時間と従来の研究に参加する労力を捧げたの参加者に感謝したいと思います。我々 は臨床人間科学臨床試験を実施する環境を提供するためハンター ホームズ マクガイア研究所や脊髄損傷障害を感謝したいです。アシュラフ S. Gorgey は、復員軍人省、ベテランの健康の管理、リハビリテーションの研究と開発サービス (B7867 W)、国防総省-CDRMP (W81XWH-14-SCIRP-CTA) によって現在サポートされています。

本稿で説明しているトレーニングのプロトコルは、clinicaltrials.gov 識別子 (NCT01652040) に登録されています。研修には、足首の重みと FES LEC NMES RT が含まれます。すべての必要な機器は、表 2に表示されます。研究プロトコルとインフォームド・コンセントが審査し、リッチモンド VAMC 制度審査委員会 (IRB) とヴァージニア連邦大学 (VCU) IRB 承認します。すべての研究手順が説明された裁判を開始する前に各参加者の詳細。
1. 参加者募集
<ol><li>潜在的な参加者とプレ ・ スクリーニング評価を実行します。<ol>
<li>勉強 (24 週)、週 (隔週) 毎回、セッションの長さの長さを含むトレーニングのプロトコルの詳細については徹底的に (NMES RT: 30 分、フェズ LEC: 45-60 分)。 注: NMES RT が行われる最初の 12 週間は、FES LEC の 12 週続きます。</li>
		<li>潜在的な参加者などに医療の条件を述べる: 男性か女性 sci、アメリカ脊髄損傷分類 (AIS) A、B または C (AIS"C"分類立ち上がって、歩くことができない人とのそれら)、18 歳 ~ 65 歳、1 年以上受傷後体ボディマス指数 (BMI) ≤ 30 kg/m2傷害のモーターの完全なまたは不完全な C5 L2 レベル。</li>
		<li>潜在的な参加者を含む医療の制限について説明する: 自由なタイプ II 糖尿病、心血管疾患の診断やインスリン、コントロール不良の高血圧の圧力傷ステージ 3 以上の尿路感染症症状、T スコア-2.5、骨粗しょう症や科学の女性のための妊娠</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. NMES RT
<ol><li>参加者は、彼/彼女の膀胱を空隙を確保し、安静時の血圧と心拍数を測定します。参加者を車椅子に着座、彼/彼女の靴を参加者に指示します。その後、膝関節屈曲時の足のクッションには子牛の後ろに枕を置きます。(0-26 ポンド) の足首の重みを参加者の足首 (図 1) に適用します。 注: 最初の 2 セッション参加者は重力に対して彼/彼女の足を持ち上げることができるように足首の重みなし行われます。</li>
	<li>膝伸筋群を皮膚に両側 2 7.5 cm × 12.7 cm 接着の炭素電極を適用します。<ol>
<li>遠位電極 ~1/3 膝蓋骨と鼠径倍と、大腿四頭筋の正中線の内側間の距離を置きます。股関節から膝継手 (図 2) に走る正中線軸長手方向と平行電極を配置します。</li>
		<li>近位部の電極を横方向に配置と外側広筋畳むの鼠径部に隣接します。正中線軸 (図 2) に、長手方向と平行に、電極を配置します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>ポータブル刺激を周波数 30 Hz と 450 μ s の相性矩形波パルス幅に設定し、50 μ s interpulse 間隔19,20,21,22,23,24 ,37,38,39。各電極に刺激からのケーブルを接続します。 注: 電極の極性の電極が正しい位置に限り刺激パターンが影響しません。</li>
	<li>膝伸筋群の顕著な表示の緊張が認識されるまでは、現在を右脚に始まり、徐々 に増加します。引き続きにおける膝伸展 (最大 200 mA) を換起する電流をゆっくりと成長します。活性化された運動単位の最大緊張を呼び起こすための 3-5 秒のための拡張のままに脚を許可します。</li>
	<li>それの下の 50% 現在のターゲット、脚を拡張し、偏心脚を移動する必要が開始位置に戻るまで、電流を徐々 に減少します。完全伸展を呼び起こすに必要な現在の振幅を記録します。</li>
	<li>脚と右と左の足間の交互あたり 10 繰り返しの 4 セットを含む一方的な訓練を完了します。各繰り返しの間、セット間 3 分 3 5 s 残りの部分に脚を許可します。参加者がにおける膝伸展が到達しない場合 % 可動域を記録し、繰り返しの間の時間を増加します。 注: 筋肉疲労モーション ≤ 25% の範囲で 2 つの連続した繰り返しとして定義されます。</li>
	<li>4 つのセットのそれぞれを試みますが、参加者には、筋疲労が発生した場合現在のセットを終了し、反対側の脚にトレーニングを続けます。場合における膝伸展筋疲労なし 2 連続トレーニング セッション、達成トレーニングの次の週の足首の重みの 2 ポンドを追加します。</li>
</ol>3. FES LEC
<ol><li>参加者の安静時の血圧と心拍数を測定します。彼/彼女の個人的な力または手動車いす (図 3 a図 3 b) に装着されているフェス エルゴメータ バイク (材料表) の前で参加者を位置します。</li>
	<li>両側膝の屈筋と大殿筋群、膝伸筋に接着の炭素電極を適用します。<ol>
<li>膝伸筋の遠位電極 (7.5 x 12.7 cm) を皮膚上に配置 1/3 膝蓋骨と鼠径の畳む, 内側広筋との間の距離。近位部の電極を横方向に配置や鼠径部筋畳むに隣接する筋筋肉 (図 4 a)。</li>
		<li>膝屈筋群の遠位電極 (7.5 x 10 cm) を皮膚上に配置膝窩の上の 2-3 cm。膝窩 (図 4 b) 上記の 20 センチの近位の電極を配置します。遠位端の電極の動きを防ぐためには、するには、電極 (図 3 a) の安全な位置に弾性包帯を適用します。</li>
		<li>大殿、前方の方に傾く、エルゴメータ参加者に指示します。並列と筋腹の大きさの 2 つの電極 (5 × 9 cm) を配置します。許可 〜 電極間の分離の幅 2 本の指します。</li>
	</ol>
</li>
	<li>彼/彼女の車椅子に装着されており、エルゴの前に中心の参加者とそれぞれ 12 電極の刺激からケーブルを接続します。前面を調べて、参加者を確認するエルゴ メーターの後ろは正しく中央に配置。</li>
	<li>参加者の車椅子がロックされていることを確認し、そっとペダル (図 6) 内 (テニス シューズを着用) 参加者の足を配置します。生地のカバーに包まれた弾性ストラップを使用してエルゴ メーターに下肢を固定します。2 つの交差の伸縮ストラップと Velcro 各花弁 (図 5) の上に位置する場所に参加者の足を保護します。</li>
	<li>結束後、エルゴ メーターに足を受動的足は従ってサイクリングのパターンを観察し移動します。足があまりにも圧縮またはようご注意、自転車の高さを調整し、脚を受動的に動かして位置を再確認します。</li>
	<li>エルゴ メーター、エルゴ メーターの底部にある 2 つの拡張可能なフックを使用して参加者の車いすを固定します。フックを車いす (図 5) の下に安定した構造に接続します。サイクリング中に椅子の任意の動きを防ぐために、車いすの車輪の下に 2 つの木製休憩を配置します。</li>
	<li>140, 100, 100 に現在の振幅、350 μ s パルス期間 33.3 Hz 刺激周波数を設定 mA 膝関節伸展、膝屈筋および大殿筋のグループ、それぞれ。</li>
	<li>サイクルのパラメーターを次のように設定: 目標 40 45 回転/分 (RPM) の速度10 で始まる調節可能なトルク Nm;1.0 の抵抗運動のための 1.5 と 2.0 Nm ステージ I、II および III。</li>
	<li>間隔訓練を次のように設定: 3 分相の「ウォーム アップ」。3 10 分運動段階(刺激);2 分相を休んで次各運動段階;3 分相の「クールダウン」。</li>
	<li>Dysreflexia 自律神経の症状の発生を予防する測定血圧および中心率すべての 2 〜 5 分を (上または下 T4)、損傷のレベルに基づいています。</li>
	<li>血圧が高いまま場合、エルゴ メーターを停止し、参加者が彼/彼女の膀胱を無効または彼らが既に無効にされた場合に指示します。さらに、参加者は任意の圧力ポイントを減らすと、靴または任意のストラップが過度に締めをチェックして正しく取り付けられていることを確認してください。密接に 2 分毎の血圧を監視します。血圧が回復すると、トレーニングを再開します。血圧が、セッションを終了し、彼/彼女のプライマリケアの医師を参照してくださいに参加者に指示します。 注: それはあれば、参加者が一貫して彼らの血圧の薬物を取ることを確認し、フェス サイクリング前に自分の膀胱が無効にすることが重要です。</li>
	<li>記録参加者の心拍数、スピード、パワー、距離、抵抗および % 刺激あらゆる 30 s。</li>
	<li>場合は参加者が疲労することがなく全体の演習を完了すると (アクティブなサイクリング中に速度 < 18 RPM)、サーボ モーターのトルクの支援を減 1 Nm 以下のセッションでは、それ以外の場合同じを保つすべてのパラメーター。</li>
	<li>参加者には、疲労またはサーボ モーター援助運動段階の使用なしの 2 つの運動トレーニング セッションが終了すると、0.5 での抵抗を高める各運動段階の Nm。</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

現在の調査は、電気刺激の 2 つの異なるパラダイムを示した。1 パラダイムは骨格筋肥大を換起する訓練を受けた筋肉にプログレッシブ ロードの実装に焦点を当てて、他のパラダイムの主な目的は、有酸素能力を高めることによって有酸素運動代謝のパフォーマンスを向上させること。両方のパラダイムを比較するとそれぞれの賛否両論を強調する研究。
NMES RT は復元筋...

米国で約 282,000 人が脊髄損傷 (SCI)1と現在生きていることが推定されます。平均では、ほぼ毎年、主にバイクの衝突事故、暴力、およびスポーツの活動1の行為によって引き起こされる 17,000 の新しいケースがあります。SCI は sub-lesional の感覚および/または運動の損失につながる神経伝達やけが2のレベルの下の一部または全部の中断で起因します。損傷後骨格筋傷害のレベルの下の活動が大幅に減少、無駄のない質量と異所性脂肪組織、または筋肉内脂肪 (IMF) の併用の浸潤の急激な減少に 。研究では、下の下肢骨格筋経験3,4最初の年の終わりを通して継続している傷害の最初の数週間以内に大幅に萎縮しているを示しています。すぐに受傷後 6 週完全な sci 経験豊富な個人 sub-lesional 筋肉のサイズ 18-46% 減少と比較して、年齢と体重をマッチさせた健常者ボディ コントロール。24 週間後の傷害によって骨格筋断面積 (CSA) は 30 ~ 503と低いかもしれない。Gorgey とダッドリーは、骨格筋が萎縮 43% 元のサイズの 4.5 ヶ月受傷後、指摘障害トイザらス ボディと比較して不完全な科学者における IMF のより多くの量を制御43 回続けることを示した。代謝活性の高い除脂肪体重の損失の結果基礎代謝率 (BMR)2,6、毎日の合計のエネルギー支出の ∼65-70% を占める削減BMR のような削減は有害なエネルギーの不均衡につながることができます傷害2,7,8,9,10,18後肥満の増加と。高められた肥満されている高血圧症を含む二次疾患の開発にリンクされているタイプ II 糖尿病 (2 型糖尿病) と心血管疾患2,10、11,12,13,14,15,16,17,18. 科学者が栄養失調と高脂肪食への依存をさらに、苦しむことがあります。脂肪摂取は、肥満と肥満 SCI 人口12,13内のエスカレートの有病率の増加を説明する要因と思われる科学者の脂肪の 29 から 34% の占める可能性があります。
神経筋電気刺激誘発抵抗 (NMES RT) を訓練は麻痺筋19,20,21,22,23、肥大を誘導するために設計されました。 24。週 2 回 NMES RT、骨格筋全体太もも、膝伸筋と膝屈筋群増の 28%、35%、16%、それぞれ22の CSA の次の 12 週間。ダドリーら。6 週間後負傷198 週間週 2 回 NMES RT 復元膝伸筋筋肉のサイズは元のサイズの 75% の示した。さらに、Mahoneyら。同じプロトコルを利用し、右の 35% および 39% の増加を指摘した NMES RT20の 12 週間後に直筋を左します。
機能的電気刺激の下位四肢サイクリング (FES LEC) は SCI25,26後下の下肢筋群の運動に使用される一般的なリハビリテーション手法です。NMES-RT とは異なり FES LEC が増加肥大があります 6 の筋群の刺激に依存しているし、cardiometabolic の改善プロファイル10,25,26,27, 28. Dolbowら。その合計の体の赤身の次の SCI27と個々 の FES LEC の 56 ヶ月 18.5% 増の質量を発見します。次の週 3 回フェス-LEC、麻痺の 60 歳の女性の 12 ヶ月経験豊富な全身の 7.7% 増加無駄のない質量、脚の 4.1% の増加に傾く質量28。機能的電気刺激 (FES) のルーチン使用は SCI10,25,26後 cardiometabolic の条件の危険因子の改善に関連付けられます。
電気刺激トレーニングの理想的な候補者はどちらかのモーター完了または未完了の傷害をそのまま末梢運動ニューロンと限られた低い下肢感覚だろう現在原稿 NMES RT と FES LEC 慢性的な科学者で電気刺激トレーニングの成果を改善するように設計を使用して結合されたアプローチを説明します。NMES RT のプロセスの足首の重みを使用してを説明した、プロトコルと全面的な利点内にある重要なステップを強調しながら介入は慢性的な科学者に提供します。第二の目的はフェス LEC 介入の全体的な cardiometabolic 効果を最大化するように設計のプロセスを記述します。前の仕事は我々 合理的な複合トレーニングのプロトコルが次の電気刺激トレーニング20,21,22,23,24 の 24 週間大きい成果を呼び起こす可能性がありますを確認しました。 ,25,26,31,32,33,34,35,36。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>adhesive carbon electrodes (2 of each)</td>
			<td>Physio Tech (Richmond, VA, USA 23233)</td>
			<td>PT3X5 
			PALS3X4 
			E7300</td>
			<td>7.5&#39; x 12.7&#39; 
			7.5&#39; x 10&#39; 
			5&#39; x 9&#39;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TheraTouch 4.7 stimulator</td>
			<td>Richmar (Chattanooga, TN, USA 37406)</td>
			<td>400-082</td>
			<td>41.28&#39; x 39.37&#39; x 17.78&#39; (8.91 kg) 
			power: 110 VAC at 60 Hz / 220VAC at 50 Hz 
			power consumption: 110 Watts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Red &#38; White Lead Cords (2)</td>
			<td>Richmar (Chattanooga, TN, USA 37406)</td>
			<td>A1717</td>
			<td>2.0 m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RT300-SL FES Ergometer</td>
			<td>Restorative Therapies, Inc. (Baltimore, MD, USA 21231)</td>
			<td>RT300-SL</td>
			<td>80&#39; x 49&#39; x 92-103&#39; (39 kg) 
			16 channel 
			speed: 15 &#8211; 55 rev/min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>elastic NuStim wraps (2)</td>
			<td>Fabrifoam (Exton, PA, USA 19341)</td>
			<td>PP108666</td>
			<td>36&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>wooden wheelchair break (2)</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pillow/cushion</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>standard</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ankle weights</td>
			<td>n/a</td>
			<td>n/a</td>
			<td>2-26 lb.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

paradigms of lower extremity electrical stimulation training after spinal cord injury

骨格筋萎縮、高められた肥満および減らされた身体活動脊髄損傷 (SCI) 後に観察された主な変更点は、多数の cardiometabolic の健康の結果に関連付けられています。これらの変更がセカンダリの慢性疾患の発症リスクを高めるし、誘発神経筋電気刺激の抵抗 (NMES RT) を訓練するための戦略として開発された科学の表面を持つ人の生活の質に影響を与える可能性が高い骨格筋萎縮のプロセスを減衰、異所性脂肪蓄積を減少、インスリン感受性を改善、ミトコンドリア容量を高めます。ただし、NMES RT は単一の筋グループのみに限定します。下肢の複数の筋群を含むと、トレーニングの健康上の利点が最大限可能性があります。機能的電気刺激下下肢サイクリング (FES LEC) は 6 の筋群の活性化のため大きいの代謝と心血管の適応を換起する可能性があることができます。NMES RT の長期使用の大採用戦略者における電気刺激トレーニングの成果を最大化する鍵であり、リハビリ中フェス LEC の整合性を維持可能性があります刺激パラメーターの適切な知識、筋骨格系損傷後の歩行の復元を目指す臨床試験の前提。現在の原稿は、FES LEC 前 NMES RT を使用して複合的なプロトコルを示します。我々 は筋肉の大きい発電できるサイクリング前に 12 週間のエアコンが高い抵抗に対してサイクルし、科学者の大きい適応の結果仮説します。

足首の重みは 22 の参加者、NMES RT (図 6 a) の 16 週間にわたって段階的に増加します。参加者が持ち上げた平均の重みは 19.6 ± 6.5 ポンド (右足) と 20 ± 6 ポンド (左脚) [8-24 lb]。電流振幅は、右と左の足 (図 6 b) の試みを通して変動。
表 1に次の 12 週間の FES LEC トレー?...

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Paradigms of Lower Extremity Electrical Stimulation Training After Spinal Cord Injury

脊髄損傷は、慢性二次代謝障害のリスクが高い可能性のある外傷性病状です。ここでは、これら医学的な問題のいくつかを改善する機能的電気刺激下四肢戦略としてサイクリングと組み合わせて表面神経筋電気刺激筋力トレーニングを使用してプロトコルを提案します。

脊髄損傷後下肢電気刺激の訓練のパラダイム

Skeletal muscle atrophy, increased adiposity and reduced physical activity are key changes observed after spinal cord injury (SCI) and are associated with ...

paradigms-lower-extremity-electrical-stimulation-training-after

Research

JoVE Journal

Behavior

12.6K ビュー.  Hunter Holmes McGuire VAMC. 脊髄損傷は、慢性二次代謝障害のリスクが高い可能性のある外傷性病状です。ここでは、これら医学的な問題のいくつかを改善する機能的電気刺激下四肢戦略としてサイクリングと組み合わせて表面神経筋電気刺激筋力トレーニングを使用してプロトコルを提案します。

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Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the necessary equipment is now available by several commercial companies. This protocol provides a detailed description of a two-way shuttle-box avoidance learning paradigm in rodents (here Mongolian gerbils; Meriones unguiculatus) in combination with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical electrophysiological in vivo recordings. The detailed protocol is applicable to study multiple aspects of learning behavior and perception in different rodent species.
Site-specific ICMS of auditory cortical circuits as conditioned stimuli here is used as a tool to test the perceptual relevance of specific afferent, efferent and intracortical connections. Distinct activation patterns can be evoked by using different stimulation electrode arrays for local, layer-dependent ICMS or distant ICMS sites. Utilizing behavioral signal detection analysis it can be determined which stimulation strategy is most effective for eliciting a behaviorally detectable and salient signal. Further, parallel multichannel-recordings using different electrode designs (surface electrodes, depth electrodes, etc.) allow for investigating neuronal observables over the time course of such learning processes. It will be discussed how changes of the behavioral design can increase the cognitive complexity (e.g. detection, discrimination, reversal learning).

Shuttle-box avoidance learning is well-established in behavioral neuroscience. This protocol describes how shuttle-box learning in rodents can be combined with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical in vivo recordings as a tool to study multiple aspects of learning and perception.

知覚と学習を研究するためのツールと​​しての電気生理学的皮質の記録と刺激と組み合わせたシャトル・ボックストレーニング

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

行動学

Non-Invasive Electrical Brain Stimulation Montages for Modulation of Human Motor Function

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, NEBS can be applied transcranially either as direct current stimulation (tDCS) or alternating current stimulation (tACS). These stimulation types exert time-, dose- and in the case of tDCS polarity-specific effects on motor function and skill learning in healthy subjects. Lately, tDCS has been used to augment the therapy of motor disabilities in patients with stroke or movement disorders. This article provides a step-by-step protocol for targeting the primary motor cortex with tDCS and transcranial random noise stimulation (tRNS), a specific form of tACS using an electrical current applied randomly within a pre-defined frequency range. The setup of two different stimulation montages is explained. In both montages the emitting electrode (the anode for tDCS) is placed on the primary motor cortex of interest. For unilateral motor cortex stimulation the receiving electrode is placed on the contralateral forehead while for bilateral motor cortex stimulation the receiving electrode is placed on the opposite primary motor cortex. The advantages and disadvantages of each montage for the modulation of cortical excitability and motor function including learning are discussed, as well as safety, tolerability and blinding aspects.

Non-invasive electrical brain stimulation can modulate cortical function and behavior, both for research and clinical purposes. This protocol describes different brain stimulation approaches for modulation of the human motor system.

人間の運動機能の調節のための非侵襲的電気脳刺激モンタージュ

Non-invasive electrical brain stimulation (NEBS) is used to modulate brain function and behavior, both for research and clinical purposes. In particular, ...

Pavlovian Conditioned Approach Training in Rats

Cues that are contingently paired with unconditioned, rewarding stimuli can acquire rewarding properties themselves through a process known as the attribution of incentive salience, or the transformation of neutral stimuli into attractive, &#34;wanted&#39; stimuli capable of motivating behavior. Pavlovian conditioned approach (PCA) develops after the response-independent presentation of a conditioned stimulus (CS; e.g., a lever) that predicts the delivery of an unconditioned stimulus (US; e.g., a food pellet) and can be used to measure incentive salience. During training, three patterns of conditioned responses (CRs) can develop: sign-tracking behavior (CS-directed CR), goal-tracking behavior (US-directed CR), and an intermediate response (both CRs). Sign-trackers attribute incentive salience to reward-related cues and are more vulnerable to cue-induced reinstatement of drug-seeking as well as other addiction-related behaviors, making PCA a potentially valuable procedure for studying addiction vulnerability. Here, we describe materials and methods used to elicit PCA behavior from rats as well as analyze and interpret PCA behavior in individual experiments.

Here, we present a protocol to elicit Pavlovian conditioned approach behavior in rats. This procedure can be used to measure individual differences in the tendency to approach and attribute incentive salience to reward-related cues and investigate addiction vulnerability.

ラットにおけるパブロフ馴化アプローチトレーニング

Cues that are contingently paired with unconditioned, rewarding stimuli can acquire rewarding properties themselves through a process known as the ...

An Innovative Running Wheel-based Mechanism for Improved Rat Training Performance

This study presents an animal mobility system, equipped with a positioning running wheel (PRW), as a way to quantify the efficacy of an exercise activity for reducing the severity of the effects of the stroke&#160;in rats. This system provides more effective animal exercise training than commercially available systems such as treadmills and motorized running wheels (MRWs). In contrast to an MRW that can only achieve speeds below 20 m/min, rats are permitted to run at a stable speed of 30 m/min on a more spacious and high-density rubber running track supported by a 15 cm wide acrylic wheel with a diameter of 55 cm in this work. Using a predefined adaptive acceleration curve, the system not only reduces the operator error but also trains the rats to run persistently until a specified intensity is reached. As a way to evaluate the exercise effectiveness, real-time position of a rat is detected by four pairs of infrared sensors deployed on the running wheel. Once an adaptive acceleration curve is initiated using a microcontroller, the data obtained by the infrared sensors are automatically recorded and analyzed in a computer. For comparison purposes, 3 week training is conducted on rats using a treadmill, an MRW and a PRW. After surgically inducing middle cerebral artery occlusion (MCAo), modified neurological severity scores (mNSS) and an inclined plane test were conducted to assess the neurological damages to the rats. PRW is experimentally validated as the most effective among such animal mobility systems. Furthermore, an exercise effectiveness measure, based on rat position analysis, showed that there is a high negative correlation between the effective exercise and the infarct volume, and can be employed to quantify a rat training in any type of brain damage reduction&#160;experiments.

This study presents an innovative running wheel-based animal mobility system to quantify an effective exercise activity in rats. A rat-friendly testbed is built, using a predefined adaptive acceleration curve, and a high correlation between the effective exercise rate and the infarct volume suggests the protocol&#39;s potential for stroke prevention experiments.

改善されたラットのトレーニングパフォーマンスのための革新的なランニングホイールベースの​​メ​​カニズム

This study presents an animal mobility system, equipped with a positioning running wheel (PRW), as a way to quantify the efficacy of an exercise activity ...

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, few studies have investigated the long-term effects of injury in rodent models of TBI. Shown here are behavioral measures that are well-established in TBI research for times early after injury, such as two weeks, until two months. Some of these methods have previously been used at later times after injury, up to one year, but by very few laboratories. The methods demonstrated here are a short neurological assessment to test reflexes, a Beam-Balance to test balance, a Beam-Walk to test balance and motor coordination, and a working memory version of the Morris water maze that can be sensitive to deficits in reference memory. Male rats were handled and pre-trained to neurological, balance, and motor coordination tests prior to receiving parasagittal fluid percussion injury (FPI) or sham injury. Rats can be tested on the short neurological assessment (neuroscore), the beam-balance, and the Beam-Walk multiple times, while testing on the water maze can only be done once. This difference is because rats can remember the task, thus confounding the results if repeated testing is attempted in the same animal. When testing from one to three days after injury, significant differences are detected in all three non-cognitive tasks. However, differences in the Beam-Walk task were not detectable at later time points (after 3 months). Deficits were detected at 3 months in the Beam-Balance and at 6 months in the neuroscore. Deficits in working memory were detected out to 12 months after injury, and a deficit in a reference memory first appeared at 12 months. Thus, standard behavioral tests can be useful measures of persistent behavioral deficits after FPI.

The goal of the behavioral tests presented here is to detect functional deficits in rats after traumatic brain injury. Four specific tests are presented that detect deficits in behaviors to reflect the damage to specific brain areas at times extending to one year after injury.

外傷性脳損傷後のラットの行動の赤字を検出

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

Mobile Game-based Virtual Reality Program for Upper Extremity Stroke Rehabilitation

Stroke rehabilitation requires repetitive, intensive, goal-oriented therapy. Virtual reality (VR) has the potential to satisfy these requirements. Game-based therapy can promote patients&#39; engagement in rehabilitation therapy as a more interesting and a motivating tool. Mobile devices such as smartphones and tablet PCs can provide personalized home-based therapy with interactive communication between patients and clinicians. In this study, a mobile VR upper extremity rehabilitation program using game applications was developed. The findings from the study show that the mobile game-based VR program effectively promotes upper extremity recovery in patients with stroke. In addition, patients completed two weeks of treatment using the program without adverse effects and were generally satisfied with the program. This mobile game-based VR upper extremity rehabilitation program can substitute for some parts of the conventional therapy that are delivered one-on-one by an occupational therapist. This time-efficient, easy to implement, and clinically effective program would be a good candidate tool for tele-rehabilitation for upper extremity recovery in patients with stroke. Patients and therapists can collaborate remotely through these e-health rehabilitation programs while reducing economic and social costs.

Here, we present a protocol to develop and apply a mobile game-based virtual reality program for the recovery of upper limb dysfunction in patients with stroke. The present study shows that the mobile program is feasible and effectively promotes upper limb recovery in stroke patients.

上肢リハビリテーションのためのモバイル ゲーム ベースの仮想現実プログラム

Stroke rehabilitation requires repetitive, intensive, goal-oriented therapy. Virtual reality (VR) has the potential to satisfy these requirements. ...

Using Laser Doppler Imaging and Monitoring to Analyze Spinal Cord Microcirculation in Rat

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory alterations of the spinal cord. In this article, our goal was to use both Laser Doppler imaging and monitoring to analyze the change of BF after spinal cord injury. Both the laser Doppler image scanner and the probe/monitor were being employed to obtain each readout. The data of LDPI provided a local distribution of BF, which gave an overview of perfusion around the injury site and made it accessible for comparative analysis of BF among different locations. By intensely measuring the probing area over a period of time, a combined probe was used to simultaneously measure the BF and oxygen saturation of the spinal cord, showing overall spinal cord perfusion and oxygen supply. LDF itself has a few limitations, such as relative flux, sensitivity to movement, and biological zero signal. However, the technology has been applied in clinical and experimental study due to its simple setup and rapid measurement of BF.

Here we present a combination of laser Doppler perfusion imaging (LDPI) and laser Doppler perfusion monitoring (LDPM) to measure spinal cord local blood flows and oxygen saturation (SO2), as well as a standardized procedure for introducing spinal cord trauma on rat.

レーザーのドップラー イメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

Laser Doppler flowmetry (LDF) is a noninvasive method for blood flow (BF) measurement, which makes it preferable for measuring microcirculatory ...

Treating Low Back Pain in Failed Back Surgery Patients with Multicolumn-lead Spinal Cord Stimulation

Failed back surgery syndrome (FBSS) refers to persistent, chronic pain following spinal surgery. Spinal cord stimulation with dorsal epidural leads can be used to treat back and leg pain in FBSS patients. This paper presents a detailed protocol for using spinal cord stimulation with surgical leads in FBSS patients. In our department, with the patient under general anesthesia, we place the lead in the epidural space by means of a small laminectomy at the 10th thoracic level. Placement of the lead is followed by a 1 month trial period with an externalized lead. If pain relief is greater than 50% at the end of this 1 month stimulation trial (required by Belgian reimbursement criteria), an internal pulse generator is then placed under the skin and connected to the lead in a second surgical procedure. We have demonstrated that using this technique in rigorously selected FBSS patients can significantly improve back pain, leg pain, patient activity, and quality of life for a sustained period of time.

This paper presents a method that uses spinal cord stimulation with a multicolumn lead to treat neuropathic low back pain in failed back surgery patients.

複数列リード脊髄刺激療法失敗した背中の手術患者の腰痛の治療

Failed back surgery syndrome (FBSS) refers to persistent, chronic pain following spinal surgery. Spinal cord stimulation with dorsal epidural leads can be ...

Novel Object Recognition and Object Location Behavioral Testing in Mice on a Budget

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various physiological or pathological changes. The object location task (OLT) and the novel object recognition task (NORT) are two effective behavioral tasks commonly used to reveal the function and relative health of specific brain regions involved in memory. While both of these tests exploit the inherent preference of mice for the novelty to reveal memory for previously encountered objects, the OLT primarily evaluates spatial learning, which relies heavily on hippocampal activity. The NORT, in contrast, evaluates non-spatial learning of object identity, which relies on multiple brain regions. Both tasks require an open-field-testing arena, objects with equivalent intrinsic value to mice, appropriate environmental cues, and video recording equipment and the software. Commercially available systems, while convenient, can be costly. This manuscript details a simple, cost-effective method for building the arenas and setting up the equipment necessary to perform the OLT and NORT. Furthermore, the manuscript describes an efficient testing protocol that incorporates both OLT and NORT and provides typical methods for data acquisition and analysis, as well as representative results. Successful completion of these tests can provide valuable insight into the memory function of various mouse model systems and appraise the underlying neural regions that support these functions.

Here we provide a protocol which includes comprehensive instructions for the economical establishment of murine object location and novel object recognition behavioral testing, including the design, cost, and construction of required equipment as well as execution of behavioral testing, data collection, and analysis.

新規オブジェクト認識と行動の予算上のマウスでテスト オブジェクトの場所

Ethologically relevant behavioral testing is a critical component of any study that uses mouse models to study the cognitive effects of various ...

Defining the Role Of Language in Infants' Object Categorization with Eye-tracking Paradigms

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we straightforwardly measure infants&#8217; success in learning a novel category while relying only on their looking behavior. Moreover, the paradigm can directly measure the impact of different auditory signals on the infant categorization across a range of ages. For instance, we assessed how 2-year-olds learn categories in a variety of labeling environments: in our task, 2-year-olds successfully learned categories when all exemplars were labeled&#160;or the first two exemplars were labeled, but they failed to categorize when no exemplars were labeled or only the final two exemplars were labeled. To determine infants&#8217; success in such tasks, researchers can examine both the overall preference displayed by infants in each condition and infants&#8217; pattern of looking over the course of the test phase, using an eye-tracker to provide fine-grained time-course data. Thus, we present a powerful paradigm for identifying the role of language, or any auditory signal, in infants&#8217; object category learning.

Here we present a protocol for familiarization-test paradigms which provide a direct test of infant categorization and help to define the role of language in early category learning.

アイ ・ トラッキング パラダイムと乳児のオブジェクトの分類での言語の役割の定義

Assessing infant category learning is a challenging but vital aspect of studying infant cognition. By employing a familiarization-test paradigm, we ...

脊髄損傷後下肢電気刺激の訓練のパラダイム

要約

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この動画の章

知覚と学習を研究するためのツールとしての電気生理学的皮質の記録と刺激と組み合わせたシャトル・ボックストレーニング

人間の運動機能の調節のための非侵襲的電気脳刺激モンタージュ

ラットにおけるパブロフ馴化アプローチトレーニング

改善されたラットのトレーニングパフォーマンスのための革新的なランニングホイールベースのメカニズム

外傷性脳損傷後のラットの行動の赤字を検出

上肢リハビリテーションのためのモバイルゲームベースの仮想現実プログラム

レーザーのドップラーイメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

複数列リード脊髄刺激療法失敗した背中の手術患者の腰痛の治療

新規オブジェクト認識と行動の予算上のマウスでテストオブジェクトの場所

アイ・トラッキングパラダイムと乳児のオブジェクトの分類での言語の役割の定義

脊髄損傷後下肢電気刺激の訓練のパラダイム

要約

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知覚と学習を研究するためのツールと​​しての電気生理学的皮質の記録と刺激と組み合わせたシャトル・ボックストレーニング

人間の運動機能の調節のための非侵襲的電気脳刺激モンタージュ

ラットにおけるパブロフ馴化アプローチトレーニング

改善されたラットのトレーニングパフォーマンスのための革新的なランニングホイールベースの​​メ​​カニズム

外傷性脳損傷後のラットの行動の赤字を検出

上肢リハビリテーションのためのモバイル ゲーム ベースの仮想現実プログラム

レーザーのドップラー イメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

複数列リード脊髄刺激療法失敗した背中の手術患者の腰痛の治療

新規オブジェクト認識と行動の予算上のマウスでテスト オブジェクトの場所

アイ ・ トラッキング パラダイムと乳児のオブジェクトの分類での言語の役割の定義

知覚と学習を研究するためのツールとしての電気生理学的皮質の記録と刺激と組み合わせたシャトル・ボックストレーニング

改善されたラットのトレーニングパフォーマンスのための革新的なランニングホイールベースのメカニズム

上肢リハビリテーションのためのモバイルゲームベースの仮想現実プログラム

レーザーのドップラーイメージングおよび監視を使用したラット脊髄の微小循環の分析

新規オブジェクト認識と行動の予算上のマウスでテストオブジェクトの場所

アイ・トラッキングパラダイムと乳児のオブジェクトの分類での言語の役割の定義