(: SAG에 2,011,112,479 부여 #) 우리는 미션 연결, TIRR 재단 (CES 및 ZZK), 크레이그 Neilsen 재단 (CES)와 NSF 대학원 연구 활동의 프로젝트에서 자금을 인정하고 싶습니다.

모든 동물의 절차는 텍사스 오스틴 대학의 내부 IACUC와 건강의 국립 연구소 (NIH) 지침에 따라 승인 된 프로토콜에 따라 수행되었다. 본 연구에서 사용 된 동물은 무한 호라이즌 임팩터 또는 C3/C4 측면 hemisection 모델과 이러한 방법이 다른 모델 (18)에보다 광범위하게 적용 할 수를 사용하여 C3/C4 측면 타박상 부상을했다. 연구 기간 동안 우리 연구팀은 이전에 부상 2 주 동안 동물을 테스트하는 것이 좋습니다 3 일 부상을 게시하고 정기적으로 (예 : 매주). 특히 사흘 후 수술에서 수술 후 동물 행동 실험을 수행 할 때, 치료는 동물이 수술에서 충분히 회복 및 행동 테스트 절차는 동물에 추가 통증이나 스트레스를 유발하지 않는 것을주의해야합니다. 일반적으로, 처리 및 사전 시험 2 ~ 3 주 전에 수술이 필요할 수 있습니다. 이것은 그들이 테스트뿐만 아니라 동물 테스트 표면 상에 자유롭게 이동할 수있게하는 동안 처리하는 방법과 유사한 방식으로 처리하여 테스트 환경에 동물이 락 얻는 것을 포함한다. 이 잡혀 익숙해 동물,이 처리에 동물을 순응 비 직접 움직임에 테스트 표면 및 인근 동물을 이동시킴으로써 행해질 수있다 얻을하는 것도 중요하다. 그것은 처음에 동물을 이완하고있는 테스트 세션 사이에하는 것이 중요하다. , 동물을 긴장 &quot;수레&quot;위치에, 앞다리 전용 베어링 자세 탁상에 동물을 보유하고 앞발이 표면에 접촉 할 수 있도록 탁상에 부드럽게 동물을 반사합니다. 이것은 안정된 표면에 그 아래에 감지하는 동물을 가르치고하고 시험이 시작되기 전에 동물이 완화되는 것을 보장하기 때문에 절차의 중요하고 필요한 단계입니다. 1. 앞다리 스텝 교대 테스트 <ol><li> 테스트 요약: 두 앞발은 그들의 앞발의 사용을 대체 여부를 확인하기 위해 테이블 탑을 만지고 동물을 놓습니다. 단계로 시도를 강제로 중력의 자신의 중심을 이동, 앞으로 쥐를 이동합니다. 이 시험은 각 동물로 4 회 반복하고 교대로, 또는 75 % 초과하여 동물 방송 능력, 그것은 발전기로 간주되는 경우. 비 발전기 간주됩니다 동물이 반복적으로 동일한 앞다리와 단계 않도록 이것은 강제 모션 작업입니다. </li><li> 자신의 몸 테이블에서 거의 90 °로 &quot;수레&quot;위치에, 앞다리 전용 체중 부하 자세 탁상에 동물을 잡아. </li><li> 동물이 편안 나타나면, 테이블 탑의 표면을 따라 이동 앞으로 동물을 누릅니다. </li><li> 결정하고 표면을 가로 질러 이동하는 동안 쥐의 대체가 앞발의 사용 여부를 기록한다. </li><li> 참고 및 이동을 개시하고 O 동물 대체 할 수 있는지 여부를 기록 앞다리N 앞다리 스텝 교대 시험 점수 시트 (제공). </li><li> 한 손 (오른쪽 또는 왼쪽 손)으로 동물을 잡고있는 동안 두 배 이상이 테스트를 반복합니다. 반면에 동물을 잡고있는 동안 적어도 두 번 다시 반복합니다. </li><li> 쥐가이 능력을 보여준 경우 교대의 패턴이 지연 후 남아있는 경우, 단계 교대를 결정하는 첫 번째 단계 후 5 초 대기를 도입하여 다시 테스트 할 수 있습니다. 점수 시트의 결과와 기록을합니다. </li><li> 이 테스트는 일일 사용될 수 있고, 이는 동물 실험을 반복 측정하기위한 적어도 주간 테스트 할 것을 권장한다. </li></ol> 주 :이 시험 동물의 교호 동작에 영향을 미칠 수 있기 때문에 실험자의 손 위치를 교대로하는 것이 중요하다. 제공되는 스텝 교대 점수 시트는 발 위치를 기록하고 스테핑 동안 사용할 수 있습니다. 우리는 현재 우리의 평가 시스템에 이러한 데이터를 포함하지 않은 있지만 (우리는이그룹은 현재 연구에서 병변을 동물)에 사용되는 교대의 상태, 사용자는 쉽게 특정 프로젝트에 따라 분석의 한 부분으로 발 위치 데이터를 포함 할 수 있습니다. 2. 자세 불안정 테스트 <ol><li> 테스트 요약 :이 행동 테스트를 위해, 그러나, 각 앞다리가 개별적으로 테스트해야합니다, 앞다리 교대 시험과 유사한 위치에있는 쥐를 개최합니다. 탁상는 미끄러 보강, 또는 시험 중에 앞발의 드래그를 방지하기 위해 사포 (220 호)으로 덮여해야합니다. <ol><li> 이 테스트에서, 그것의 균형을 회복하기 위해 앞다리가 검토되고있는 조치를 취할 동물 걸리는 거리가 기록됩니다. </li><li> 연구 그룹의 동물은 약 체중의 같은 무게, 크기, 나이 큰 차이가 주어진 동물 19에 무게 중심을 유지하기 위해 필요한 기준 거리의 변화가 발생할 수 있어야합니다. 가짜 그룹이 있어야한다행동의 변화가 재생 또는 복구보다는 나이와 체중 증가에 의한 것으로 확인 PIT를 사용하는 동안 포함되어 있습니다. </li></ol></li><li> 편안한 자세 탁상에 동물을 잡고 두 앞다리가 표면에 도달 할 수 있도록, 동물이 편안하게 자신의 몸 테이블에서 거의 90 °로 &quot;수레&quot;위치에 있어야합니다. 그것은 더 수직으로 동물을 보유하는 것이 중요합니다. 이 단계를 실행하는 데 필요한 일관성 거리가 무게 중심을 회복 할 수 있습니다. </li><li> 가볍게 동물의 몸통에 대해 하나의 앞다리를 억제하고 위에서 본 바와 같이 제로 라인과 쥐의 코를 맞 춥니 다. </li><li> 앞으로 쥐를 이동합니다. 이것은 중력이 앞으로의 균형을 회복하는 단계로 동물을 자극 동물의 센터로 이동합니다. </li><li> 두번 래트 단계 후에 코 새로운 위치를 기록하고 거리는 단계를 트리거하기 위해 필요에 따라 이들 두 단계의 평균을 사용한다. </li><li> 각 foreli 테스트MB 독립적 배, 다시 0 위치에 동물을 데려와 동물이 일관된 결과를 보장하기 위해 계속하기 전에 실험의 손에 릴렉스하고 계속 확인. </li><li> 제공되는 자세 불안정 테스트 (PIT) 점수 시트에 기록. 이 테스트는 매일 수행 될 수 있고, 이는 동물 실험 기간 동안 적어도 매주 시험 것을 추천합니다. </li></ol> 3. 파스타 처리 시험 <ol><li> 테스트 요약 :이 파스타를 먹는 세션에서 파스타와 발 취향의 조각을 먹는 데 걸리는 시간을 결정하기 위해이 테스트를 사용합니다. 이 테스트에서, 건조 파스타의 4.0 cm 가닥 사용 (얇은 스파게티, 직경 ~ 1.6 mm). 시험은 각 시험 당일 약 동시에 투여되어야한다. 이 발생하지 않는 경우, 식품 철회 4-6시간이 테스트를하기 전에 권장하며 설치류는 일반적으로 쉽게 건조 파스타를 먹는다. </li><li> 베이스 라인 측정은 이전에 1 ~ 2 주간 취득해야부상. 이전에 녹화 기준, 래트를 시험을 위해 준비하기 위해 자신의 홈 케이지 파스타의 동일한 유형을 관련되어야한다. 그 후, 쥐가 테스트 챔버에서 파스타를 먹고 파스타를 먹는 시간을 기록 할 수 있습니다. 파스타 매 앞다리의 사용이 용이하게 관찰 될 수있는 테스팅 챔버의 전방 근처에 배치되어야한다. 각각의 파스타를 먹는 세션 파스타 적어도 3 조각을 먹고 포함해야한다. 자신의 파스타를 먹는 시간은 최소 3 일 동안 일치하면 쥐가 파스타를 먹고 실력으로 간주됩니다. </li><li> 테스트 실에서 지속적으로 파스타를 먹는 쥐를 훈련 한 후, 기록 챔버에서 쥐를 놓습니다. </li><li> 파스타 처리 점수 시트에 보이는 것과 같이, 파스타의 조각, 사용 앞다리와 앞발의 위치를​​ 먹고 테스트 실 및 기록 시간의 전면 근처 바닥에 파스타 조각을 놓습니다. </li><li> 이 테스트는 매일 수행 할 수 있지만, T와 같은 동물의 체중을 관찰하면서 매주을 수행하는 것이 좋습니다O 동물을 과도하게 공급되지. </li></ol> 참고 : 파스타 처리 점수 시트 파스타와이 연구에 포함 된 데이터와 유사한 발을 사용, 식사 시간을 기록하는 공간을 제공합니다. 우리는 또한 발 위치로 파스타를 먹는 세션 동안 발 사용의 자세한 정보를 기록하는 영역을 포함했다.

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관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

경추 척수 손상 (CSCI)는 환자의 파괴 및 생활 변경을 입을 수 있습니다. 신경 기판 및 치료제의 가소성을 연구하는 데 사용되는 설치류에서 개발 경추 척수 손상 모델의 수가있다. 개발, 민감한 효과, 재현성 및 CSCI가 중요한 목표 후 기능적 결손 및 복구를 평가하기 위해 행동 검사를 사용하기 쉬운. 사지 교대, 자세 불안정과 파스타 처리 : 여기, 우리는 구체적으로 세 가지 같은 행동 검사의 사용을 설명합니다. 설치류의 척수 손상은, 인간의 인구로, 이기종 부상입니다. 매우 유사 부상 행동 적자의 다양한 유도 할 수있다. 따라서, 부상 동물에서 병변의 심각도를 결정하는 것이 중요하다. 우리는 contralesional 측이 일방적으로 부상 (hemisection 또는 CONT 후 손상된 경우 사지 교대 작업을 결정하는 매우 효과적인 방법임을 발견usion 형 자궁 경부 척수 부상 19). 우리 그룹의 데이터는이 사지 교대 작업의 사용은 부상 후 첫 주 이내에 부상의 정도를 결정할 수 있음을 보여 주었다. 또, 이상의 중상을 입은 동물 (비 발전기)는 발전기 (앞다리 전위의 척도를 사용)에 비해 상당히 다른 복구 구배를 갖는다. 따라서, 사지 교대 작업이 연구는 각 치료 그룹의 병변 정도의 동등한 분배가 보장하는 만성 치료를 포함하는 경우 특히, 발전기 및 비 발전기로 부상 쥐를 그룹화에 매우 유용합니다. 그것은 앞다리 - 교대 시험 (예 : 앞다리의 전위의 규모 또는 실린더 발 환경 테스트 등) 동물의 앞발의 사용을 검토 할 수있는 다른 작업과 함께 사용하는 것이 좋습니다. 이 시험은 투여하면서 실험자가 시험 동일한 횟수를 수행하는 것이 필수적이다각 손으로 (예를 들면 두번 왼손으로 두번 오른쪽으로) 랫트의 행동 실험에 손 위치의 영향을 최소화한다. 동물이 실험자의 손에 완화되는 경우이 테스트는 유효하다, 제안 처리의 2 ~ 3 주 동안 휴식을 주어야한다. 동물이 편안하면 또한, 실험은 내 - 동물의 변화를 방지하기 위해 수레 위치에 거의 90 ° 동물을 보유해야한다. 동물 발 개별적으로 단계를 할 수 없습니다 만, 교대 작업을 수행 할 수있을 때 앞다리 - 교대 테스트는 크로스 척추 신경 연결에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 이러한 척수의 길이를 따라 쥐, 많은 뇌 영역뿐만 아니라 지역 중앙 패턴 발생기 (CPGs)와 같은 동물의 정상적인 네 발 운동을 위해 참여하고 있습니다. 특히 앞다리 리듬 운동을 위해, 자궁 경부 척추 세그먼트, C3-C6 22 중요한 것으로 생각되고 있습니다. 이전에, 우리는 descri병변을 동물의 발전기 및 비 발전기 사이에 침대 해부학 적 차이 (C3/C4에서 측면 hemisection 시행 하였다) 및 비 교류 동물 (18)의 contralesional 등의 열 및 피질 기관에 더 많은 손상을 발견했다. 이것은 앞다리의 움직임, 리듬 패턴 발생기는 자궁 헤미 세그먼트의 각 수준에서 존재하고 크로스 코드 억제제 연결이 교대 23에 대한 책임이 있다고 생각한다. 척수의 contralesional이 더 손상되는 경우, 리듬 모터 출력이 더 가능성이있는 반면 우리의 이전의 해부학 적 연구 결과는 또한, 척수의 contralesional면에 손상 (예 : 교대 등) 리듬 모터 출력에 혼란을 일으킬 수 있다는 것을 의미한다 정상적으로 작동합니다. 우리는 코드의 contralesional 중간 복부 부분에 상당한 손상을 준수하지 않았고, 따라서 그 분석은 수행되지 않았습니다. 여기에 설명 된 자세 불안정성 테스트 버전이며<html> Y 유용한 테스트가 일방적 병변에 의한 두 앞다리 (IPSI 및 contralesional)의 변화를 감지 할 수 있기 때문이다. 그것은이 시험은 동물이 실험자의 손에 완화되는 경우에만 투여해야하는 것이 중요합니다. 우리의 경험에 의하면,이 2 ~ 3 주 동안 동물의 일일 처리를 취할 수 있습니다. 실험 및 동물 락되면,이 검사는 매우 민감하며, 각 앞다리 고도로 일관된 변위 데이터를 얻기 위해 사용될 수있다. 동물이 긴장하면 실험 부드럽게 동물을 보유하고 동물이 편안하고 테이블이 안전한 위치에 있음을 이해 될 때까지 테이블에 떨어져과 위 아래로 이동합니다. 동물이 편안하면, 그것은 일관된 결과를 수레 위치에서 약 90 °의 동물을 보유하는 것이 중요합니다. 이 테스트는 관리가 용이​​하고 하나의 간단한 작업과 보상 및 적자에 대한 정보를 제공하여 다른 행동 검사 넘어 통찰력을 제공합니다. t &quot;&gt; 쥐가 쉽게 카메라 앞에서 훈련 후 건조 파스타를 먹는다. 따라서, 파스타 처리가 관리 할 수​​있는 비교적 쉬운 시험입니다.이 연구에서, 우리는 기록 된 사지의 사용에 대한 데이터를 사용하여 (왼쪽, 오른쪽 또는 둘 다) 및 시간 단지 파스타를 먹고. 파스타를 먹는 동안 발 조정 등의 자세한 분석과 같은 일방적 인 허혈성 병변 및 일방적 인 선조체 도파민 고갈 20,21,24로 부상 동물에서 이전에 설명되어 있습니다. 따라서 더 개발하고 사용하는 것이 가능하다 .이 왼손잡이 또는 각 손과 능력을 보여줄 수로 파스타를 먹는 시험에서 중요한 분석은 CSCI 후 우리는 득점 판에 발 위치를 포함 또한, 우리는 각각의 발의 그립을 주목됩니다. 어떤 동물은 한쪽에 자신의 발을 휴식 동물 파스타를 먹고 주저하는 경우에 파스타, 지원으로 가능하게 그것을 사용하기보다는 먹는 동안 그립 파스타., 음식 부족 단계는 시험 전에 프로토콜을 도입 할 수있다.

경추 척수 손상 (CSCI)는 모든 SCIS의 약 62 % (대표 환자에서 SCI의 가장 일반적인 형태입니다 <a href="http://www.spinalcord.uab.edu" target="_blank">http://www.spinalcord.uab.edu</a> ). 자궁 경부 척수 부상은 상지뿐만 아니라 호흡 장애가 발생할 수 있습니다. CSCI 환자의 최근 연구는 암 및 / 또는 손의 일부 또는 전체 기능이 주요 우선 순위가 1로 간주됩니다 것을 제안합니다. 따라서, CSCI 모델과, 쉬운 민감한 및 사용에 신뢰할 수있는 관련 행동 분석을 개발하는 것은 중요한 목표이다. 설치류 1-17 CSCI 후 앞다리의 기능을 평가하기 위해 몇 가지 유용한 행동 검사, 그러나, 이러한 테스트의 대부분은 사용하기 어렵고, 전문 장비를 필요가있다. 긴을 요구하는 파스타 테스트를 취급하는 다른 그룹 (18, 19)에 의해 개발되었지만,이 테스트는 동물이 특정 파스타 먹는 케이지에서 촬영하는 것이 필요우리가 제안하는 방법은 동물의 홈 케이지에서 수행 할 수있는 반면, 기간을 훈련. 이전에 설명 파스타 테스트는 여기에 설명 된 테스트와 달리, 중요한 분석 시간과 종종 고가의 소프트웨어가 필요합니다. 우리의 방법의 목적은 개발 및 사용, 사용하기 쉽고 신뢰할 수있는 행동 검사를하고, 고가의 장비를 필요로하지 않는 것입니다. 특히, 여기에 설명 된 앞다리 단계 교대 시험은 만성 처리를 투여하기 전에 동등한 대우 그룹을 생성 할 수있는 방법을 제공하고, 연구자가 초기 부상 후 병변의 양을 추정 할 수 있습니다. (1) 앞다리 스텝 교대, (2) 자세 불안정성, (3) 파스타 처리 : 본 연구에서는, 우리는 구체적으로 세 가지 새로운 행동 검사에 대해 설명합니다. 사용할 수있는 권리 행동 테스트를 결정하는 것은 어려울 수 있습니다. 사실, 우리는 아무도 행동 테스트가 적절하게 앞다리의 기능을 평가할 수 없다고 생각합니다. 그러므로, 우리는 엉덩이에 약간 행동 검사의 조합을 사용하여 제안SCI 후 ESS의 앞다리 기능. 절대적으로 말하자면, 하나는 오픈 필드 전위 형 작업 동물이 정상적인 운동 중 자신의 앞발의 사용에 평가됩니다 (예를 들어 앞다리 전위의 규모, 실린더), 동물이 특정 작업을 수행하도록 요청하는 작업 특정 테스트를 사용한다 자신의 앞다리를 사용 (예, 파스타 식사, 자세 불안정, 악력 등)를 포함. 여기에 상세하게 설명하는 행동 검사는 ~ 일주일 후 병변 (앞다리 스텝 교대, 자세 불안정, 파스타 처리), contralesional 앞다리 (앞다리 스텝 교대, 자세 불안정에 일방적으로 병변의 효과에 병변의 심각도를 결정하는 데 유용합니다 )과 앞발의 미세 운동 운동 (파스타 처리). 정도와 사용 된 병변의 효과를 알고도 적절한 행동 검사를 지시 할 수 있습니다. 손목의 미세 운동의 움직임이 테스트를 사용하여 병변 후 가능하지 않은 경우 그 조치 및 quantif이거 앞다리 발의 사용이 부적절합니다. 예를 들어, 이전에 설명 파스타 테스트를 취급하는 많은 숫자의 개인 운동에 깊이에서 더 많은 봐, 그러나, 우리는 우리의 부상의 정도와 위치를 발견,이 무관이었고, 대신 사지의 전체적인 배치의 차이를 관찰했다. 많은 연구자 행동 검사를 실시하여 그 결과에 근거 시연 이들 샘플을 사용하고 싶어 할 수 있지만, 사용되는 각각의 실험 모델에 대한 예비 연구는 병변에 대한 적절한 행동 검사를 결정하기 위해 수행하는 것이 권장된다. 따라서, 사용자가 사용하는 행동 검사 결정하기 전에 특정 병변 분류 적자 및 정도의 분류 중 적어도 일부에 대한 사전 지식이 있어야한다는 것이 중요하다. 행동 실적에 따라 병변의 심각도를 평가하면 치료 그룹은 치료 전에 병변의 정도의 동일한 분포를 만들 수 있습니다, 표준을 관리합니다.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Material/ Equipment</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments/Description</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sand paper</td>
 <td>3M</td>
 <td>5097</td>
 <td>3M Gold Fre-Cut Sandpaper was used. 
 Any 220-grit sandpaper would work well </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dry Pasta</td>
 <td>Skinner</td>
 <td></td>
 <td>Skinner Thin Spaghetti was used. It is available at Walmart</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

assessing forelimb function after unilateral cervical sci using novel tasks: limb step-alternation, postural instability and pasta handling

경추 척수 손상 (CSCI)의 손상 또는 상지와 손 기능의 손실 등의 파괴적인 신경 학적 결손을 일으킬 수 있습니다. 인간의 척수 손상의 대부분은 자궁 수준에서 발생합니다. 따라서, 자궁 경부 손상 모델을 개발하고 관련 민감한 행동 테스트를 개발하는 것은 매우 중요합니다. 여기에서 우리는 쥐에서 경추 척수 손상 후 새로 개발 앞다리 스텝 교호 시험의 사용을 설명한다. 자세 불안정성 검사 (PIT), 및 파스타 처리 시험 : 또, 척수 손상 후 사용되지 않은이 행동 검사를 설명한다. 세 가지 행동 테스트는 부상에 매우 민감하고 사용하기 쉽습니다. 따라서 우리는 이러한 행동 검사는 CSCI 후 치료 전략을 조사하는 수단이 될 수 있다는 것을 생각합니다.

우리는 동물이 향상 분석을위한 반복 측정 유형의 실험에 실험을하는 동안 정기적으로 테스트 할 시간이 지남에 개선을 분석하는 것이 좋습니다. 앞다리 스텝 교대 테스트 이 시험은 그 앞다리의 사용을 대체하는 동물의 능력을 결정하기 위해 설계된다. 앞다리 스텝 교호 테스트를 사용하여, 동물의 50 %만이 12 ~ 16 주 후 손상 (도 1a)에 CSCI 19 후에 그들의 앞다리의 사용을 대체 할 수 있었다. 다음으로 우리는 두 번째 단계 앞으로 동물을 이동하기 전에 첫 번째 단계 후에 동물 정지를 개최하여 지연 (5 초)을 소개했다. 사지의 사용 (전체 병변을 그룹의 25 %)를 번갈아 된 동물의 50 %는 5 초 지연 (그림 1B) 이후에 대체 할 수 있었다. 우리는 해부학 연구와 이러한 연구 결과를 상관 관계 분석은 발전기는 뜻인지를 밝혀스페어 된 피질 기관 [F (1,1) = 5.56, P &lt;0.05]와 contralesional면 19 등의 칼럼 [F (1,1) = 19.2, P &lt;0.003]의 ntly 큰 영역. 이러한 데이터는 앞다리 스텝 교호 테스트 병변의 심각도뿐만 아니라 병변 unilaterality을 예측할 수 있음을 나타낸다. 이 테스트는 반복 측정 분석을 분석해야한다 공칭 범주 데이터가 발생할 수 있습니다. 이 예에서, 우리가 그룹 간의 차이를 설명하기 위해 한 시간 포인트를 사용하여, 반복 측정하지 않았다. 각 동물 (각각 심각한 대 중간) 부상의 두 그룹으로 동물을 분리하는 &quot;발전기&quot;또는 &quot;비 - 발전기&quot;로 분류됩니다. 자세 불안정 테스트 척수의 일방적 인 병변 장애 및 / 또는 영향을 사지에뿐만 아니라 비 장애인 사지에뿐만 아니라 변화를 일으킬 수 있습니다. 자세 불안정 테스트 (PIT)는 이전에 DESC했다ribed 및 파킨슨 병 (18)의 설치류 모델 동물에서와 CSCI (19)의 설치류 모델에서 사용. 우리는 CSCI 후 PIT를 사용하고 병변의 상태에 큰 영향 [F (1,1) = 8.17, P &lt;0.01]가 있었다는 것을 것을을 발견했습니다. 또한, 앞다리 변위 (무게 중심을 되 찾는 거리) (가짜 수술과 동물에 비해 부상당한 동물의 ipsilesional 측면 (오른쪽 앞다리)에서 유의하게 더 컸다 8.00 ± 0.10 cm, p &lt;0.0001 대 6.00 ± 0.24 cm, 그림 2 ). contralesional 앞다리의 변위 거리가 가짜로 작동하는 동물 (; 그림 2 4.00 ± 0.10 CSCI에 대한 cm, p &lt;0.0001 대 가짜 6.00 ± 0.25 cm)에 비해 병변을 동물에서 유의하게 작았 다. 이 결과는 contralesional 앞다리도 contralesional foreli으로 반대편에 의한 병변의 변경 (자세 조정에있는, 즉 변화의 결과 나타냅니다) 무게 중심을 회복하기 위해 MB. 이 테스트에서 데이터를 정량적되며 실험을하는 동안 그룹의 변화를 검사하는 반복 측정 ANOVA를 사용하여 분석한다. 파스타 처리 시험 파스타 처리는 건조 파스타의 조각을 먹는 동안 앞다리의 숙련 된 사용을 테스트하도록 설계되었습니다. 유사한 시험은 일방적 인 뇌졸중과 파킨슨 병 (20, 21)의 동물 모델에서와 CSCI 19 후 앞발의 숙련 된 사용 적자를 감지 이전에 사용되었습니다. 만성 시점에서 부상 (12 주 후 부상) 한 후, 모든 가짜 동물 테스트 기간 동안 두 발을 사용하여 파스타를 먹었다. 병변을 그룹에서, 우리는 파스타의 조각을 먹는 전체 시간은 대조군 (그림 3)과 유사한 것으로 나타났습니다. 그러나, 더 많은 교류 발전기 (온화한 상해; 15 중 10) (심각 그룹 부상이 아닌 발전기에 비해 자신의 ipsilesional 앞다리를 사용 할 수 있었다; 7 중; <strong&gt; 그림 3). 파스타 처리 시험은 연속 및 정량 (파스타를 먹는 시간), 및 범주 (발 사용)하고 적절하게 분석해야한다 둘 다 데이터를 제공합니다. <img alt="그림 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig1highres.jpg" /> 앞다리 단계 교대 테스트를 사용 앞다리의 기능 그림 1. 만성 평가는 다른 병변의 중증도와 동물의 서로 다른 두 그룹을 공개했다. 동물은 앞으로 두 발을 사용하여 스테핑 동안 행동의 차이를 보였다. 다른 사람이 행에있는 두 contralesional 단계 (비 발전기를 복용하여 단계 교대의 부족을 보여 주었다 반면, (5 10 명 중 병변을 쥐 발전기를) 스테핑 동안 병변을 동물의 50 %가 발을 교대로 5 ~ 10 중 병변을 래트). 5 초 지연이 인트 사이에 도입 된 경우 더 많은 동물은 여러 contralesional 조치를 취할 이러한 경향을 표시PS (10 병변을 쥐 중 8). <img alt="그림 2" fo:content-width="4.6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig2highres.jpg" /> .. *, 자세 불안정 테스트 (PIT)를 사용하여 그림 2 만성 앞다리 행동 평가는 예상대로, 자궁 경부 척수 손상 (CSCI)와 동물 ipsilesional 앞다리는 8cm 대 6cm (가짜 수술과 동물보다 훨씬 더 큰 변위 거리가 있었다 p &lt;0.0001). (, * P &lt;0.0001 4cm 대 6cm) 또한, contralesional 앞다리의 변위 거리가 가짜 운영하는 동물에 비해 병변을 동물에서 유의하게 작았 다. 이 병변을 동물의 PIT 동안 contralesional 가지의 향상된 기능을 제안 할 수 있습니다. <img alt="그림 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig3highres.jpg" /> <strong&gt; 그림 3. 앞다리 평가 파스타 처리를 사용하여 테스트를 먹고는 병변을 비 발전기에 상당한 장애를 보였다. 동물 파스타의 표준 조각을 부여했다. 발 사용과 파스타를 먹는 시간을 기록 하였다. 결과는 발전기의 낮은 숫자 (33 %)가 독점적으로 비 발전기 (86 %)에 비해 (더 심한 손상을 나타내는) 자신의 contralesional 앞다리를 사용하는 것으로 나타났다. 또한, 세 그룹 (가짜, 발전기를 병변을, 비 발전기 병변을) 동물은 파스타 (P &lt;0.05)을 먹는 시간과 비슷한 길이를했다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50955/50955fig3large.jpg" target="_blank">큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오</a> .

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Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling

설치류의 자궁 경부 척수 손상 후 앞다리의 기능을 평가하기위한 세 가지 새로운 행동 검사 (앞다리 스텝 교대, 자세 불안정 시험, 파스타 처리 시험)에 설명되어 있습니다.

소설 작업을 사용하여 일방적 경부 SCI​​ 후 앞다리의 기능을 평가 : 사지 스텝 교대, 자세 불안정 및 파스타 처리

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority ...

assessing-forelimb-function-after-unilateral-cervical-sci-using-novel

Research

JoVE Journal

Behavior

21.6K 조회수.  The University of Texas at Austin.  설치류의 자궁 경부 척수 손상 후 앞다리의 기능을 평가하기위한 세 가지 새로운 행동 검사 (앞다리 스텝 교대, 자세 불안정 시험, 파스타 처리 시험)에 설명되어 있습니다. 

비디오: Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling

Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have developed visual cognitive tasks for rats using the Floor Projection Maze1,2&#160;that are optimized for visual abilities of rats permitting stronger comparisons of experimental findings with other species.
In order to investigate neural correlates of learning and memory, we have integrated electrophysiological recordings into fully automated cognitive tasks on the Floor Projection Maze1,2. Behavioral software interfaced with an animal tracking system allows monitoring of the animal's behavior with precise control of image presentation and reward contingencies for better trained animals. Integration with an in vivo electrophysiological recording system enables examination of behavioral correlates of neural activity at selected epochs of a given cognitive task.
We describe protocols for a model system that combines automated visual presentation of information to rodents and intracranial reward with electrophysiological approaches. Our model system offers a sophisticated set of tools as a framework for other cognitive tasks to better isolate and identify specific mechanisms contributing to particular cognitive processes.

We describe protocols for training rats for chronic electrophysiological recordings in fully automated cognitive tasks on a Floor Projection Maze.

바닥 투사 미로를 사용하여 녹음 신경 활동에 대한 자동화 된 시각인지 작업

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have ...

연구

행동분석학

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in different areas of their brain for the localization of their seizure focus and eloquent areas. After implantation, the patient must remain in the hospital until the pathological area of brain is found and possibly resected. During this time, these patients offer a unique opportunity to the research community because any number of behavioral paradigms can be performed to uncover the neural correlates that guide behavior. Here we present a method for recording brain activity from intracranial implants as subjects perform a behavioral task designed to assess decision-making and reward encoding. All electrophysiological data from the intracranial electrodes are recorded during the behavioral task, allowing for the examination of the many brain areas involved in a single function at time scales relevant to behavior. Moreover, and unlike animal studies, human patients can learn a wide variety of behavioral tasks quickly, allowing for the ability to perform more than one task in the same subject or for performing controls. Despite the many advantages of this technique for understanding human brain function, there are also methodological limitations that we discuss, including environmental factors, analgesic effects, time constraints and recordings from diseased tissue. This method may be easily implemented by any institution that performs intracranial assessments; providing the opportunity to directly examine human brain function during behavior.

Patients implanted with intracranial electrodes provide a unique opportunity to record neurological data from multiple areas of the brain while the patient performs behavioral tasks. Here, we present a method of recording from implanted patients that can be reproducible at other institutions with access to this patient population.

두개 내 전극 피사체에 행동 작업 수행

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

Acquisition of a High-precision Skilled Forelimb Reaching Task in Rats

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor learning and execution is of critical importance in order to understand the principles and processes that underlie motor function. Here we present a paradigm to study movement acquisition within a daily session of training (within-session) representing the fast learning component and primary acquisition as well as skilled motor learning over several training sessions (between-session) representing the slow learning component and consolidation of the learned task. This behavioral paradigm increases the degree of difficulty and complexity of the motor skill task due to two features: First, the animal realigns its body prior to each pellet retrieval forcing renewed orientation and preventing movement execution from the same angle. Second, pellets are grasped from a vertical post that matches the diameter of the pellet and is placed in front of the cage. This requires a precise grasp for successful pellet retrieval and thus prevents simple pulling of the pellet towards the animal. In combination with novel genetics, imaging and electrophysiological technologies, this behavioral method will aid to understand the morphological, anatomical and molecular underpinnings of motor learning and memory.

A paradigm is presented to analyze the acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats.

숙련 된 앞다리가 쥐에서 작업을 도달하는 고정밀의 취득

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor ...

Using Fiberless, Wearable fNIRS to Monitor Brain Activity in Real-world Cognitive Tasks

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular coupling, fNIRS is able to measure the haemoglobin concentration changes secondary to neuronal activity. Compared to other neuroimaging techniques, fNIRS represents a good compromise in terms of spatial and temporal resolution. Moreover, it is portable, lightweight, less sensitive to motion artifacts and does not impose significant physical restraints. It is therefore appropriate to monitor a wide range of cognitive tasks (e.g., auditory, gait analysis, social interaction) and different age populations (e.g., new-borns, adults, elderly people). The recent development of fiberless fNIRS devices has opened the way to new applications in neuroscience research. This represents a unique opportunity to study functional activity during real-world tests, which can be more sensitive and accurate in assessing cognitive function and dysfunction than lab-based tests. This study explored the use of fiberless fNIRS to monitor brain activity during a real-world prospective memory task. This protocol is performed outside the lab and brain haemoglobin concentration changes are continuously measured over the prefrontal cortex while the subject walks around in order to accomplish several different tasks.

Monitoring brain activity outside the lab without physical constraints presents methodological challenges. A fiberless, wearable functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) system was used to measure brain activity during an ecological prospective memory task. It was demonstrated that this system could be used to monitor brain activity during non-lab based experiments.

실제 세계인지 작업의 뇌 활동을 모니터 Fiberless, 착용 할 수있는 fNIRS 사용

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular ...

Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral motor impairments that are frequently dominated in the upper limb. In addition to a reduced movement capacity of the affected upper limb, several children with unilateral CP show a reduced awareness of the remaining movement capacity of that limb. This phenomenon of disregarding the preserved capacity of the affected upper limb is regularly referred to as Developmental Disregard (DD). Different theories have been postulated to explain DD, each suggesting slightly different guidelines for therapy. Still, cognitive processes that might additionally contribute to DD in children with unilateral CP have never been directly studied. The current protocol was developed to study cognitive aspects involved in upper limb control in children with unilateral CP with and without DD. This was done by recording event-related potentials (ERPs) extracted from the ongoing EEG during target-response tasks asking for a hand-movement response. ERPs consist of several components, each of them associated with a well-defined cognitive process (e.g., the N1 with early attention processes, the N2 with cognitive control and the P3 with cognitive load and mental effort). Due to its excellent temporal resolution, the ERP technique enables to study several covert cognitive processes preceding overt motor responses and thus allows insight into the cognitive processes that might contribute to the phenomenon of DD. Using this protocol adds a new level of explanation to existing behavioral studies and opens new avenues to the broader implementation of research on cognitive aspects of developmental movement restrictions in children.

Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.

대상 - 응답 작업하는 동안 이벤트 관련 전위를 일방적 뇌성 마비 아동의 상지 사용의인지 과정을 연구하기 위해

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

Sit-to-stand-and-walk from 120% Knee Height: A Novel Approach to Assess Dynamic Postural Control Independent of Lead-limb

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: STW). Thus, in clinical rehabilitation separation of sit-to-stand and gait initiation - termed sit-to-stand-and-walk (STSW) - is usual. However, a standardized STSW protocol with a clearly defined analytical approach suitable for pathological assessment has yet to be defined.
Hence, a goal-orientated protocol is defined that is suitable for healthy and compromised individuals by requiring the rising phase to be initiated from 120% knee height with a wide base of support independent of lead limb. Optical capture of three-dimensional (3D) segmental movement trajectories, and force platforms to yield two-dimensional (2D) center-of-pressure (COP) trajectories permit tracking of the horizontal distance between COP and whole-body-center-of-mass (BCOM), the decrease of which increases positional stability but is proposed to represent poor dynamic postural control.
BCOM-COP distance is expressed with and without normalization to subjects&#39; leg length. Whilst COP-BCOM distances vary through STSW, normalized data at the key movement events of seat-off and initial toe-off (TO1) during steps 1 and 2 have low intra and inter subject variability in 5 repeated trials performed by 10 young healthy individuals. Thus, comparing COP-BCOM distance at key events during performance of an STSW paradigm between patients with upper motor neuron injury, or other compromised patient groups, and normative data in young healthy individuals is a novel methodology for evaluation of dynamic postural stability.

Here, we present a novel protocol to measure positional stability at key events during the sit-to-stand-to-walk using the center-of-pressure to the whole-body-center-of-mass distance. This was derived from the force platform and three-dimensional motion-capture technology. The paradigm is reliable and can be utilized for the assessment of neurologically compromised individuals.

앉아 - 투 - 독립 및-거리에 120 % 무릎 높이에서 : 소설 접근을 동적 자세 제어 독립적 인 리드 사지의 평가에

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: ...

The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity largely use video analysis of reaching or food manipulation. While these tasks are easy to implement and are robust across disease models, they are subjective and laborious for the experimenter. Automating traditional tasks or creating new automated tasks can make the tasks more efficient, objective, and quantitative. Since rats are less dexterous than primates, central nervous system (CNS) injury produces more subtle deficits in dexterity, however, supination is highly affected in rodents and crucial to hand function in primates. Therefore, we designed a semi-automated task that measures forelimb supination in rats. Rats are trained to reach and grasp a knob-shaped manipulandum and turn the manipulandum in supination to receive a reward. Rats can acquire the skill within 20 &plusmn; 5 days. While the early part of training is highly supervised, much of the training is done without direct supervision. The task reliably and reproducibly captures subtle deficits after injury and shows functional recovery that accurately reflects clinical recovery curves. Analysis of data is performed by specialized software through a graphical user interface that is designed to be intuitive. We also give solutions to common problems encountered during training, and show that minor corrections to behavior early in training produce reliable acquisition of supination. Thus, the knob supination task provides efficient and quantitative evaluation of a critical movement for dexterity in rats.

This manuscript describes a semi-automated task that quantifies supination in rats. Rats reach, grasp, and supinate a spherical manipulandum. The rat is rewarded with a pellet if the turn angle exceeds a criterion set by the user. This task increases throughput, sensitivity to injury, and objectivity compared to traditional tasks.

손잡이 Supination 작업: 쥐의 Forelimb 함수를 평가 하기 위한 반 자동화 방법

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity ...

Control of Eating Behavior Using a Novel Feedback System

Subjects eat food from a plate that sits on a scale connected to a computer that records the weight loss of the plate during the meal and makes up a curve of food intake, meal duration and rate of eating modeled by a quadratic equation. The purpose of the method is to change eating behavior by providing visual feedback on the computer screen that the subject can adapt to because her/his own rate of eating appears on the screen during the meal. The data generated by the method is automatically analyzed and fitted to the quadratic equation using a custom made algorithm. The method has the advantage of recording eating behavior objectively and offers the possibility of changing eating behavior both in experiments and in clinical practice. A limitation may be that experimental subjects are affected by the method. The same limitation may be an advantage in clinical practice, as eating behavior is more easily stabilized by the method. A treatment that uses this method has normalized body weight and restored the health of several hundred patients with anorexia nervosa and other eating disorders and has reduced the weight and improved the health of severely overweight patients.

Subjects eat food from a plate placed on a scale connected to a computer that records the weight loss of the plate during the meal. Feedback on the computer screen allows the subject to adapt her/his eating behavior to reference curves thus normalizing body weight.

먹는 소설 피드백 시스템을 사용 하 여 동작의 제어

Subjects eat food from a plate that sits on a scale connected to a computer that records the weight loss of the plate during the meal and makes up a curve ...

A Novel Single Animal Motor Function Tracking System Using Simple, Readily Available Software

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor deficits. Motor impairments were manually quantified through an open field grid test to measure the gross motor function and through a ladder test to measure the fine motor function. Here, we discuss a technique for the automated quantification of the video-recorded tests using our custom Capadona Behavioral Video Analysis System: Grid and Ladder Test, or BVAS. Leveraging simple and readily available coding software (see the Table of Materials), this program allows for the tracking of a single animal on both the open field grid and the ladder tests. In open field grid tracking, the code thresholds the video for intensity, tracks the position of the rat over the 3 min duration of the grid test, and analyzes the path. It then computes and returns measurements for the total distance traveled, the maximum velocity achieved, the number of left- and right-handed turns, and the total number of grid lines crossed by the rat. In ladder tracking, the code again thresholds the video for intensity, tracks the movement of the rat across the ladder, and returns calculated measurements including the time it took the rat to cross the ladder, the number of paw slips occurring below the plane of the ladder rungs, and the incidence of failures due to stagnation or reversals. We envision that the BVAS developed here can be employed for the analysis of motor function in a variety of applications, including many injury or disease models.

The current study aimed to automate the quantification of motor deficits in rats. The initial evaluation model assesses motor loss resulting from an intracortical microelectrode implantation in the motor cortex. We report on the development and use of a tracking algorithm using easily adaptable, simple, and readily available coding software.

소설 동물 모터 기능 추적 간단 하 고 쉽게 사용할 수 있는 소프트웨어를 사용 하 여 시스템

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor ...

An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, clinicians typically employ the pull test to grade corrective responses to a backward perturbation at the shoulders. However, the pull test is prone to issues with reliability and scaling (score/4). Here, we present an instrumented version of the pull test to more precisely quantify postural responses. Akin to the clinical test, pulls are manually administered except pull force is also recorded. Displacements of the trunk and feet are captured by a semi-portable motion tracking system. Raw data represent distance traveled (in millimeter units), making subsequent interpretation and analysis intuitive. The instrumented pull test also detects variabilities influencing pull test administration, such as pull force, thereby identifying and quantifying potential confounds that can be accounted for by statistical techniques. The instrumented pull test could have application in studies seeking to capture early abnormalities in postural responses, track postural instability over time, and detect responses to therapy.

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is difficult to quantify. Clinical assessments such as the pull test suffer issues with reliability and scaling. Here, we present an instrumented version of the pull test to objectively characterize postural responses.

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, ...

소설 작업을 사용하여 일방적 경부 SCI​​ 후 앞다리의 기능을 평가 : 사지 스텝 교대, 자세 불안정 및 파스타 처리

소설 작업을 사용하여 일방적 경부 SCI 후 앞다리의 기능을 평가 : 사지 스텝 교대, 자세 불안정 및 파스타 처리