Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institute of Health, National Institute on Deafness e altri disturbi della comunicazione, Grant R01DCO09890-02, Fondazione canadese per l&#39;innovazione (CFI-LOF # 15704), e Connaught Fondazione, l&#39;Università di Toronto. Gli autori desiderano ringraziare Cynthia Didion, Mili Kuruvilla, Krista Rudy, e Lori Synhorst per l&#39;assistenza con la raccolta dati e analisi, e Cara Ullman per la creazione di clip video. Le animazioni sono state fatte da Blue Tree Publishing ( <a href="http://www.bluetreepublishing.com/">http://www.bluetreepublishing.com/</a> ) La SPA e il software Matlab SMASH è basato e possono essere ottenute contattando Giordania Green jgreen4@unl.edu. Visita i nostri laboratori: <ul><li> Bulbare funzione di laboratorio (Sunnybrook Health Sciences Centre di Toronto, Canada): <ul><li> <a href="http://www.sunnybrook.ca/research/?page=sri_groups_bulb_home">http://www.sunnybrook.ca/research/?page=sri_groups_bulb_home</a> </li></ul></li><li> Discorso di produzione Laboratorio (Università del Nebraska Lincoln): <ul><li> <a href="http://spl.unl.edu">http://spl.unl.edu</a> </li></ul></li></ul>

I. Analisi sottosistema 1. Sottosistema di respiratorio / di respirazione per il discorso Il sottosistema di respiratorio viene valutata utilizzando il sistema fonatorio aerodinamica (PAS). Il sistema consente la registrazione simultanea di pressione per via orale, il flusso d&#39;aria, e l&#39;acustica del linguaggio (vedi Tabella 1 per l&#39;elenco delle attrezzature e dei produttori). Una maschera viso monouso usa e getta e una pressione di rilevamento tubo sono necessari per le registrazioni. Prima della registrazione, i canali di flusso e pressione sono calibrati in base alle specifiche del costruttore. <ol><li> Capacità Vitale (VC) è il volume massimo di aria che viene espirata a seguito di inalazione massima. VC è valutata utilizzando una maschera viso monouso che è collegato al pneumotacografo. <ol class="lalpha"><li> Il PAS &quot;Vital Capacity&quot; protocollo è selezionato per la registrazione. </li><li> Il partecipante è richiesto di inalare il massimo possibile e al massimo espirare nella maschera, il compito viene ripetuto tre volte. </li><li> Volume espiratorio massimo è derivato utilizzando il software PAS. </li></ol></li><li> Pressione Subglottal (Ps) è la pressione dell&#39;aria nei polmoni disponibili per la produzione di &quot;pressione&quot; consonanti. Ps viene valutata indirettamente misurando la pressione di picco in bocca durante la produzione di un treno sillaba 2,3. <ol class="lalpha"><li> Il PAS &quot;Voicing Efficiency&quot; protocollo è selezionato per la registrazione. </li><li> Per registrare la pressione orale durante / pa /, la pressione-sensing tubo è posizionato all&#39;interno della bocca sulla superficie della lingua. </li><li> Nasali sono occluse con una clip naso per eliminare il potenziale nasale fuga flusso d&#39;aria. </li><li> Il partecipante è richiesto di inalare circa due volte il loro valore normale e dicono / pa / nella maschera viso. La sillaba / pa / è ripetuta sette volte su una espirazione, mantenendo passo costante e volume. Il tasso viene mantenuta a 1,5 sillabe al secondo. </li><li> Picco di pressione orale è misurato per cinque (al centro) ripetizioni / pa /. Una media di questi cinque produzioni si ottiene per rappresentare Sal durante il discorso. </li><li> Perché covaries Ps con livello di pressione sonora (SPL) 4,5, il valore SPL è anche raccolti per ogni sillaba. E &#39;utilizzato successivamente come covariata durante le analisi. </li></ol></li><li> Respirazione discorso viene valutato durante il discorso collegato mentre i partecipanti leggere uno standard 60-parola paragrafo (appendice 1) sviluppato specificatamente per accurate, mettere in pausa automatica del limite di rilevazione 6. <ol class="lalpha"><li> Il PAS &quot;Massimo fonazione&quot; protocollo è selezionato per la registrazione. </li><li> Il segnale di flusso d&#39;aria viene raccolta con una maschera usa e getta che si adattano intorno al viso. </li><li> Il partecipante è richiesto di leggere il paragrafo a tariffa normale parlare confortevole e sonorità. </li><li> Tracce di flusso d&#39;aria vengono esportati in una misura Speech-Pausa Analysis (SPA) 7 programma software in Matlab. In questo programma, le pause nel discorso collegato sono identificati. Il software calcola, tra l&#39;altro, tempo di pausa per cento, che è una misura del tempo trascorso pausa durante la lettura di un brano. </li></ol></li></ol> 2. Sottosistema fonatorio Il sottosistema fonatorio è valutata per mezzo delle registrazioni vocali usando attrezzature di alta qualità di registrazione acustica (Tabella 1). <ol class="lalpha"><li> Il microfono è collocato a circa 15 cm di distanza dalla bocca. </li><li> Una clip nasale è utilizzato per eliminare l&#39;effetto potenziale della inadeguatezza velofaringea sulla qualità della fonazione. </li><li> Il partecipante è richiesto di produrre &quot;Fonazione Massimo&quot;. Lui o lei è incaricato di inalare la massima quantità di aria e poi a produrre un suono vocalico / a / ad un passo normale e volume il più a lungo possibile. Questo compito è praticato almeno una volta prima della registrazione. L&#39;importanza di mettere fuori il massimo sforzo è sottolineato. </li><li> Durata massima di fonazione è misurato in secondi utilizzando la forma d&#39;onda acustica. </li><li> La forma d&#39;onda acustica digitalizzata viene caricato nella multidimensionali profilo vocale (MDVP) software per l&#39;analisi. Misure di tendenza centrale e variabilità della frequenza fondamentale (F0), il rumore-to-armonico rapporto (NHR) e jitter per cento, tra gli altri, sono ottenuti per mezzo cinque secondi di intervallo di fonazione. </li></ol> 3. Sottosistema Resonatory Il sottosistema resonatory viene valutata utilizzando Nasometer. Questo dispositivo è composto da una cuffia con un diaframma, che è posizionato sotto il naso e separa la cavità orale e nasale. Due microfoni che rilevano i segnali acustici orale e nasale sono attaccati ai lati opposti della piastra. <ol class="lalpha"><li> Il dispositivo è calibrato prima di ogni registrazione. </li><li> L&#39;auricolare è posto sulla testa con il deflettore di riposo sopra il labbro superiore e in posizione parallela al ground. </li><li> Il partecipante è chiesto di ripetere un &quot;nasale&quot; (ad esempio, la mamma in una marmellata di limone) e un &quot;non-nasale&quot; (ad esempio, acquistare un cucciolo di Bobby) frase tre volte ad un tasso di parlare abituale e sonorità. </li><li> L&#39;intensità misurata della porzione voce dei segnali acustici orale e nasale vengono convertiti in un punteggio nasalance, che è definita come il rapporto tra nasale / nasale + energia acustica per via orale, ed è espresso in percentuale. Il punteggio nasalance riflette la proporzione relativa nasale-to-orale energia acustica in un flusso di discorso 8. </li><li> Il software calcola Nasometer numerose statistiche descrittive dalla forma d&#39;onda nasalance. </li><li> Nasalance distanza, che è derivata sottraendo il nasalance medio calcolato attraverso frasi orale (BBP) dalla nasalance media per le frasi nasale (MMJ) 9, può essere utilizzato anche come indice di compromissione velofaringea. </li></ol> 4. Articolatorio sottosistema: Faccia Facciali (labbro e della mandibola), i movimenti sono registrati in 3D con un alta risoluzione, ottica sistema di motion capture 10. Le telecamere a raggi infrarossi video digitale catturare le posizioni di 15 marcatori riflettenti che sono attaccati alla testa di ogni partecipante e volto a specifici punti di repere anatomici. Un segnale acustico vocale viene registrato contemporaneamente con cinematica discorso. <ol class="lalpha"><li> Il sistema è calibrato prima di registrazioni in base alle specifiche del costruttore. </li><li> Quattro marcatori sono attaccati alla fronte del partecipante con una fascia la testa. I marcatori sono anche associate al sopracciglio destro e sinistro, il ponte e la punta del naso, il bordo vermiglio del labbro superiore e inferiore, gli angoli destro e sinistro della bocca, e di tre diverse sedi sul mento. Questa è la matrice di marker tipici utilizzati in questo protocollo, ma un numero illimitato di marcatori possono essere utilizzati con questo sistema. </li><li> Il partecipante è richiesto di leggere frasi e frasi (vedi tabella 2) al loro tasso di parlare abituale e sonorità. </li><li> Una registrazione &quot;riposo&quot; file ottenuto e utilizzato in post-processing per normalizzare le differenze nel posizionamento marcatore tra le sessioni e per la ri-espressione dei relativi dati al costante anatomicamente basato su sistema di coordinate, se necessario. </li><li> Durante la post-elaborazione, i movimenti dei marker facciali sono controllate per errori di tracciamento e la testa con correzione basato sulla sottrazione di entrambi i componenti di traslazione e rotazione di movimento della testa. </li><li> I dati sono caricati in SMASH, un programma basato sul software Matlab sviluppato nel nostro laboratorio. All&#39;interno SMASH, i dati vengono filtrati e analizzati. La velocità di movimento di punta è derivato da ogni traccia e utilizzato come principale indicatore della funzione articolatoria per la mandibola e le labbra. Velocità 3D è calcolato come il primo ordine derivato della storia distanza euclidea ogni articolatore il momento in SMASH. </li></ol> 5. Articolatorio sottosistema: Tongue Monitoraggio lingua è realizzato utilizzando un dispositivo di tracciamento elettromagnetico (ONDA), che registra la posizione e la rotazione dei sensori che sono attaccati alla lingua. A differenza del motion tracking ottico che viene utilizzato per registrare esterni, strutture facciali, la tecnologia elettromagnetica offre un modo per tenere traccia con precisione i movimenti della lingua durante il discorso 11. Il sistema utilizza una combinazione di 5 e 6 gradi di libertà (5DOF e 6DOF) sensori per registrare movimenti articolatori in un volume calibrato (30 x 30 x 30 cm). Spostamento dei dati e dati acustici vengono acquisite simultaneamente. <ol class="lalpha"><li> Due sensori sono collegati al articolatori con colla dentale (PeriAcryl adesivo parodontale). Un riferimento è attaccato al ponte del naso per registrare i movimenti della testa. Un piccolo sensore 5DOF (posizione 3D e 2D misure angolari) è attaccato alla lingua alle linea mediana, circa 2 cm al posteriore la punta della lingua. </li><li> Per ottenere movimenti della lingua che sono indipendenti dalla mascella alla base, ogni partecipante è dotato di un pre-made blocco 5 millimetri morso. Il blocco è costituito da morso non tossico stucco condensazione (Henry Schein). </li><li> Il blocco morso è collocato tra i molari sul lato della bocca. Una stringa collegata al blocco morso è fissata al volto del partecipante per impedire la deglutizione del blocco morso. </li><li> Il partecipante è richiesto di leggere frasi e frasi (vedi tabella 2). </li><li> Movimenti della lingua sono registrati rispetto alla posizione della testa. </li><li> Post-acquisizione, i dati vengono trasferiti in SMASH, dove è filtro passa-basso, analizzato sulla base della traccia movimento verticale, e utilizzato per calcolare la velocità 3D. La velocità media e massima di movimento durante ogni enunciato è segnalata come indice di malattia correlata cambiamento di questo articolatore. </li></ol> II. A livello di sistema di valutazione In aggiunta alle variabili a livello di sottosistema, l&#39;intelligibilità del parlato e velocità di eloquio sono misurati. Queste meaSures sono essenziali perché sono in corso clinico &quot;standard obiettivo&quot; che caratterizzano le prestazioni bulbare discorso. Essi forniscono un&#39;indicazione dello stato funzionale del sistema discorso produttivo nel suo complesso e quantificare la gravità dei disturbi del linguaggio. Queste misure sono ottenuti utilizzando il test di intelligibilità Sentence (SIT) 12. <ol class="lalpha"><li> Prima della registrazione, un elenco casuale di 10 frasi di lunghezza crescente (da 5 a 15 parole) è generato dal software SIT. </li><li> Un microfono è posizionato sulla testa, circa 15 cm dalla bocca. </li><li> Il partecipante è invitato a leggere la lista a loro tasso di parlare abituale e sonorità. Le frasi sono registrate digitalmente a 44,1 con una risoluzione di 16 bit. </li><li> Diversi giudici addestrati che non hanno familiarità al partecipante trascrivere le frasi ortograficamente e misurare la durata frase. </li><li> Il software calcola automaticamente SIT intelligibilità della parola, che viene segnalato come percentuale delle parole trascritte correttamente rispetto al numero totale di parole prodotte. Velocità di lettura viene riportata anche come il numero di parole lette al minuto. </li></ol><table border="1"><tbody><tr><td> Sottosistema </td><td> Attrezzature / Software </td><td> Segnale </td><td> Impostazioni di acquisizione </td></tr><tr><td> Respiratorio </td><td> Sistema fonatorio aerodinamica (PAS), KayPENTAX, Lincoln Park, NJ, USA </td><td> Acustica, pressione e flusso </td><td> Frequenza di campionamento = 200 Hz, filtro passa-basso = 30Hz </td></tr><tr><td> Fonatorio </td><td> Compact Flash recorder (per esempio, PMD660), Qualità microfono professionale, SPL metro, Extech Instruments Software: MDVP, KAYPentax </td><td> Acustico </td><td> Frequenza di campionamento = 44,01 kHz, 16 bit PCM lineare </td></tr><tr><td> Resonatory </td><td> Nasometer, Modello 6400, KAYPentax </td><td> Acustico </td><td> Frequenza di campionamento = 11025 Hz </td></tr><tr><td> Articolatorio: Faccia </td><td> Aquila Digital System, Motion Analysis Corp. </td><td> Cinematica e acustico </td><td> Frequenza di campionamento = 120 Hz, filtro passa-basso = 10Hz </td></tr><tr><td> Articolatorio: Tongue </td><td> WAVE, Nord Digital Inc., Canada </td><td> Cinematica e acustico </td><td> Frequenza di campionamento = 100 Hz, passa basso filtrato = 20Hz </td></tr></tbody></table> Tabella 1: le impostazioni di strumentazione e di acquisizione di sub-sistema di raccolta dati <table border="1"><tbody><tr><td> Livello </td><td> Compito </td><td> Misure </td><td> Riferimenti e norme </td></tr><tr><td> Respiratorio </td><td> VC </td><td> Espiratorio massimo volume polmonare </td><td> 13 </td></tr><tr><td> / Pa / x 7 </td><td> Pressione Subglottal </td><td> 2, 3 </td></tr><tr><td> Passaggio di bambù </td><td> % Tempo di pausa </td><td> 6, 7, 14 </td></tr><tr><td> Fonatorio </td><td> Fonazione massimo / a / </td><td> Durata massima di fonazione, media F0, jitter, SNR </td><td> 15, 16, 17, 3 </td></tr><tr><td> Resonatory </td><td> Mama fatto alcuni marmellata di limone; Acquista Bobby un cucciolo </td><td> Nasalance </td><td> 18, 19 </td></tr><tr><td> Articolatorio: Faccia </td><td> Acquista Bobby un cucciolo; Say _ nuovo (pipistrello, marea, tenere, utensile) </td><td> Velocità di movimento </td><td> 20, 21 </td></tr><tr><td> Articolatorio: Tongue </td><td> / Ta / x 5, Say centrino di nuovo </td></tr><tr><td> A livello di sistema </td><td> SIT, frasi </td><td> Intelligibilità del parlato e velocità di eloquio </td><td> 12 </td></tr></tbody></table> Tabella 2: Misure ottenuti per ogni sottosistema e compito Appendice 1: passaggio di bambù Pareti di bambù sono sempre di essere molto popolare. Sono forti, facile da usare, e di bell&#39;aspetto. Essi forniscono una buona preparazione e creare l&#39;atmosfera nei giardini giapponesi. Il bambù è un&#39;erba, ed è una delle erbe più rapida crescita al mondo. Molte varietà di bambù sono coltivati ​​in Asia, anche se è cresciuto in America. L&#39;anno scorso abbiamo comprato una nuova casa e hanno lavorato sul giardini fioriti. In pochi giorni più, sarà fatto con la parete di bambù in uno dei nostri giardini. Abbiamo apprezzato molto il progetto.

<ol>
	<li>Ball, L. J., Willis, A., Beukelman, D. R., Pattee, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+protocol+for+identification+of+early+bulbar+signs+in+amyotrophic+lateral+sclerosis.">A protocol for identification of early bulbar signs in amyotrophic lateral sclerosis.</a> J. Neurol. Sci. 191, 43-53 (2001).</li><li>Smitheran, J. R., Hixon, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+clinical+method+for+estimating+laryngeal+airway+resistance+during+vowel+production.">A clinical method for estimating laryngeal airway resistance during vowel production.</a> J. Speech Hear. Disord. 46, 138-146 (1981).</li><li>Baken, R. J., Orlikoff, R. 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Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Qui abbiamo dimostrato un protocollo completo per la valutazione di bulbare (discorso) disfunzione nella SLA. I dati ottenuti da questo protocollo vengono utilizzate per acquisire una più profonda comprensione di come la SLA colpisce produzione del linguaggio. Questi dati vengono utilizzati anche per individuare le misure più sensibile di progressione della malattia. Anche se questo protocollo è attualmente impiegato per la ricerca, i risultati di questa ricerca saranno utilizzate per sviluppare approcci più conveniente e clinicamente realizzabile per quantificare il coinvolgimento bulbare.

<ul><li> Attrezzature / Software </li><li> Sistema fonatorio aerodinamica (PAS), KayPENTAX, Lincoln Park, NJ, USA </li><li> Compact Flash recorder (per esempio, PMD660), </li><li> Qualità microfono professionale, </li><li> SPL metro, Extech Instruments </li><li> MDVP, KAYPentax </li><li> Nasometer, Modello 6400, KAYPentax </li><li> Aquila Digital System, Motion Analysis Corp. </li><li> WAVE, Nord Digital Inc., Canada </li></ul>

a protocol for comprehensive assessment of bulbar dysfunction in amyotrophic lateral sclerosis (als)

Miglioramento dei metodi per valutare la compromissione bulbare sono necessari per accelerare la diagnosi della disfunzione bulbare nella SLA, per prevedere la progressione della malattia tra i sottosistemi del linguaggio, e per affrontare la necessità critica per le misure di outcome sensibile per lo sviluppo di prove trattamento sperimentale. Per rispondere a questa esigenza, stiamo ottenendo profili longitudinali di compromissione bulbare in 100 individui sulla base di una completa strumentazione a base di misure oggettive di valutazione che la resa. Utilizzando approcci strumentali per quantificare discorso comportamenti correlati è molto importante in un campo che ha in primo luogo invocato soggettiva, uditivo-percettivo forme di valutazione discorso 1. Il nostro protocollo di valutazione misura le prestazioni su tutti i sottosistemi discorso, che comprendono respiratorie, fonatorio (laringe), resonatory (velofaringea), e articolatorio. Il sottosistema articolatorio è diviso in componenti del viso (mascella e labbra), e la lingua. La ricerca precedente ha suggerito che ogni sottosistema discorso risponde in modo diverso a malattie neurologiche come la sclerosi laterale amiotrofica. L&#39;attuale protocollo è stato progettato per testare le prestazioni di ogni sottosistema discorso come indipendente da altri sottosistemi possibile. I sottosistemi del linguaggio sono valutati nel contesto delle ulteriori modifiche alla performance globale discorso. Queste variabili di sistema il livello del discorso includono tasso di parlare e di intelligibilità del parlato. Il protocollo richiede una strumentazione specializzata e software commerciale e custom. I sottosistemi respiratorie, fonatorio, e resonatory sono valutati utilizzando la pressione del flusso (aerodinamica) e metodi acustici. Il sottosistema articolatorio è valutato utilizzando le tecniche di motion tracking 3D. Le misure oggettive che vengono utilizzati per quantificare la compromissione bulbare sono stati stabiliti nella letteratura discorso e mostrare sensibilità ai cambiamenti nella funzione bulbare con progressione della malattia. Il risultato della valutazione è un approccio globale, attraverso-sottosistema profilo delle prestazioni per ogni partecipante. Il profilo, rispetto alle stesse misure ottenuti da controlli sani, è usato per scopi diagnostici. Attualmente, stiamo testando la sensibilità e la specificità di queste misure per la diagnosi di SLA e per la previsione del tasso di progressione della malattia. A lungo termine, il endofenotipo più raffinato di SLA bulbare derivate da questo lavoro si prevede di intensificare gli sforzi futuri per identificare i loci genetici della SLA e migliorare la specificità diagnostica e il trattamento della malattia nel suo complesso. La valutazione oggettiva che si dimostra in questo video può essere utilizzato per valutare una vasta gamma di disturbi motori del linguaggio, comprese quelle relative alla ictus, traumi cerebrali, sclerosi multipla e il morbo di Parkinson.

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A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

Valutazioni oggettive dei meccanismi fisiologici che sostengono discorso sono necessari per monitorare l&#39;insorgenza e la progressione della malattia in persone con SLA e per quantificare gli effetti del trattamento negli studi clinici. In questo video, vi presentiamo un approccio globale, strumentazione protocollo basato su motore per quantificare le prestazioni discorso in popolazioni cliniche.

Un protocollo per la valutazione completa della disfunzione bulbare nella Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA)

Improved methods for assessing bulbar impairment are necessary for expediting diagnosis of bulbar dysfunction in ALS, for predicting disease progression ...

a-protocol-for-comprehensive-assessment-bulbar-dysfunction

Research

JoVE Journal

Medicine

A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

34.1K Views.  University of Toronto. Valutazioni oggettive dei meccanismi fisiologici che sostengono discorso sono necessari per monitorare l'insorgenza e la progressione della malattia in persone con SLA e per quantificare gli effetti del trattamento negli studi clinici. In questo video, vi presentiamo un approccio globale, strumentazione protocollo basato su motore per quantificare le prestazioni discorso in popolazioni cliniche.

Video: A Protocol for Comprehensive Assessment of Bulbar Dysfunction in Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

Intraspinal Cell Transplantation for Targeting Cervical Ventral Horn in Amyotrophic Lateral Sclerosis and Traumatic Spinal Cord Injury

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) cases 1 and is the ultimate cause of death in patients with the motor neuron disorder, amyotrophic laterals sclerosis (ALS) 2.
ALS is a devastating neurological disorder that is characterized by relatively rapid degeneration of upper and lower motor neurons. Patients ultimately succumb to the disease on average 2-5 years following diagnosis because of respiratory paralysis due to loss of phrenic motor neuron innnervation of the diaphragm 3. The vast majority of cases are sporadic, while 10% are of the familial form. Approximately twenty percent of familial cases are linked to various point mutations in the Cu/Zn superoxide dismutase 1 (SOD1) gene on chromosome 21 4. Transgenic mice 4,5 and rats 6 carrying mutant human SOD1 genes (G93A, G37R, G86R, G85R) have been generated, and, despite the existence of other animal models of motor neuron loss, are currently the most highly used models of the disease.
Spinal cord injury (SCI) is a heterogeneous set of conditions resulting from physical trauma to the spinal cord, with functional outcome varying according to the type, location and severity of the injury 7. Nevertheless, approximately half of human SCI cases affect cervical regions, resulting in debilitating respiratory dysfunction due to phrenic motor neuron loss and injury to descending bulbospinal respiratory axons 1. A number of animal models of SCI have been developed, with the most commonly used and clinically-relevant being the contusion 8.
Transplantation of various classes of neural precursor cells (NPCs) is a promising therapeutic strategy for treatment of traumatic CNS injuries and neurodegeneration, including ALS and SCI, because of the ability to replace lost or dysfunctional CNS cell types, provide neuroprotection, and deliver gene factors of interest 9.
Animal models of both ALS and SCI can model many clinically-relevant aspects of these diseases, including phrenic motor neuron loss and consequent respiratory compromise 10,11. In order to evaluate the efficacy of NPC-based strategies on respiratory function in these animal models of ALS and SCI, cellular interventions must be specifically directed to regions containing therapeutically relevant targets such as phrenic motor neurons. We provide a detailed protocol for multi-segmental, intraspinal transplantation of NPCs into the cervical spinal cord ventral gray matter of neurodegenerative models such as SOD1G93A mice and rats, as well as spinal cord injured rats and mice 11.

Neural precursor transplantation is a promising strategy for protecting and/or replacing lost/dysfunctional cervical phrenic motor neurons in spinal cord injury (SCI) and the motor neuron disorder, amyotrophic laterals sclerosis (ALS). We provide a protocol for cell delivery to cervical spinal cord ventral horn in rodent models of ALS and SCI.

Intraspinale trapianto di cellule cervicali targeting per corno ventrale nella Sclerosi Laterale Amiotrofica e le lesioni traumatiche del midollo spinale

Respiratory compromise due to phrenic motor neuron loss is a debilitating consequence of a large proportion of human traumatic spinal cord injury (SCI) ...

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Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 years for the sporadic disease and around 50 years for the familial disease. Due to its progressive course, 50% of the patients die within 30 months of symptom onset. In order to evaluate novel treatment options for this disease, genetic mouse models of ALS have been generated based on human familial mutations in the SOD gene, such as the SOD1 (G93A) mutation. Most important aspects that have to be evaluated in the model are overall survival, clinical course and motor function. Here, we demonstrate the clinical evaluation, show the conduction of two behavioural motor tests and provide quantitative scoring systems for all parameters. Because an in depth analysis of the ALS mouse model usually requires an immunohistochemical examination of the spinal cord, we demonstrate its preparation in detail applying the dorsal laminectomy method. Exemplary histological findings are demonstrated. The comprehensive application of the depicted examination methods in studies on the mouse model of ALS will enable the researcher to reliably test future therapeutic options which can provide a basis for later human clinical trials.

Clinical Testing and Spinal Cord Removal in a Mouse Model for Amyotrophic Lateral Sclerosis ALS

A mouse model for amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is examined clinically and behaviorally. As a prerequisite for an accompanying immunohistological analysis the preparation of the spinal cord is depicted in detail.

Test clinici e la rimozione del midollo spinale in un modello murino di sclerosi laterale amiotrofica (SLA)

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disorder resulting in progressive degeneration of motoneurons. Peak of onset is around 60 ...

Utility of Dissociated Intrinsic Hand Muscle Atrophy in the Diagnosis of Amyotrophic Lateral Sclerosis

The split hand phenomenon refers to predominant wasting of thenar muscles and is an early and specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). A novel split hand index (SI) was developed to quantify the split hand phenomenon, and its diagnostic utility was assessed in ALS patients. The split hand index was derived by dividing the product of the compound muscle action potential (CMAP) amplitude recorded over the abductor pollicis brevis and first dorsal interosseous muscles by the CMAP amplitude recorded over the abductor digiti minimi muscle. In order to assess the diagnostic utility of the split hand index, ALS patients were prospectively assessed and their results were compared to neuromuscular disorder patients. The split hand index was significantly reduced in ALS when compared to neuromuscular disorder patients (P&#60;0.0001). Limb-onset ALS patients exhibited the greatest reduction in the split&#160;hand index, and a value of 5.2 or less reliably differentiated ALS from other neuromuscular disorders. Consequently, the split&#160;hand index appears to be a novel diagnostic biomarker for ALS, perhaps facilitating an earlier diagnosis.

Dissociated atrophy of intrinsic hand muscles, termed the split hand, appears to be a specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS).&#160;Consequently, a novel neurodiagnostic test, termed the split hand&#160;index, was developed to quantify the clinical phenomenon of the split hand, which differentiated ALS from mimic disorders.

Utilità di dissociata intrinseca mano Atrofia muscolare nella diagnosi di Sclerosi Laterale Amiotrofica

The split hand phenomenon refers to predominant wasting of thenar muscles and is an early and specific feature of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). A ...

The Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT): An iPad-Based Disability Assessment Tool

Precise measurement of neurological and neuropsychological impairment and disability in multiple sclerosis is challenging. We report a new test, the Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT), which represents a new approach to quantifying MS related disability. The MSPT takes advantage of advances in computer technology, information technology, biomechanics, and clinical measurement science. The resulting MSPT represents a computer-based platform for precise, valid measurement of MS severity. Based on, but extending the Multiple Sclerosis Functional Composite (MSFC), the MSPT provides precise, quantitative data on walking speed, balance, manual dexterity, visual function, and cognitive processing speed. The MSPT was tested by 51 MS patients and 49 healthy controls (HC). MSPT scores were highly reproducible, correlated strongly with technician-administered test scores, discriminated MS from HC and severe from mild MS, and correlated with patient reported outcomes. Measures of reliability, sensitivity, and clinical meaning for MSPT scores were favorable compared with technician-based testing. The MSPT is a potentially transformative approach for collecting MS disability outcome data for patient care and research. Because the testing is computer-based, test performance can be analyzed in traditional or novel ways and data can be directly entered into research or clinical databases. The MSPT could be widely disseminated to clinicians in practice settings who are not connected to clinical trial performance sites or who are practicing in rural settings, drastically improving access to clinical trials for clinicians and patients. The MSPT could be adapted to out of clinic settings, like the patient&#8217;s home, thereby providing more meaningful real world data. The MSPT represents a new paradigm for neuroperformance testing. This method could have the same transformative effect on clinical care and research in MS as standardized computer-adapted testing has had in the education field, with clear potential to accelerate progress in clinical care and research.

The Multiple Sclerosis Performance Test MSPT: An iPad-Based Disability Assessment Tool

Precise measurement of neurological and neuropsychological impairment and disability in multiple sclerosis is challenging. We report methodologic details on a new test, the Multiple Sclerosis Performance Test (MSPT). This new approach to the objective of quantification of MS related disability provides a computer-based platform for precise, valid measurement of MS severity.

La sclerosi multipla Performance Test (MSPT): uno strumento di valutazione della disabilità iPad-Based

Precise measurement of neurological and neuropsychological impairment and disability in multiple sclerosis is challenging. We report a new test, the ...

A Method of Trigonometric Modelling of Seasonal Variation Demonstrated with Multiple Sclerosis Relapse Data

This report describes a novel Stata-based application of trigonometric regression modelling to 55 years of multiple sclerosis relapse data from 46 clinical centers across 20 countries located in both hemispheres. Central to the success of this method was the strategic use of plot analysis to guide and corroborate the statistical regression modelling. Initial plot analysis was necessary for establishing realistic hypotheses regarding the presence and structural form of seasonal and latitudinal influences on relapse probability and then testing the performance of the resultant models. Trigonometric regression was then necessary to quantify these relationships, adjust for important confounders and provide a measure of certainty as to how plausible these associations were. Synchronization of graphing techniques with regression modelling permitted a systematic refinement of models until best-fit convergence was achieved, enabling novel inferences to be made regarding the independent influence of both season and latitude in predicting relapse onset timing in MS. These methods have the potential for application across other complex disease and epidemiological phenomena suspected or known to vary systematically with season and/or geographic location.

Combining plot analysis with trigonometric regression is a robust method for exploring complex, cyclical phenomena such as relapse onset timing in multiple sclerosis (MS). This method enabled unbiased characterisation of seasonal trends in relapse onset permitting novel inferences around the influence of seasonal variation, ultraviolet radiation (UVR) and latitude.

Un metodo di trigonometrica Modellazione di variazione stagionale dimostrata con sclerosi multipla recidiva dati

This report describes a novel Stata-based application of trigonometric regression modelling to  55 years of multiple sclerosis relapse data from 46 ...

A Quick Phenotypic Neurological Scoring System for Evaluating Disease Progression in the SOD1-G93A Mouse Model of ALS

The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening protocol, demonstrated in video herein, which reliably assesses the neuromuscular function of SOD1-G93A mice in a quick manner. This protocol encompasses a simple neurological scoring system (NeuroScore) designed to assess hindlimb function. NeuroScore is focused on hindlimb function because hindlimb deficits are the earliest reported neurological sign of disease in SOD1-G93A mice. The protocol developed by ALS TDI provides an unbiased assessment of onset of paresis (slight or partial paralysis), progression and severity of paralysis and it is sensitive enough to identify drug-induced changes in disease progression. In this report, the combination of a detailed manuscript with video minimizes scoring ambiguities and inter-experimenter variability thus allowing for the protocol to be adopted by other laboratories and enabling comparisons between studies taking place at different settings. We believe that this video protocol can serve as an excellent training tool for present and future ALS researchers.

This video protocol describes a sensitive, reliable, and quick method for evaluating the neuromuscular deficits in a transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.

Un Sistema di punteggio rapida fenotipica neurologica per la valutazione di progressione della malattia nel SOD1-G93A modello murino della SLA

The SOD1-G93A transgenic mouse is the most widely used animal model of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). At ALS TDI we developed a phenotypic screening ...

A Protocol for the Use of Remotely-Supervised Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) in Multiple Sclerosis (MS)

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses low amplitude direct currents to alter cortical excitability. With well-established safety and tolerability, tDCS has been found to have the potential to ameliorate symptoms such as depression and pain in a range of conditions as well as to enhance outcomes of cognitive and physical training. However, effects are cumulative, requiring treatments that can span weeks or months and frequent, repeated visits to the clinic. The cost in terms of time and travel is often prohibitive for many participants, and ultimately limits real-world access. 
Following guidelines for remote tDCS application, we propose a protocol that would allow remote (in-home) participation that uses specially-designed devices for supervised use with materials modified for patient use, and real-time monitoring through a telemedicine video conferencing platform. We have developed structured training procedures and clear, detailed instructional materials to allow for self- or proxy-administration while supervised remotely in real-time. The protocol is designed to have a series of checkpoints, addressing attendance and tolerability of the session, to be met in order to continue to the next step. The feasibility of this protocol was then piloted for clinical use in an open label study of remotely-supervised tDCS in multiple sclerosis (MS). This protocol can be widely used for clinical study of tDCS.

A Protocol for the Use of Remotely-Supervised Transcranial Direct Current Stimulation tDCS in Multiple Sclerosis MS

The goal of this pilot study is to describe a protocol for the remotely-supervised delivery of transcranial direct current stimulation (tDCS) so that the procedure maintains standards of in-clinic practice, including safety, reproducibility, and tolerability. The feasibility of this protocol was tested in participants with multiple sclerosis (MS).

Un protocollo per l&#39;uso di remoto-sorvegliato transcranica diretta stimolazione corrente (tDCS) a sclerosi multipla (SM)

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a noninvasive brain stimulation technique that uses low amplitude direct currents to alter cortical ...

Robotic Lateral Pancreaticojejunostomy for Chronic Pancreatitis

Lateral pancreaticojejunostomy (LPJ) has shown good postoperative outcomes in patients with painful, morphine dependent, chronic pancreatitis (CP). The recent rise of robotic and laparoscopic pancreatic surgery has found benefits such as reduced time to functional recovery. Few studies have reported on the feasibility, technique and outcome of robotic LPJ, especially including transection of the gastroduodenal artery. The present study describes the main steps for robotic LPJ in a patient with painful chronic pancreatitis with a dilated main pancreatic duct. The patient underwent robotic LPJ. The LPJ anastomosis is performed using a running suture technique in a longitudinal side-to-side manner. Routinely, the gastroduodenal artery is transected to drain the entire length of the main pancreatic duct. The patient is in French position; 7 trocars are placed (4 robotic, 2 laparoscopic assistants, 1 liver-retractor). After docking of the robot system, the omental bursa is opened, and the right gastroepiploic artery and vein are ligated at their base at the lower border of the pancreas. Intraoperative ultrasonography is performed in order to determine trajectory of the dilated main pancreatic duct which is opened for its entire length after the gastroduodenal artery has been suture ligated both cranially and caudally from the main pancreatic duct. A Roux limb is created, and a latero-lateral PJ is fashioned using several 3-0 barbed sutures. A stapled jejuno-jejunostomy is created at sufficient distance from the pancreatic anastomosis, aided by a 50 cm suture. The described technique for robotic LPJ is a complex but feasible operation for patients with treatment refractory CP and a dilated main pancreatic duct. Due to its complexity, implementation in high volume centers with extensive experience with CP surgery may improve outcomes.

Robotic lateral pancreaticojejunostomy (RLPJ) may be used in patients with painful, morphine dependent, chronic pancreatitis and a dilated main pancreatic duct. We describe a standardized and reproducible technique for RLPJ, which includes transection of the gastroduodenal artery.

Pancreaticojejutostomia laterale robotica per la pancreatite cronica

Lateral pancreaticojejunostomy (LPJ) has shown good postoperative outcomes in patients with painful, morphine dependent, chronic pancreatitis (CP). The ...

Using a Chemical Biopsy for Graft Quality Assessment

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated with an increased survival rate and greater quality of patient&#8217;s life when compared to conventional dialysis. Regrettably, transplantology suffers from a lack of reliable methods for organ quality assessment. Standard diagnostic techniques are limited to macroscopic appearance inspection or invasive tissue biopsy, which do not provide comprehensive information about the graft. The proposed protocol aims to introduce solid phase microextraction (SPME) as an ideal analytical method for comprehensive metabolomics and lipidomic analysis of all low molecular compounds present in kidneys allocated for transplantation. The small size of the SPME probe enables performance of a chemical biopsy, which enables extraction of metabolites directly from the organ without any tissue collection. The minimum invasiveness of the method permits execution of multiple analyses over time: directly after organ harvesting, during its preservation, and immediately after revascularization at the recipient&#8217;s body. It is hypothesized that the combination of this novel sampling method with a high-resolution mass spectrometer will allow for discrimination of a set of characteristic compounds that could serve as biological markers of graft quality and indicators of possible development of organ dysfunction.

The protocol presents utilization of the chemical biopsy approach followed by comprehensive metabolomic and lipidomic analysis for quality assessment of kidney grafts allocated for transplantation.

Utilizzo di una biopsia chimica per la valutazione della qualità dell'innesto

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated ...

A Murine Model of Hemodialysis Access-Related Hand Dysfunction

Chronic kidney disease is a major public health problem, and the prevalence of end-stage renal disease (ESRD) requiring chronic renal replacement therapies such as hemodialysis continues to increase. Autogenous arteriovenous fistula (AVF) placement remains a primary vascular access option for ESRD patients. Unfortunately, approximately half of the hemodialysis patients experience dialysis access-related hand dysfunction (ARHD), ranging from subtle paresthesia to digital gangrene. Notably, the underlying biologic drivers responsible for ARHD are poorly understood, and no adequate animal model exists to elucidate the mechanisms and/or develop novel therapeutics for the prevention/treatment of ARHD. Herein, we describe a new mouse model in which an AVF is created between the left common iliac artery and vein, thereby facilitating the assessment of limb pathophysiology. The microsurgery includes vessel isolation, longitudinal venotomy, creation of arteriovenous anastomosis, and venous reconstruction. Sham surgeries include all the critical steps except for AVF creation. Iliac AVF placement results in clinically relevant alterations in central hemodynamics, peripheral ischemia, and impairments in hindlimb neuromotor performance. This novel preclinical AVF model provides a useful platform that recapitulates common neuromotor perturbations reported by hemodialysis patients, allowing researchers to investigate the mechanisms of ARHD pathophysiology and test potential therapeutics.

This protocol details the surgical steps of murine common iliac arteriovenous fistula creation. We developed this model to study hemodialysis access-related limb pathophysiology.