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).

פרוטוקול זה אושר על ידי ושומר על הנחיות טיפול בבעלי החיים ואתיקה של המרכז הרפואי וקסנר אוניברסיטת מדינת אוהיו. 1. הכנת בעלי החיים והרדמה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללבוש כפפות בעת טיפול בעכברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי עכברים עם isoflurane בשאיפה ומקום במצב שכיבה. לגרום להרדמה באמצעות isoflurane 3-5% וL 1 לO דקות 2 קצב זרימה. בעקבות אינדוקציה של הרדמה, לשמור על הרדמה ב2-3% וL 1 לO דקות 2 קצב זרימה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם O 2 זרימה ואחוז isoflurane עבור הרדמה נאותה בהתאם למצב מחלה, הגיל, וקצב הנשימה של בעלי חיים. בעלי חיים קטנים יותר או חלשים יותר עשויים לדרוש פחות isoflurane עבור הרדמה הולמת (כלומר 1.5- 2.5 isoflurane%). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאשר הרדמה נאותה על ידי הפעלת לחץ שודד hindlimb אור עם אובייקט כגון מלקחיים כדי להפגין חוסר תגובת נסיגה.; </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשמור על טמפרטורה על 37 מעלות טמפרטורת פני השטח C עם צלחת התחממות תרמוסטטי כוריאציה בטמפרטורה יכול להשפיע על גודל מבנה מפת צבעים ומשך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל משחה מבוססת נפט וטרינר לעיניים למניעת יובש. מעקב אחר רמה של קצב נשימה הרדמה התבוננות והערכה לתגובות נסיגה הבאה לחץ המופעל על כרית כף הרגל באמצעות מלקחיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסרת שיער מhindlimb להיחקר באמצעות קוצץ. לאחר הסרת השיער מhindlimb (ים) כדי להיחקר, קל להאריך את hindlimbs בברך, לחטוף בירכיים ולהדביק למשטח העבודה באמצעות סרט דבק (כפי שמוצג באיור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות ההקלטות והפסקת ההרדמה מבנה מפת הצבעים וmune, אל תשאירו את בעלי חיים ללא השגחה עד שהוא חזר להכרה מספיק כדי לשמור על כיבה sternal. אל תחזרו לבעלי חיים לחברה של בעלי חיים אחרים, עד התאושש לחלוטין. </li></ol> 2. Recording התקנה וציוד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את האלקטרודות להקלטות מבנה מפת הצבעים וmune כמו בתמונה באיור 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בשתי אלקטרודות טבעת יפות לאלקטרודות ההקלטה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את (E1) אלקטרודה הפעילה הטבעת על העור המכסה את החלק הפרוקסימלי של שריר הגסטרוקנמיוס של הגפיים האחורי, במפרק הברך, ואת האלקטרודה התייחסות טבעת (E2) על העור מעל חלק אמצע כף הרגל-של כף הרגל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להקטין את העכבה, מעיל העור שבבסיס אלקטרודות הטבעת עם ג&#39;ל כדי להרוות מספיק שיער שייר ומקסם את המגע של העור באלקטרודה. הימנע יישום מוגזם של ג&#39;ל האלקטרודה מכיוון שהדבר עלול לגרום לגשר חשמלי בין האלקטרודות ויכול למנוע רישום מדויק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגירוי של העצב השת בגפיים האחורי הפרוקסימלי, להשתמש בשתי מבודדים 28 מחטי monopolar G כקתודה והאנודה. הכנס את הקתודה באזור הגפיים האחורי הפרוקסימלי והכנס את anoדה יותר proximally ברקמה התת עורית שמעל עצם העצה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אל תכניס את האלקטרודות מגרה מדי קרובה לעצב השת או עמוקה מדי כי זה יהיה ישירות פציעת הגיד הנשה או מבנה אחר. איור 1 מדגים מיקום האלקטרודה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאלקטרודה הקרקע, למקם את האלקטרודה משטח פנויה בגפיים האחורי הנגדי או זנב. </li></ol> 3. רכישת נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מבנה מפת צבעים השת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג תגובות מבנה מפת צבעים של הירך על ידי גירוי העצב השת עם פולסים מרובעים גל של משך ms 0.1 ועוצמה שנעה בין 1-10 mA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש תגובות מבנה מפת צבעים עם הגדלת עוצמת גירוי עד משרעת של התגובה כבר לא מגדילה. לאחר מכן, על מנת להבטיח גירוי supramaximal, להגדיל את הגירוי ל~ 120% של עוצמת הגירוי המנוצלת כדי לקבל תגובה מקסימלי ולקבל תגובה נוספת. אם אין אני להגדיל נוסףn גודל מבנה מפת הצבעים, להקליט תגובה זו כמבנה מפת הצבעים המקסימאלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיא בסיס לשיא ואמפליטודות מבנה מפת צבעים של שיא-לשיא בmV (איור 2). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גודל ממוצע פוטנציאל מוטורי יחידה אחת (SMUP) וחישוב mune <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את גודל פוטנציאל יחידת מנוע יחיד (SMUP) הממוצע עם טכניקת גירוי מצטברת 1. כדי לקבל תגובות מצטברות, לספק גירוי submaximal של משך 0.1 ms בתדירות של 1 הרץ תוך הגדלת עוצמת בצעדי 0.03 מילי-אמפר כדי להשיג את תגובות כל-או-לא מינימליות. השג את התגובה הראשונית עם עוצמת גירוי בין 0.21 מילי-אמפר ו0.70 מילי-אמפר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם התגובה הראשונית אינה מתרחשת עם עוצמת גירוי בין 0.21 מילי-אמפר ו0.70 מילי-אמפר, להתאים את מיקום קתודת מגרה או קרוב או רחוק יותר מהעמדה של העצב השת בירך הפרוקסימלית כדי להגדיל או להקטין את עוצמת הגירוי הנדרשת, בהתאמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם אני הראשוניתגובת ncremental מתקבלת עם עוצמת גירוי בין 0.21 מילי-אמפר ו0.70 מילי-אמפר ועומדת בקריטריונים האמורים להלן (3.2.2), חנות ולהקליט מרווחים נוספים עם עלייה בעוצמות גירוי התאמה על ידי צעדים של 0.03 מילי-אמפר לקבל סך של 9 מרווחים נוספים ש עומד בקריטריונים שנקבעו. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך מדידות של התגובות מצטברות, להבטיח כי כל תוספת עומדת בקריטריונים הבאים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שהשיא השלילי הראשוני של התגובות מצטברות מיושר באופן זמני בתוך השיא השלילי של תגובת מבנה מפת הצבעים המקסימלי מוצגת כחלק המוצל של איור מבנה מפת הצבעים באיור 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שכל תגובה מצטברת היא יציבה וללא חלוקה, שהוקם על ידי התבוננות שלוש תגובות כפולות. להבחין תגובות חזותית מצטברות בזמן אמת (על גבי המרווחים שנרשמו בעבר). הערה: כל תוספת צריכה להיות ייחודית מבחינה חזותיתולעומת גדול עם התגובה הקודמת (איור 3). ניתוח בזמן אמת מאפשר הכרה במשרעת גדולה יותר תגובות (מצטברות) בהשוואה לתגובות לפני, וניתן להתעלם שינויים קטנים המיוחס לרעשי רקע. תצוגה על גבי 10 מרווחים מוצגת באיור 4 (B ו- D) כדי להמחיש את הנקודה הזו עוד יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר בחינה ויזואלית המאשר כל תוספת, להבטיח כי ההבדל נמדד משרעת (אישרה תגובה-משרעת של התגובה לפני = הבדלים משרעת) הוא לפחות 25 μV. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם התוספת היא פחות מ -25 μV, להשליך מחדש למדוד את התגובה. לאחר הקלטת 10 תגובות מצטברות, להעריך את המרווחים על מנת להבטיח שהמשרעת של כל תגובה מצטברת פרט אינה גדולה מ 1/3 מהסכום של כל עשרת המרווחים (כלומר המשרעת הכוללת של התגובה הסופית). אם תנאי זה אינו מתקיים, מחדש למדוד את התגובות מצטברות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממוצע 10 הערכים מצטברים לתת הערכה של משרעת הממוצעת פוטנציאל יחידת מנוע יחיד (SMUP) (איור 3). הערה: איור 3 מפרט את בסיס חישוב SMUP הממוצע, אבל משרעת SMUP הממוצע יכול להיות פשוט מחושב על ידי חלוקת כל משרעת של התגובה מצטברת הסופית במספר הכולל של מרווחים (כלומר, 10). חישובי דוגמא בודדים SMUP (באיור 3): SMUP 1 משרעת = שיא-לשיא של תוספת 1 1 SMUP = 0.050 mV SMUP 2 (משרעת שיא-לשיא של תוספת 2) = - (שיא לשיא המשרעת של תוספת 1) SMUP 2 = 0.150 MV-0.050 mV = 0.100 mV <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חישוב כל תוספת שלאחר מכן (עד לסך של 10), ולעשות ממוצע של עשרה המרווחים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב mune על ידי חלוקת משרעת מבנה מפת הצבעים המרבית (שיא-לשיא) על ידי משרעת SMUP הממוצעת (שיא-לשיא). (MUNE = מבנה מפת הצבעים SMUP ממוצע /). בחלק ממערכות אלקטרו, מרווחי SMUP נמדדים בμV ואילו מבנה מפת הצבעים מסופקים בדרך כלל בmV. בעת צורך, להמיר תוצאות מבנה מפת צבעים וSMUP ליחידות דומות לפני חישוב mune. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<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 ומבנה מפת צבעים של אמצעים רלוונטיים קליני לעתים קרובות מנוצלים במחקרים ובניטור חולים עם הפרעות עצבית-שרירית כמו ALS וניוון שרירים (SMA) 9, 10. לדוגמא, בSMA, מבנה מפת צבעים וmune לתאם גם עם גיל, חומרה וקלינית מדדים של תפקוד 10-14. שני הצעדים הם פולשנית ולאפשר הערכה של תפקוד longitudinally באותו הפרט. חשוב לציין, אמצעים אלה לא יכולים למדוד הפעלה או גיוס של יחידת המנוע על ידי הנוירונים מוטוריים בקליפת המוח, אבל הם מספקים הערכה קלינית רלוונטית של היושרה של הנוירון המוטורי ועמיתו הפונקציונלי שלה, יחידת המנוע. מודלים של בעלי חיים למחלות עצבית-שרירית הם קריטיים להבנה של מנגנונים פתוגניים של מחלות אנושיות ולפיתוח פרה-קליני של תרופות פוטנציאליות יעילות. היכולת לתרגם מדדי תוצאה וסמנים ביולוגיים שיכול להיותמנוצל על פני מינים יכול להקל ולזרז את הפיתוח של ממצאים פרה-קליניים מבטיחים לניסויים קליניים בבני אדם. מספר קבוצות שנוצלו בעבר שני מדידות אלקטרו וכוח (מכאניות) להעריך תפקוד יחידת מנוע במודלים של עכברים 2-4, 15-22. בשל מורכבותו היחסית של האמצעים, יש לנו מעודן טכניקות אלה בפורמט ויזואלי כדי לאפשר שימוש נרחב יותר ויישום בעכברים. הפורמט של הפגנת וידאו והדרכה, מאפשר שלבים עיקריים של ההליך להיות מודגשים וחסרונות פוטנציאליים לטיפול. היישום של טכניקות אלה לניסויים פרה-קליניים של טיפולים פוטנציאליים במחלות הנוירון מוטוריות עשוי לשפר את התרגום של טיפולים משוערים מעכברים למחלות של בני אדם. ישנם מספר צעדים קריטיים בתהליך רכישת תגובות מבנה מפת הצבעים וmune. מיקום האלקטרודה הקלטה נכון ועקבי ומגע אלקטרודה מספיק עם האחוריאיבר הוא קריטיים למדידה לשחזור של משרעת ולהפחית רעשי רקע. לכן, קשר הדוק בין עור גפיים האחורי ואלקטרודות צריך להיות מאושר באופן עקבי. מצאנו כי אלקטרודות משטח מציעות הקלטות מבנה מפת צבעים וmune עקביות יותר מאשר אלקטרודות מחט. בשל רקמות תת עורי מאוד דקות, תנועות קטנות של משטח הקלטת מחט עלולות להוביל לשינוי רחב באמפליטודות מבנה מפת צבעים. בנוסף, הטבע פולשנית יותר של אלקטרודות מחט הוא לא אופטימלי לעכברים בילוד או מחקרים ארוכי טווח בשל שיבוש שריר פוטנציאל ופציעה. חסרון פוטנציאלי אחד של הקלטות הלא סלקטיבי, אלקטרודה המשטח מתייחס לאפשרות של הרזולוציה פנוטיפ מופחתת אם שריר מסוים הוא פחות או יותר מעורב לעומת אחר, וזה דווח במודל עכבר ALS 21. רכישת גודל SMUP הממוצע היא טכני יותר מאתגרת לעומת מבנה מפת הצבעים. בשל respons הקטןגודל דואר (בטווח של μV לא mV) רעשי רקע יכול להיות בעייתי יותר. רעשי רקע יכולים להיות מופחתים על ידי התאמת אלקטרודה קרקע, קתודה, אנודה, ובדיקת ציוד חשמלי אחר ליד הגדרת הניסוי. כלוב פאראדיי, משמש בדרך כלל עבור יישומי אלקטרופיזיולוגיה תאיים, לא נדרש. נחישות חזותית של תגובות SMUP פרט היא המיומנות הקשה ביותר לרכישה ולוקחת בפועל לתוצאות עקביות עם הדירות נאותות. חשוב להבטיח שSMUPs שמוקלטים ליזום בתוך התקופה של תגובת מבנה מפת הצבעים המקסימלי. יש לנו הגדרת קריטריונים לקבלת תגובות מצטברות בודדות כדי להפוך את התהליך הזה יותר פשוט לבצע ולהגדיל אמינות-מדרג בין התוך ו. חסרון פוטנציאלי אחד של טכניקת mune מצטברת כולל את האפשרות של הערכת יתר של מספר יחידות מוטוריות תפקודיות בשל התחלפות של מוטויחידות r. יש לנו השתמשתי בטכניקה דומה לאל Shefner et. שבכל תגובה יש לראות reproducibly כוללת של 3 פעמים כדי להפחית את ההשפעה של תופעה זו 3. מניסיוננו, מערכות האלקטרו קליניות מותאמות למחקרים שתוארו במסמך זה בגלל ארגונומיה ממשק מערכת בוחן-האלקטרו השתפר מאפשרת להקל על שליטה. מערכת שני הערוצים מנוצלת במעבדה שלנו מצוידת בשני ערוצי מגבר ממותגים שאינם משתמשים במגבר עם 24 ביט אנלוגי לממיר דיגיטלי וקצב דגימה של 48 קילוהרץ לכל ערוץ. רווח חומרה יכול להיות מותאם מ10nV 100 mV / חטיבה. יש מסנן התדר הנמוך מגוון מ0.2 kHz הרץ-5, והגדרות מסנן בתדירות גבוהה נעות בין 30 הרץ-10 קילוהרץ. ממריץ זרם קבוע משמש (עוצמת: 0-100 אמפר; משך: .02-1 MS). רוב המערכות הקליניות תכונות מתאימות דומות ויכולות להיות מותאמות כדי להקליט כראוי תגובות מבנה מפת צבעים וmune.dditionally, ניתן להרכיב אסדות אלקטרו סטנדרטיים להקליט כראוי מבנה מפת צבעים וmune, אבל הממשק ייתכן שיצטרך להיות מותאם על מנת להקל על הסתגלות גירוי וזיהוי מהיר של תגובות מבנה מפת צבעים וSMUP. יש לנו מנוצלים בעבר בטכניקות של מבנה מפת צבעים וmune מתואר כאן כדי לאפשר הערכה מהירה ושחזור של השריר מעוצבבים השת של הגפיים האחוריות בעכברים בתקופה שלאחר הלידה המוקדמת ועד לבגרות 5. טכניקות אלו מאפשרות הערכה במודלים של עכברים כאשר בדיקות התנהגותיות לתפקוד מוטורי היא לא ריאלי או פחות אמין. יישום של טכניקה זו לעכברים בילוד מאפשר מחקר של פיתוח יחידת מנוע ויש לו הפוטנציאל להרחיב את ההבנה של עצבוב הנוירון מוטורי וגיזום שלנו. לדוגמא, הראינו כי מספר היחידות המוטוריות תפקודיות נרשמו עם mune יגדל במהלך הגיזום מpolyneuronal לעצבוב mononeuronal במהלך השבועיים הראשוניםים של חיים בעכברים בילוד 5. היכולת לבדוק עכברים על פני תקופות זמן ארוכות עם טכניקה זו משאילה את עצמו למחקר של תגובת יחידת מנוע לפגיעה היקפית עצבים, הפרעות עצבית-שרירית תורשתיות והזדקנות.

הערכת מספר יחידת מנוע (mune) תוארה במקור על ידי McComas et al. למעלה משלושה עשורים לפני 1. הטכניקה המקורית הייתה שינוי של טכניקת הקלטת פוטנציאל פעולת שרירים מתחם (מבנה מפת צבעים) שהעסיקה עלייה הדרגתית של גירוי להשיג מרווחי submaximal. מרווחים אלה סיכמו וממוצע כדי לקבוע גודל משוער של פוטנציאל מנוע יחיד יחידה (SMUP). גודל זה היה מחולק לתגובת מבנה מפת הצבעים להעריך את מספר היחידות המוטוריות innervating השריר נבדק. בעקבות התיאור המקורי, וריאציות רבות בשתי תגובות אלקטרו וכוח מצטבר מדידות (מכאניות) שימשו בשני מחקרים בבני אדם ומודלים של בעלי חיים 2. טכניקת mune שונתה על ידי Shefner ועמיתים לחקור מודלים של עכברים של הטרשת לרוחב amyotrophic (ALS) 3, 4. בתיאור הנוכחי, אנו פשטנו פרטיםשינויי מטען של טכניקות mune כי הם מהירים לביצוע. חשוב לציין, מבנה מפת צבעים וmune לאפשר אמצעים אמינות בשני עכברים בילוד ומבוגרים 5-8. אנשים מנוסים יכולים לבצע צעדים אלה ב10-20 דקות לכל בעל חיים, וצעדים חוזרים ונשנים הם ריאלי המאפשר הרכישה של נתונים אורך 5. במחקרים הנוכחיים, אנו מעסיקים מערכת האלקטרו קלינית. מניסיוננו, מערכות האלקטרו קליניות מותאמות ללכידה מהירה ויעילה של נתונים אלקטרו in vivo, יכולות בקלות להיות מותאמות אסדות אלקטרו סטנדרטיים בכל זאת לבקשה זו.

<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.

הטכניקות של מבנה מפת צבעים וmune מתואר בדוח זה מאפשר הקלטה של פונקציה עצבית-שרירית של שרירי גפיים אחוריות הירך innervated ניצול מיקום פולשנית אלקטרודה (איור 1). גודל supramaximal מבנה מפת צבעים, המייצג את התפוקה מקבוצת שרירים, ניתן לתאר באמצעות הפרמטרים של משרעת ואזור (איור 2), עם זאת, בשיטות הנוכחיות, אנו משתמשים במשרעת לכמת את מבנה מפת הצבעים וגדלי SMUP. מאז צעדי תגובת מבנה מפת צבעי summated שלילת קוטביות של סיבי שריר בתוך שריר, פתולוגיה בכל מקום בין הנוירון המוטורי לסיבי השריר יכולה לגרום לירידה בגודל מבנה מפת צבעים. לכן, מבנה מפת צבעים נותן מדד מצוין למצב התפקודי הכולל. כצפוי, גודל מבנה מפת צבעים יגדל במהלך פיתוח 5. עקב שינויים מפצים שיכול להתרחש denervation (הנבטה בטחונות כלומר) הבא, גודל מבנה מפת צבעים עשוי להישמר למרות תהליכים של neur מנועבאו אובדן axonal המנוע. לכן, הטכניקה של mune נדרשה לקבוע את הנוירון המוטורי או קלט האקסון לשריר או קבוצת שרירים שנבדק. הקלטה של מרווחים בודדים (איור 3) מאפשרת הערכה של התפוקה הממוצעת של יחידות מוטוריות בודדות (גודל SMUP) לתת מידע מפורט יותר על מצב תפקודי של יחידות מוטוריות. יכולים להיות מנוצלים מבנה מפת צבעים וmune למדוד תפקוד עצבית-שרירית במודלים של עכברים שונים של מחלה עצבית-שרירית. באיור 4, ממצאים בעכבר שליטה מבוגרת ועכבר בוגר 11 שבועות הבאים למעוך גיד הנשה הם ניגוד. בעקבות התאהבות עצב השת, mune מצטמצם קשה בגיל 50 יחידות מוטוריות תפקודיות מוערכות בהשוואה לממצאים נורמלים של 278 יחידות מוטוריות תפקודיות בעכבר השליטה. לעומת זאת, משרעת מבנה מפת הצבעים בבעלי החיים הכתוש (39.6 mV בסיס לשיא, 74.9 mV שיא-לשיא) מראה רק ירידה קלה בהשוואה לקבוצת ביקורת (49.0 mV בסיס ל<html> -peak, 84.2 שיא-לשיא mV) בשל נביטה בטחונות. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig1.jpg" /> איור 1. אלקטרודה מיקום. השחור אלקטרודה (E1) &quot;הפעילה&quot; () והאדום אלקטרודה (E2) &quot;התייחסות&quot; הקלטה (B) ממוקמות מעל הגסטרוקנמיוס בחלק הפרוקסימלי של הגסטרוקנמיוס בברך. קתודת המגרה (השחור) (ד) (ג) והאנודה (אדום) מוכנסת הפרוקסימלי תת עורי לאלקטרודות ההקלטה ליצור תגובות דיסטלי. אלקטרודה חד פעמי דיסק (D) ממוקמת על האיבר האחורי, זנב או העצה כקרקע כדי למזער חפץ. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> בתוך עמודים = &quot;תמיד&quot;&gt; <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig2.jpg" /> פוטנציאל איור 2. מתחם פעולה שריר. בתמונה היא המחשה של תגובת מבנה מפת צבעים של נציג. () משרעת בסיס לשיא נמדד מתחילת מחקר isoelectric לשיא השלילי הראשוני (מתח שלילי מתואר לעיל בתחילת המחקר). ( B) משרעת שיא-לשיא נמדד ממתח שיא שלילי למתח שיא חיובי. האזור מוצל האפור מציין את אזור השיא השלילי. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig3.jpg" /> איור 3. תגובות מצטברות. שתי תגובות מצטברות נציג מוצגות על גבי ובIsolation. לאמפליטודות חישוב mune של כל מנה נמדדים שיא-לשיא. תוספת המס &#39;1 הוא ראשוני כל-או-לא נרשם תגובה ומייצג פוטנציאל יחיד יחידת מנוע (SMUP). כל תוספת שלאחר מכן (# 2-10) מייצגת עליית quantal על גבי התגובה הקודמת. לכן להשיג את אמפליטודות SMUP למרווחים 2-10, המשרעת של התגובה לפני יורדת ממשרעת של התוספת שהושגה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/52899/52899fig4.jpg" /> איור 4. דוגמא Sciatic מבנה מפת הצבעים וmune. פוטנציאל פעולת שרירים מתחם Sciatic (מבנה מפת צבעים) במבוגרים (גיל 6 חודשים) עכבר שליטה עם משרעת של 49.0 mV ובסיס לשיא שיא-ל-א ()המשרעת שיא של 84.2 mV. רגישות מסך = 10 mV לחלוקה ומשך מסך 10 מילישניות. (ב) עשר תגובות מצטברות מקבילות (בעכבר השליטה) עם משרעת כוללת של 3.028 mV מחולקים ב -10 כדי לקבוע את הגודל ממוצע SMUP (.3028 mV). רגישות מסך = 0.5 mV ומהירות סריקה של 1 ms לחלוקה. = 278 (= מבנה מפת הצבעים SMUP mune / ממוצע (84.2 mV / .3028 mV)) מחושב mune (C) Sciatic מבנה מפת צבעים של 11 שבועות הבאים למעוך השת עצב בעכבר בוגר (גיל 6 חודשים) מראים מופחת המעטה משרעת בסיס לשיא ( 39.6 mV) ומשרעת שיא-לשיא (74.9 mV). רגישות מסך = 10 mV לחלוקה ומהירות סריקה של 1 ms לחלוקה. (ד) עשר מקבילות תגובות מצטברות (בעכבר עם למחוץ עצב) עם משרעת שיא-לשיא כולל של 14.923 mV מחולקת על ידי 10 להשיג SMUP ממוצע גודל של 1.4923 mV. רגישות מסך = 2 mV לחלוקה ומהירות סריקה של 1 ms לחלוקה. Mune מחושב = 50 (mune = מבנה מפת צבעים/ SMUP הממוצע (74.9 mV / 1.4923 mV)). (** הערה הרגישות שונה לתגובות מצטברות של העכבר למעוך הנשה). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52899/52899fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles at JoVE.com

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

אנו מציגים פרוטוקולים מעודנים המאפשרים ניטור vivo של פונקצית יחידת מנוע בעכבר. טכניקות למדידת פוטנציאל פעולת שרירים מתחם (מבנה מפת צבעים) והערכת יחידת מנוע מספר (mune) בשרירי הגפיים האחורי עכבר מעוצבבים על ידי גיד הנשה מתואר.

אלקטרו מנוע יחידת מספר הערכה (mune) מדידת פוטנציאל פעולה שרירים מתחם (מבנה מפת צבעים) בשרירי העכבר Hindlimb

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

electrophysiological-motor-unit-number-estimation-mune-measuring

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Anatomy and Physiology

Behavior

Unit 1

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

Muscle Tissue

SCIENTISTS IN ACTION

20.9K Views.  The Ohio State University Wexner Medical Center.  אנו מציגים פרוטוקולים מעודנים המאפשרים ניטור vivo של פונקצית יחידת מנוע בעכבר. טכניקות למדידת פוטנציאל פעולת שרירים מתחם (מבנה מפת צבעים) והערכת יחידת מנוע מספר (mune) בשרירי הגפיים האחורי עכבר מעוצבבים על ידי גיד הנשה מתואר. 

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

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: מוטורי סטריאוטיפי רומן בBTBR<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; TF</sup</em&gt; / J מודל עכבר של אוטיזם

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

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.

אפנון רגישות קורטיקוספינלי במהלך תצפית פעולה

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.

שיטות לחקור את ההשפעה של תהליכים חזותיים מלמעלה למטה על התנהגות מוטורית

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.

גירויים לא רלוונטיים ופעולת בקרה: ניתוח ההשפעה של גירויים שהתעלמו מן באמצעות המסיח-תגובת איגוד פרדיגמה

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.

מועצת החור השתנה - מדידת התנהגות, קוגניציה ואינטראקציה חברתית בעכברים וחולדות

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.

"מנוע" במנוע מרומזת רצף למידה: תגובת טורי צועד ברגל זמן פעילות

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.

ופשוט נמוכים Assay למדידת Ambulation במודלים של העכבר של ניוון

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.

מדידת Tameness פעילים וסבילים בנפרד בעכברים

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.

מדידה רציפה לא פולשנית של פעילויות לב והתנהגותיים סרטני

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).

מדידת תרמוגנזה של שרירי השלד בעכברים ובחולדות

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