Kriss Franklin, Amanda Pollard and Justine Shaffer assisted in animal training and data collection. Sarah Freeman and Alisa Ivanova contributed to data analysis. This study is supported by WVU School of Medicine Start-Up, NIH/NIGMS U54GM104942, and NIH CoBRE P20GM109098.

次のトレーニングパラダイムは、平均的な成人のスプラーグドーリーラットの位相調整の分析を採用しています。本明細書に記載されたプロトコルは、あなたの機関の動物のケアのガイドラインに従っていることを確認してください。本研究におけるすべての手順は、医学のウェストバージニア大学での実験動物福祉（OLAW）のための制度的動物実験委員会（IACUC）およびOfficeに基づいて行われた実験の使用のための国立衛生研究所のガイドラインを遵守していました動物。 1.機器のセットアップ<ol><li>アルミニウムとブレースオープントップのプラスチックの箱は155センチメートルX 104センチメートル（ 図1）を測定し 、各コーナーにサポートとして、非対称歩道を構築します。同じ側​​に連続する各ペグは歩幅を定義するように、ボックスの周囲に沿って、別のペグの配置を可能にするために、両側の溝付きアルミバー付きのボックスの上部エッジを引き締めます。 </li&gt; <li>それぞれの側に表さ条件を分離し、各コーナーに20センチメートル×20センチプラットフォーム（合計4）を配置します。この距離は、1匹のラットのステップサイクルによって横断距離を含めるために十分であるべきです。 <ol><li> 20センチメートルX 1センチメートル×0.5センチ寸法のアルミ製のペグを使用してください。ベンドそれぞれの上部には、足配置プラットフォームを生成するために先端から2.5センチメートルペグ。 </li><li>レベルの水平配置を確実にするために、同じ距離で機械加工穴を通ってスライドする内側ブラケットを使用して、溝付きのバーにペグを固定します。ドライバーと定規を使って位置を調整します。平均ラットの足の大きさにほぼ対応1cmのペグ幅を使用します。シンナーや幅広ペグのいずれか不快であるか、足配置の変動を増加させます。 </li></ol></li><li> 3正確なステッピングチャレンジのいずれかの条件を生成するためにそれぞれの側にペグの配置を操作します。 <ol><li>左の私を設定することで、15cmのストライド長（SL15）対称運動タスクを生成しますNTER-歩幅（ リットル ISL）と歩幅（7.5センチ）の半分に右間のストライド長（r個の ISL）。 </li><li> 6.0センチメートルにリットルの ISLおよびR ISLの長さを変更することにより、追加の対称条件（SL12）を課しています。 </li><li>左右にペグの間の距離を変化させることにより、非対称なタスクを生成する、インター歩幅と呼ばれます。非対称モータシステムに挑戦するには、左側（L6R9条件）または右（L9R6）側のいずれか短い間ストライド長を課すことを20％Lの ISL と r の ISLを変更します。 1.5センチメートル摂動を6cm の L ISLおよび9 L6R9条件のCM、または9センチの L ISLおよびL9R6条件で6センチの R ISL の R ISLを課します</li></ol></li><li>ラットでは、好ましい15センチメートルでSL12を除くすべての条件に歩幅を保ちます。 </li><li>便宜上、歩道の長辺を左またはrのどちらかに有利な非対称の条件を割り当てます対象のIGHT側、対称制御条件のための2つの短辺を確保しています。 </li><li>ようにセットアップは、少なくとも60ヘルツのサンプリングレートでの高精細カメラペグの手足の配置は、カメラは約7手順をカバーする視野と歩道に垂直に指しで遮られていません。プラットフォームに近接した最初と最後のステップは無視されます。 </li></ol>装置2.トレーニング<ol><li> 例えば 、標準的なトレーニングリソースを使用してください。基本BiomethodologyでNIHのトレーニング実験用ラットのために、げっ歯類の一般的な行動訓練を理解します。 </li><li>トレーニングの初めに、少なくとも5分間、20×20センチのプラットフォーム上に配置し、報いることにより、被験者を順応させます。その後、食品の報酬を提示することによって、次のプラットフォームに1センチメートル間歩幅でペグ配置全体の動物を導きます。口頭およびプラットフォームに到達するためのふれあいを動物に報います。 </li><li> AFTER 5のトレーニングを実行すると、スペースの余分な1ペグ - 2センチメートル離れて、次の5トレーニングランを行います。 （ - 35ステップ20）、本明細書に記載された繰り返し数は、統計学的に適切なサンプルサイズを生成するのに十分です。 <ol><li>動物がよりゆっくりと足踏み（無停止）と姿勢（バックアーチ）の一貫性によって判断されるようにタスクを取得した場合、（長いストライドでトレーニングを再開する前に、短いストライド長（S12）で、これらのスキルの強化に関する訓練を集中最終的に希望の歩幅に近づいS15）。 </li><li>新しい間隔はタスクに不安や不快感を誘発する場合、以前の設定にペグを再調整し、訓練パラダイムを繰り返します。 </li><li>適切なインターストライドの長さが4つの条件と運動基準が満たされているために達成されるまで、このトレーニングを続行します。我々の経験では、ラットは、トライアルを開始するための手がかりとして、ボーカル励ましによく反応します。トレーニングが提供されるテストは、同じ日に行うことができます被験者は、タスクを実行するために動機づけられています。 注：次のように運動の基準は以下の通りです。ウォーキングは一貫しており、停止または失策を必要としません。ヘッドボビングは最小です。バックはアーチ型で、尾が運動中に発生します。各肢は明らかに発症時の歩道の直交ビューから見えると立脚期のオフセットです。本研究は、他の織り付けの動作ではなく、歩くだけに焦点を当てて、この選択プロセスが不可欠です。 </li></ol></li></ol> 3.テストとデータ分析<ol><li>無作為化セッションのデザインを使用して（セクション1.3で説明）、S12、S15、L9R6およびL6R9タスクの試験動物。タスク内の適応を回避するために改行を使用します。 </li><li>少なくとも60ヘルツのサンプリングレートでの高精細カメラで録音セッション。ビデオ編集ソフトウェアに再サンプリングして、さらなる分析のための唯一の歩行発作を選択せず​​にインポートビデオ録画。 </li><li>マークが発症し、運動学的相のオフセット各被験者からのビデオ録画インチ</li><li>ここでは、手動でスタンスの開始時間を特定し、スタンス開始が上の手足の配置に関連したモーションブラーの損失によって示されているフレーム単位で各肢のために相殺するためにMATLABで書かれたカスタムソフトウェアと呼ばれるvideoaを使用四肢リフトオフの開始時に発生するオフセットペグ、及び姿勢は、モーションブラーの最初の証拠によって示されています。 </li><li>二つの連続動スタンスオンセット間の残り時間として遊脚相の持続時間を計算します。歩行は、ダブルスイング相（地面からの両方前肢や後肢）が含まれている場合例えば 、地上四足歩行と一致していない任意の動作を除外します。、進むから分析します。 </li><li>対応するステップのサイクル持続時間の関数として、各フェーズの期間をプロットします。線形回帰モデル（TPHASE = B1 + B2 * TC）との関係はTPHASEが電子である、Tcはサイクル期間で各肢のために取得したキャプチャither テ伸筋関連スタンスまたはTfと 、屈筋関連のスイングで、B1、B2が回帰モデルの実験定数（オフセットとスロープ）です。 注：傾き（B2）は、移動速度の変化に伴う位相持続時間の変化量を表します。 </li><li>非対称性指数（AI）を計算するために、各肢のための式1および2（ 図2C）を使用します。どちらの式はそれらの合計の2つの値の違いを正規化し、単純な比率の同じ形を持っています。 <ol><li>式1を用いて、左スタンス変調（L）と右（R）の手足の傾きの差を使用して水平方向の差（AI H）を算出します。同様に、フロント/前方（a）とバック/後方（P）手足からスロープを使って上下非対称（AIのV）を算出します 。これらの二つの式を適用した結果を&lt;1に対応するXY 4 点 ）前肢の非対称のデータセットでありますem&gt;のAAIの時間; 2）後肢非対称、 パイの H; 3）前肢・後肢非対称性を残し、 ライ V; 4）右前肢・後肢非対称、RAIの V。 </li><li>すべての四肢全体の非対称性を視覚的に表現するためのパッチ（ 図2B）としてこれらの値をプロットします。 </li></ol></li><li>前肢のパラメータとその反対側の後肢（式3、 図2C）との間に斜めの結合を評価するために、対角指数（DI）を計算します。 </li><li>手段分析19の事後比較で一方向ANOVAを用いて統計的有意性について| - |（AIL6R9 AIL9R6ΔAI=）、DIと同様に非対称性を、対向の条件との間に4のAIの違いをテスト</li></ol>

<ol>
	<li>Curzon, P., Zhang, M., Radek, R. J., Fox, G. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Behavioral Assessment of Sensorimotor Processes in the Mouse: Acoustic Startle, Sensory Gating, Locomotor Activity, Rotarod, and Beam Walking. Methods of Behavior Analysis in Neuroscience.. , (2009).</li><li>Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+sensitive+and+reliable+locomotor+rating+scale+for+open+field+testing+in+rats.">A sensitive and reliable locomotor rating scale for open field testing in rats.</a> Journal of Neurotrauma. 12 (1), 1-21 (1995).</li><li>Basso, D. M., Beattie, M. S., Bresnahan, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graded+histological+and+locomotor+outcomes+after+spinal+cord+contusion+using+the+NYU+weight-drop+device+versus+transection.">Graded histological and locomotor outcomes after spinal cord contusion using the NYU weight-drop device versus transection.</a> Experimental Neurology. 139 (2), 244-256 (1996).</li><li>Li, S., Shi, Z., 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=Assessing+gait+impairment+after+permanent+middle+cerebral+artery+occlusion+in+rats+using+an+automated+computer-aided+control+system.">Assessing gait impairment after permanent middle cerebral artery occlusion in rats using an automated computer-aided control system.</a> Behavioural Brain Research. 250, 174-191 (2013).</li><li>Vandeputte, C., Taymans, J. -. M., 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=Automated+quantitative+gait+analysis+in+animal+models+of+movement+disorders.">Automated quantitative gait analysis in animal models of movement disorders.</a> BMC Neuroscience. 11, 92 (2010).</li><li>Yakovenko, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+10+-+A+hierarchical+perspective+on+rhythm+generation+for+locomotor+control.">Chapter 10 - A hierarchical perspective on rhythm generation for locomotor control.</a> Progress in Brain Research. 188, 151-166 (2011).</li><li>Giszter, S. F., Hockensmith, G., Ramakrishnan, A., Udoekwere, U. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+spinalized+rats+can+walk:+biomechanics,+cortex+and+hindlimb+muscle+scaling+-+implications+for+rehabilitation.">How spinalized rats can walk: biomechanics, cortex and hindlimb muscle scaling - implications for rehabilitation.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1198, 279-293 (2010).</li><li>Smith, J. L., Edgerton, V. R., Eldred, E., Zernicke, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chronic+spinalized+cat:+a+model+for+neuromuscular+plasticity.">The chronic spinalized cat: a model for neuromuscular plasticity.</a> Birth Defects Original Article Series. 19 (4), 357-373 (1983).</li><li>Yakovenko, S., Drew, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+motor+cortical+contribution+to+the+anticipatory+postural+adjustments+that+precede+reaching+in+the+cat.">A motor cortical contribution to the anticipatory postural adjustments that precede reaching in the cat.</a> Journal of Neurophysiology. 102 (2), 853-874 (2009).</li><li>Yakovenko, S., Krouchev, N., Drew, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequential+Activation+of+Motor+Cortical+Neurons+Contributes+to+Intralimb+Coordination+During+Reaching+in+the+Cat+by+Modulating+Muscle+Synergies.">Sequential Activation of Motor Cortical Neurons Contributes to Intralimb Coordination During Reaching in the Cat by Modulating Muscle Synergies.</a> Journal of Neurophysiology. 105, 388-409 (2011).</li><li>Pizzi, A., Carlucci, G., Falsini, C., Lunghi, F., Verdesca, S., Grippo, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+in+hemiplegia:+Evaluation+of+clinical+features+with+the+Wisconsin+Gait+Scale.">Gait in hemiplegia: Evaluation of clinical features with the Wisconsin Gait Scale.</a> Journal of Rehabilitation Medicine. 39 (9), 170-174 (2007).</li><li>Bohannon, R. W., Horton, M. G., Wikholm, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Importance+of+four+variables+of+walking+to+patients+with+stroke.">Importance of four variables of walking to patients with stroke.</a> International Journal of Rehabilitation Research. 14 (3), 246-250 (1991).</li><li>Richards, C., Malouin, F., Dumas, F., Tardif, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+velocity+as+an+outcome+measure+of+locomotor+recovery+after+stroke.">Gait velocity as an outcome measure of locomotor recovery after stroke.</a> Gait Analysis. Theory and Application. , 355-364 (1995).</li><li>Thaut, M. H., McIntosh, G. C., Rice, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhythmic+facilitation+of+gait+training+in+hemiparetic+stroke+rehabilitation.">Rhythmic facilitation of gait training in hemiparetic stroke rehabilitation.</a> Journal of the Neurological Sciences. 151, 207-212 (1997).</li><li>Hsu, A. -. L., Tang, P. -. F., Jan, M. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+impairments+influencing+gait+velocity+and+asymmetry+of+hemiplegic+patients+after+mild+to+moderate+stroke.">Analysis of impairments influencing gait velocity and asymmetry of hemiplegic patients after mild to moderate stroke.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 84 (8), 1185-1193 (2003).</li><li>Jansen, K., De Groote, F., Duysens, J., Jonkers, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muscle+contributions+to+center+of+mass+acceleration+adapt+to+asymmetric+walking+in+healthy+subjects.">Muscle contributions to center of mass acceleration adapt to asymmetric walking in healthy subjects.</a> Gait &amp; Posture. 38 (4), 739-744 (2013).</li><li>Halbertsma, 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=The+stride+cycle+of+the+cat:+the+modelling+of+locomotion+by+computerized+analysis+of+automatic+recordings.">The stride cycle of the cat: the modelling of locomotion by computerized analysis of automatic recordings.</a> Acta physiologica Scandinavica. 521, 1-75 (1983).</li><li>Metz, G. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ladder+rung+walking+task:+a+scoring+system+and+its+practical+application.">The ladder rung walking task: a scoring system and its practical application.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. (28), 4-7 (2009).</li><li>Hogg, R. V., Ledolter, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+Statistics.">Engineering Statistics.</a> , (1987).</li><li>Brown, T. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+intrinsic+factors+in+the+act+of+progression+in+the+mammal.">The intrinsic factors in the act of progression in the mammal.</a> Proceedings of the Royal Society of London. Series B, Containing Papers of a Biological Character. 84 (572), 308-319 (1911).</li><li>Kiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locomotor+circuits+in+the+mammalian+spinal+cord.">Locomotor circuits in the mammalian spinal cord.</a> Annual Review of Neuroscience. 29, 279-306 (2006).</li><li>Blitz, D. M., Nusbaum, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=State-dependent+presynaptic+inhibition+regulates+central+pattern+generator+feedback+to+descending+inputs.">State-dependent presynaptic inhibition regulates central pattern generator feedback to descending inputs.</a> The Journal of Neuroscience. 28 (38), 9564-9574 (2008).</li><li>Martin, J. H., Ghez, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red+nucleus+and+motor+cortex:+parallel+motor+systems+for+the+initiation+and+control+of+skilled+movement.">Red nucleus and motor cortex: parallel motor systems for the initiation and control of skilled movement.</a> Behavioural Brain Research. 28 (1-2), 271-223 (1998).</li><li>Drew, T., Jiang, W., Kably, B., Lavoie, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+the+motor+cortex+in+the+control+of+visually+triggered+gait+modifications.">Role of the motor cortex in the control of visually triggered gait modifications.</a> Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 74 (4), 426-442 (1996).</li><li>Drew, T., Andujar, J. -. E., Lajoie, K., Yakovenko, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+mechanisms+involved+in+visuomotor+coordination+during+precision+walking.">Cortical mechanisms involved in visuomotor coordination during precision walking.</a> Brain Research Reviews. 57 (1), 199-211 (2008).</li><li>Longa, E. Z., Weinstein, P. R., Carlson, S., Cummins, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversible+middle+cerebral+artery+occlusion+without+craniectomy+in+rats.">Reversible middle cerebral artery occlusion without craniectomy in rats.</a> Stroke. 20 (1), 84-91 (1989).</li><li>Ulu&#231;, K., Miranpuri, A., Kujoth, G. C., Akt&#252;re, E., Ba&#351;kaya, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+Cerebral+Ischemia+Model+by+Endovascular+Suture+Occlusion+of+the+Middle+Cerebral+Artery+in+the+Rat.">Focal Cerebral Ischemia Model by Endovascular Suture Occlusion of the Middle Cerebral Artery in the Rat.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. 48, e1978 (2011).</li><li>Hackney, D. B., Finkelstein, S. D., Hand, C. M., Markowitz, R. S., Black, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postmortem+Magnetic+Resonance+Imaging+of+Experimental+Spinal+Cord+Injury+Magnetic+Resonance+Findings+versus+In+Vivo+Functional+Deficit.">Postmortem Magnetic Resonance Imaging of Experimental Spinal Cord Injury Magnetic Resonance Findings versus In Vivo Functional Deficit.</a> Neurosurgery. 35 (6), 1104-1111 (1994).</li><li>Kjaerulff, O., Kiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+Networks+Generating+and+Coordinating+Locomotor+Activity+in+the+Neonatal+Rat+Spinal+Cord+In+Vitro:+A+Lesion+Study.">Distribution of Networks Generating and Coordinating Locomotor Activity in the Neonatal Rat Spinal Cord In Vitro: A Lesion Study.</a> The Journal of Neuroscience. 16 (18), 5777-5794 (1996).</li><li>Liddell, E. G. T., Phillips, C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Striatal+and+pyramidal+lesions+in+the+cat.">Striatal and pyramidal lesions in the cat.</a> Brain. 69 (4), 264-279 (1946).</li><li>Beloozerova, I. N., Sirota, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Role+of+the+Motor+Cortex+in+the+Control+of+Accuracy+of+Locomotor+Movements+in+the+Cat.">The Role of the Motor Cortex in the Control of Accuracy of Locomotor Movements in the Cat.</a> Journal of Physiology. 461, 1-25 (1993).</li><li>Hill, K. D., Goldie, P. A., Baker, P. A., Greenwood, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retest+reliability+of+the+temporal+and+distance+characteristics+of+hemiplegic+gait+using+a+footswitch+system.">Retest reliability of the temporal and distance characteristics of hemiplegic gait using a footswitch system.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 75 (5), 577-583 (1994).</li><li>Hillyer, J. E., Joynes, R. 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+new+measure+of+hindlimb+stepping+ability+in+neonatally+spinalized+rats.">A new measure of hindlimb stepping ability in neonatally spinalized rats.</a> Behavioural Brain Research. 202 (2), 291-302 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

The rationale for this study was to develop a behavioral task that quantitatively assesses the changes in precise control of asymmetric locomotor behaviors. The existence of the spinal CPG has been functionally demonstrated for some time20, but the anatomical and functional characteristics that describe its mechanism as well as its modulatory inputs from descending or sensory feedback pathways have not been characterized until the past decade6,21,22. The current consensus is that the intrinsic spina...

生き残った個体群における脳卒中後の罹患率は、両方のヒトでの定量的評価のための課題を提起する神経学的障害1のストロークと動物モデルを投稿粗大運動機能障害が含まれます。臨床の現場では、これらの運動障害は、大多数の患者が示す厳しいのではなく、中程度の障害に対してより敏感である主観的な基準を用いて測定されます。同様に、動物における損傷後の運動行動のような主観的評価は共通であり、 例えば 、バッソ、ビーティー、とブレスナハン（BBB）運動スケール法2,3。これらの主観的な評価方法は、四足動物モデルおよびヒトにおける歩行リハビリテーション研究間の変換を支援しているが、個別の筋肉群の活性に関連する運動障害の詳細は、評価されていません。また、脳血管障害における運動障害の推定犯人として運動に運動皮質の貢献の評価、彼らはオープンフィールドまたはリニア歩行タスクに依存しているとしてだけで、間接的にも、最も新しい自動化された定量的方法4,5を使用して得ることができます 。これらのタスクは、皮質の貢献を必要とせず、脊髄の神経機構、 すなわち 、神経損傷のほとんどの動物モデルで倹約された中枢パターン発生器（CPG）ネットワーク、 例えば 、spinalized動物6によって行うことができる- 。。8 。これらの脊髄のメカニズムに不可欠な皮質の貢献は、実験的に予想される姿勢調整9および10に到達するだけでなく、正確なステッピング10が必要なタスクに関与しています。 さらに、ほとんどの神経損傷は非対称です。例えば、ストロークは、片麻痺の原因となる、すなわち 、非対称歩行11につながる体の片側の弱さ- 。14。片麻痺歩行の非対称性は非対称spatiotemporによって生成されます最も重要な伸筋関連立脚相の短縮と麻痺側15,16のステップサイクルの屈筋関連遊脚相の延長で明らかにアル筋肉の活性化。この傾向は、まだ健康や麻痺の動物における運動速度の範囲で検討されていません。現在の研究では、各工程におけるサイクル持続時間の関数としてのスイングやスタンス相の持続時間との関係を説明した位相期間特性17の分析を採用しました。得られた線形回帰モデルは、その後、さらに、すべての四肢を横切る非対称性の分析を説明しました。 私たちは、正確なステッピング運動タスクに基づいて、四足動物の運動系に皮質入力を降順の活性を評価するための新規な低コストの方法を報告しています。このタスクは、歩行速度の自然な範囲での足の配置の要求を課すことによって運動野に挑戦するように設計されています。加えて、足配置の要件を優先的運動系の左側または右側に挑戦するために操作されています。同様の運動タスクでは、メッツ＆ウィショー（2009）は、ラットにおいて、不規則なラング歩道上で逃したステップ数を故障率を調べました。私たちの方法は、これまでの研究と相補的であり、それは「成功」に位相制御の品質を詳細に18を繰り返します。

<table><tbody><tr><td>MATLAB&amp;reg; R2013a</td><td>MathWorks</td><td></td><td>Design platform for custom videoa video annotation software</td></tr><tr><td>Sony HDR-CX380/B High Definition Handycam</td><td>Sony</td><td>27-HDRCX330/B</td><td>Video acquisition device.</td></tr><tr><td>Jif Creamy Peanut Butter - Gluten Free 454 g</td><td>J.M. Smucker Company</td><td></td><td>Food reward stimulus.</td></tr><tr><td>Sucrose Tablet - Chocolate 1800 g</td><td>TestDiet</td><td>1811256</td><td>Food reward stimulus.</td></tr><tr><td>Manzanita Wood Gnawing Sticks</td><td>BioServe</td><td>W0016</td><td>For presentation of food reward stimulus.</td></tr></tbody></table>

asymmetric walkway: a novel behavioral assay for studying asymmetric locomotion

行動アッセイは、一般的に中枢神経系（CNS）における感覚運動障害の評価のために使用されます。げっ歯類で運動障害を定量化するための最も洗練された方法は、制約のない歩行地上の微小擾乱を測定することである（ 例えば 、手動のBBBスコアまたは自動キャットウォーク）。しかし、皮質の入力は脊髄中枢パターン発生器（CPG）によって生成される基本的な運動の生成に必要とされません。このように、制約のない歩行タスクは間接的にしかによる運動皮質の障害に運動障害をテストします。本研究では、小説、脊髄CPGに皮質の入力を評価し、正確な足の配置運動タスクを提案します。計装ペグ方が左右で非対称に運動障害を模倣対称および非対称運動タスクを課すために使用されました。私たちは、県と歩行時の前肢スタンス位相特性の20％農産物の変更の等距離間ストライドの長さからずれることを示しています歩幅を誤りました。さらに、我々は非対称の歩道は、皮質の制御信号によって生成された行動の結果の測定を可能にすることを提案します。これらの措置は、皮質損傷後の機能障害の評価に関連しています。

図2は 、単一の代表的な主題のための運動の作業中に非対称性の分析を示します。 （ - 400 gで、 図3 250）の値は、個々に全ての被験者から（ 図2）式1および2を使用して、すべての条件について、図8の雌Sprague-Dawleyラットの複合データから計算しました。一般的に、前肢立脚相の変調は、歩行状態が好まれたために側（短いISL）の...

Watch this Scientific Journal Video about Asymmetric Walkway: A Novel Behavioral Assay for Studying Asymmetric Locomotion at JoVE.com

Asymmetric Walkway: A Novel Behavioral Assay for Studying Asymmetric Locomotion

Here, we present a protocol to quantify precise stepping in rodents. Cortical and the spinal central pattern generator signals are required for precise foot-placement during obstructed locomotion. We report here the novel constrained walking task that directly examines precise stepping behavior.

非対称遊歩道：非対称歩行研究のための新しい行動アッセイ

Behavioral assays are commonly used for the assessment of sensorimotor impairment in the central nervous system (CNS). The most sophisticated methods for ...

asymmetric-walkway-novel-behavioral-assay-for-studying-asymmetric

Research

JoVE Journal

Behavior

8.7K ビュー.  West Virginia University School of Medicine. Here, we present a protocol to quantify precise stepping in rodents. Cortical and the spinal central pattern generator signals are required for precise foot-placement during obstructed locomotion. We report here the novel constrained walking task that directly examines precise stepping behavior.

ビデオ: Asymmetric Walkway: A Novel Behavioral Assay for Studying Asymmetric Locomotion

Studying the Neural Basis of Adaptive Locomotor Behavior in Insects

Studying the neural basis of walking behavior, one often faces the problem that it is hard to separate the neuronally produced stepping output from those leg movements that result from passive forces and interactions with other legs through the common contact with the substrate. If we want to understand, which part of a given movement is produced by nervous system motor output, kinematic analysis of stepping movements, therefore, needs to be complemented with electrophysiological recordings of motor activity. The recording of neuronal or muscular activity in a behaving animal is often limited by the electrophysiological equipment which can constrain the animal in its ability to move with as many degrees of freedom as possible. This can either be avoided by using implantable electrodes and then having the animal move on a long tether (i.e. Clarac et al., 1987; Duch &amp; Pfl&uuml;ger, 1995; B&ouml;hm et al., 1997; Gruhn &amp; Rathmayer, 2002) or by transmitting the data using telemetric devices (Kutsch et al, 1993; Fischer et al., 1996; Tsuchida et al. 2004; Hama et al., 2007; Wang et al., 2008). Both of these elegant methods, which are successfully used in larger arthropods, often prove difficult to apply in smaller walking insects which either easily get entangled in the long tether or are hindered by the weight of the telemetric device and its batteries. In addition, in all these cases, it is still impossible to distinguish between the purely neuronal basis of locomotion and the effects exerted by mechanical coupling between the walking legs through the substrate. One solution for this problem is to conduct the experiments in a tethered animal that is free to walk in place and that is locally suspended, for example over a slippery surface, which effectively removes most ground contact mechanics. This has been used to study escape responses (Camhi and Nolen, 1981; Camhi and Levy, 1988), turning (Tryba and Ritzman, 2000a,b; Gruhn et al., 2009a), backward walking (Graham and Epstein, 1985) or changes in velocity (Gruhn et al., 2009b) and it allows the experimenter easily to combine intra- and extracellular physiology with kinematic analyses (Gruhn et al., 2006).
We use a slippery surface setup to investigate the timing of leg muscles in the behaving stick insect with respect to touch-down and lift-off under different behavioral paradigms such as straight forward and curved walking in intact and reduced preparations.

We describe a method to record motor activity, timed to the electrically recorded tarsal contact signal in a tethered insect, walking on a slippery surface. This is used to study the neural basis of adaptive behavior under reduced influence of mechanical interaction between legs through the substrate.

昆虫に適応運動行動の神経基盤を研究し

Studying the neural basis of walking behavior, one often faces the problem that it is hard to separate the neuronally produced stepping output from those ...

神経科学

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.

筋ジストロフィーのマウス ・ モデルで歩行を測定するためのシンプルで低コスト分析

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

行動学

The Ladder Rung Walking Task: A Scoring System and its Practical Application.

Progress in the development of animal models for/stroke, spinal cord injury, and other neurodegenerative disease requires tests of high sensitivity to elaborate distinct aspects of motor function and to determine even subtle loss of movement capacity. To enhance efficacy and resolution of testing, tests should permit qualitative and quantitative measures of motor function and be sensitive to changes in performance during recovery periods. The present study describes a new task to assess skilled walking in the rat to measure both forelimb and hindlimb function at the same time. Animals are required to walk along a horizontal ladder on which the spacing of the rungs is variable and is periodically changed. Changes in rung spacing prevent animals from learning the absolute and relative location of the rungs and so minimize the ability of the animals to compensate for impairments through learning. In addition, changing the spacing between the rungs allows the test to be used repeatedly in long-term studies. Methods are described for both quantitative and qualitative description of both fore- and hindlimb performance, including limb placing, stepping, co-ordination. Furthermore, use of compensatory strategies is indicated by missteps or compensatory steps in response to another limb&#x2019;s misplacement. 

The ladder rung walking task is a new test to assess skilled walking and measure both forelimb and hindlimb placing, stepping, and inter-limb co-ordination.

タスクを歩くラダーラング：スコアリングシステムとその実用化。

Progress in the development of animal models for/stroke, spinal cord injury, and other neurodegenerative disease requires tests of high sensitivity to ...

生物学

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of complex algorithms and mathematical modeling that accompany 3D data collection and analysis procedures. This work provides a simple, user-friendly, step-by-step detailed methodology for 3D kinematic gait analysis during treadmill locomotion in healthy and neurotraumatic rats using a six-camera motion capture system. Also provided are details on 1) calibration of the system in an experimental set-up customized for quadrupedal locomotion, 2) data collection for treadmill locomotion in adult rats using markers positioned on all four limbs, 3) options available for video tracking and processing, and 4) basic 3D kinematic data generation and visualization and quantification of data using the built-in data collection software. Finally, it is suggested that the utility of this motion capture system be expanded to studying a variety of motor behaviors before and after neurotrauma.

Presented here is a protocol to collect and analyze three-dimensional kinematics of quadrupedal locomotion in rodents for preclinical studies.

げっ歯類の前臨床研究のための3Dキネマティック歩行分析

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of ...

Gait Analysis of Age-dependent Motor Impairments in Mice with Neurodegeneration

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. Specifically, gait analysis allows recapturing disease relevant phenotypes that are observed in human patients, especially in neurodegenerative diseases that affect motor abilities such as Parkinson&#39;s disease (PD), Alzheimer&#39;s disease (AD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and others. In early studies along this line, the measurement of gait parameters was laborious and depended on factors that were hard to control (e.g., running speed, continuous running). The development of ventral plane imaging (VPI) systems made it feasible to perform gait analysis at a large scale, making this method a useful tool for the assessment of motor behavior in rodents. Here, we present an in-depth protocol of how to use kinematic gait analysis to examine the age-dependent progression of motor deficits in mouse models of neurodegeneration; mouse lines with decreased levels of endophilin, in which neurodegenerative damage progressively increases with age, are used as an example.

In this study, we demonstrate the use of kinematic gait analysis based on ventral plane imaging to monitor the subtle changes in motor coordination as well as the progression of neurodegeneration with advancing age in mouse models (e.g., endophilin mutant mouse lines).

神経変性疾患を持つマウスの年齢依存性運動障害の歩行分析

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. ...

発生生物学

Low-Cost Gait Analysis for Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neuromuscular Disease

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method of gait analysis demonstrated here is a simple but effective measure of gait abnormalities in murine models. Footprints are analyzed by painting a mouse&#8217;s feet with non-toxic washable paint and allowing the subject to walk through a tunnel on a sheet of paper. The design of the testing tunnel takes advantage of natural mouse behavior and their affinity for small dark places. The stride length, stride width, and toe spread of each mouse is easily measured using a ruler and a pencil. This is a well-established and reliable method, and it generates several metrics that are analogous to digital systems. This approach is sensitive enough to detect changes in stride early in phenotype presentation, and due to its non-invasive approach, it allows for testing of groups across life-span or phenotypic presentation.

Footprint analysis is a low-cost alternative to digitized gait analysis programs for researchers quantifying movement abnormalities in mice. Because of its speed, simplicity, and longitudinal potential, it is ideal for behavioral phenotyping of mouse models.

神経筋疾患のマウスモデルの行動表現型に関する低コスト歩行分析

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method ...

<meta charset="utf8"></head><body>ラダービーム試験を用いたTH関連マウスモデルの運動性能評価

A Versatile, Behavioral Method to Investigate Thyroid Hormone Effects on Cerebellar Function

Thyroid hormone (TH) action is essential during the development of the central nervous system, including the cerebellum. In case of TH deficiency in early life such as congenital hypothyroidism, patients display neurological disorders such as cognitive retardation and motor deficits. There are various studies using mouse models with tissue- or cell-specific TH deficiency to investigate the role of TH in the cerebellum. Compared to generalized congenital hypothyroid mice, cerebellar cell-specific TH-deficient mice display milder and subtler ataxic features, making the assessment of motor function difficult when using conventional tests such as the rotarod test. 
Due to the need for an alternative tool to assess motor function in TH-related animal models, we developed a versatile behavioral method called the "ladder beam test," in which we can design the various ladder tests depending on the severity of ataxia in model mice. We utilized transgenic mice expressing a dominant-negative TH receptor specifically in the cerebellar Purkinje cell, a sole output neuron in the cerebellar cortex modulating motor performance. The newly-built ladder beam test successfully detected robust impairments in motor performance in the transgenic mice at a greater level compared to the rotarod test. Disruption of motor learning was also detected in the ladder beam test but not in the rotarod test. The protocol with this novel behavioral apparatus can be applied to other animal models that may show mild ataxic phenotype to examine subtle changes in cerebellar function.

<meta charset="utf8"></head><body>著者スポットライト:マウスの甲状腺ホルモン駆動運動変化の正確な評価

Here we present a protocol for a versatile behavior test developed recently, the ladder beam test. This test has the advantage of detecting subtle cerebellar ataxia caused by a defect of thyroid hormone action in the central nervous system over the conventional behavior tests assessing motor performance.

甲状腺ホルモンが小脳機能に及ぼす影響を調査するための汎用性の高い行動法

Thyroid hormone (TH) action is essential during the development of the central nervous system, including the cerebellum. In case of TH deficiency in early ...

Multifactorial Assessment of Motor Behavior in Rats after Unilateral Sciatic Nerve Crush Injury

The induction of a peripheral nerve injury is a widely used method in neuroscience for the assessment of repair and pain mechanisms among others. In addition, in the research field of movement disorders, sciatic crush injury has been employed to trigger a dystonia-like phenotype in genetically predisposed DYT-TOR1A rodent models of dystonia. To achieve consistent, reproducible and comparable results after a sciatic nerve crush injury, a standardized method for inducing the nerve crush is essential, in addition to a standardized phenotypical characterization. Attention must be paid not only to the specific assortment of behavioral tests, but also to the technical requirements, the correct execution and consecutive data analysis. This protocol describes in detail how to perform a sciatic nerve crush injury and provides a behavioral test battery for the assessment of motor deficits in rats that includes the open field test, the CatWalk XT gait analysis, the beam walking task, and the ladder rung walking task.

We provide a protocol for the assessment of motor behavior via a behavioral test battery in rats after sciatic nerve crush injury.

一方的坐骨神経クラッシュ傷害後のラットにおける運動行動の多因子的評価

The induction of a peripheral nerve injury is a widely used method in neuroscience for the assessment of repair and pain mechanisms among others. In ...

非対称遊歩道：非対称歩行研究のための新しい行動アッセイ

要約

さらに動画を探す

この動画の章

昆虫に適応運動行動の神経基盤を研究し

筋ジストロフィーのマウス・モデルで歩行を測定するためのシンプルで低コスト分析

タスクを歩くラダーラング：スコアリングシステムとその実用化。

げっ歯類の前臨床研究のための3Dキネマティック歩行分析

神経変性疾患を持つマウスの年齢依存性運動障害の歩行分析

神経筋疾患のマウスモデルの行動表現型に関する低コスト歩行分析

甲状腺ホルモンが小脳機能に及ぼす影響を調査するための汎用性の高い行動法

甲状腺ホルモンが小脳機能に及ぼす影響を調査するための汎用性の高い行動法

甲状腺ホルモンが小脳機能に及ぼす影響を調査するための汎用性の高い行動法

一方的坐骨神経クラッシュ傷害後のラットにおける運動行動の多因子的評価

非対称遊歩道：非対称歩行研究のための新しい行動アッセイ

要約

さらに動画を探す

この動画の章

昆虫に適応運動行動の神経基盤を研究し

筋ジストロフィーのマウス ・ モデルで歩行を測定するためのシンプルで低コスト分析

タスクを歩くラダーラング：スコアリングシステムとその実用化。

げっ歯類の前臨床研究のための3Dキネマティック歩行分析

神経変性疾患を持つマウスの年齢依存性運動障害の歩行分析

神経筋疾患のマウスモデルの行動表現型に関する低コスト歩行分析

甲状腺ホルモンが小脳機能に及ぼす影響を調査するための汎用性の高い行動法

甲状腺ホルモンが小脳機能に及ぼす影響を調査するための汎用性の高い行動法

甲状腺ホルモンが小脳機能に及ぼす影響を調査するための汎用性の高い行動法

一方的坐骨神経クラッシュ傷害後のラットにおける運動行動の多因子的評価

筋ジストロフィーのマウス・モデルで歩行を測定するためのシンプルで低コスト分析