de la toxicomanie, les lésions induites chirurgicalement ou autres manipulations physiques, peut être effectuée. Pour le test, suivez le même protocole que la séance d’entraînement où goujon vitesse est progressivement augmentée et les données sont enregistrées comme « temps à tomber. » Un temps d’essai maximal doivent être défini de façon ne fatiguez pas les animaux. « Temps de l’automne » pour chaque souris sont enregistré et en moyenne sur un nombre différent d’essais selon l’expérience.

La deuxième commune comportementale qui teste l’équilibre et la coordination repose sur une poutre. Nombreuses poutres d’équilibre distinctes existent y compris poutres simples, complexes et inclinés, mais le réglage de base se compose d’un faisceau d’un mètre de long suspendu 50-100 centimètres au-dessus d’une table ou une surface. Détecteurs de mouvement ou magnétoscopes sont présents pour mesurer le temps de traversée de faisceau animale. Une boîte fermée contenant des matériaux de nidification située à l’extrémité sert une attirance pour la souris, tandis que l’éclairage au point de départ agirait comme un stimulus aversif.

Formation sur la poutre d’équilibre se produit généralement sur plusieurs jours jusqu'à trois fois par jour. La formation se poursuit jusqu'à ce que le temps de parcours moyen faisceau commence à plateau ; Cependant, surentraînement peut entraîner une augmentation caler et tournant sur la poutre. Suite expérimentale modulation, commence la phase de test et les données sont enregistrées comme « temps à parcourir. » Habituellement, les résultats sont obtenus en faisant la moyenne au moins deux passages à niveau dans lequel l’animal testé n’a pas arrêter ou besoin d’encouragements.

Maintenant que nous avons vu les montages expérimentaux de tests comportementaux couramment utilisés, regardons certaines applications spécifiques de ces méthodes.

Le vieillissement est un processus biologique normal, dont l’une des conséquences sont la dégradation du système vestibulaire cellules ciliées produiraient moins de cils, et aussi commencent à mourir. Le résultat de ceci est perte d’équilibre qui peut se traduire par une augmentation de chutes chez les personnes âgées. Dans cette expérience, les souris des âges variables a traversé un défi vestibulaire dans lequel ils étaient filés dans une coiffe pendant 20 secondes et immédiatement après que demandé de traverser une poutre inclinée. Chercheurs ont observé que des souris âgées sont plus dramatiquement affectées par défi vestibulaire que les souris jeunes.

Rotarod test est utile dans l’étude des déficits moteurs bruts et résistance à la fatigue, ce qui est idéal pour étudier une maladie comme la dystrophie musculaire. La marque distinctive de la dystrophie musculaire est la lésion musculaire qui aboutit à des déficits en mobilité, coordination et équilibre. Dans cette expérience, les chercheurs ont comparé rotarod, temps de marche entre les souris de type sauvage et souris modèles de la dystrophie musculaire.

La maladie de Parkinson se caractérise par la mort des neurones dopaminergiques de la substantia nigra et présente souvent des déficits moteurs et perte de coordination. Dans cette expérience, un essai de faisceau difficiles a été effectué. En comparant les souris de type sauvage au modèle un Parkinson génétiquement modifiée, il a été observé que les souris de la maladie de Parkinson avaient augmenté erreurs par étape et accrue par la largeur du faisceau.

Vous avez juste regardé les vidéo de JoVE sur l’équilibre et la coordination de tests. Cette vidéo a discuté les corrélats neurones de l’équilibre et la coordination, certaines méthodes éminents pour tester l’équilibre et enfin quelques applications de ces tests comportementaux dans les laboratoires de neurosciences aujourd'hui. Comme toujours, Merci pour regarder !