Agradecemos a cuidadores de animais em instalações de animais do ENI para ajuda com a criação e Dr. Nuno Raimundo para comentários úteis sobre o manuscrito. I.M. é suportado por subvenções da Fundação pesquisa alemã (DFG) através do centro de investigação em colaboração SFB-889 (projeto A8) e SFB-1190 (projeto P02) e o Emmy Noether Young Investigator Award (1702/1). C.M.R. é suportado pela sociedade da escola de pós-graduação de Göttingen para Neurociências, biofísica e Biociências moleculares (GGNB).

Todas as experiências com animais aqui relatadas são conduzidas de acordo com as orientações europeias para o bem-estar animal (2010/63/UE) com aprovação o Niedersächsisches Landesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (elevam), número de registro 14 / 1701.
1. estudo Design
<ol><li>Como trabalho de comportamento animal requer um planejamento cuidadoso, considere os seguintes parâmetros ao projetar o experimento.<ol>
<li>Número de animais necessários por grupo.<ol>
<li>Use um software estatístico (por exemplo, de passagem, EDA ou GPower) para calcular o tamanho de grupo necessários. Nota: O tamanho de grupo varia de acordo com a variação entre os animais e a severidade do fenótipo. Para a análise cinemática da marcha, o número de ratos é normalmente 10-20 por grupo.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Sexo dos animais experimentais.<ol>
<li>Considere o efeito dos níveis de estrogênio sobre o experimento, dependendo da estirpe animal. Nota: Muitos estudos de comportamento focar os machos para evitar a influência dos níveis de estrogênio sobre o experimento. Essas influências são mais ou menos fortes, dependendo da estirpe de fundo animal.</li>
			<li>Se ambos os sexos serão usados, testar a influência do sexo e avaliar os dois sexos de forma independente, quando necessário.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Idade dos animais experimentais.<ol>
<li>Use animais adultos (2 meses de idade, ou mais) se apenas o único ponto é necessária.</li>
			<li>Selecione vários pontos de tempo quando a mudança de comportamento motor com o avançar da idade está a ser estudado. O mais antigo ponto de tempo possível é 1 mês, depois que os ratos são desmamados de suas mães. Teste os animais em intervalos regulares, por exemplo, a cada 1, 2 ou 3 meses.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Solicitar autorização das autoridades locais para realizar testes de comportamento animal.</li>
	<li>Faça planos para adquirir os animais de teste.<ol>
<li>Fazer um plano de reprodução ou contacte um distribuidor de animais em tempo hábil para que suficiente animais experimentais estão disponíveis no dia quando começaram os experimentos.</li>
		<li>Permitir que os animais possam se habituar durante uma semana, se forem mantidos em uma sala nova/configuração durante os experimentos.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. vídeo gravação
Nota: Para ilustrar o uso da análise cinemática da marcha, aqui um sistema de imageamento comercialmente disponível com seu acompanhamento de imagem e software de análise (ver a Tabela de materiais) são utilizados.
<ol><li>Inicie o computador e o software de sistema de imagem.</li>
	<li>Determine o estado de saúde e o bem-estar de cada animal por observá-la em sua gaiola em casa e pesando em um equilíbrio.</li>
	<li>Quando necessário, aplica suavemente a tinta vermelha para as patas do animal com uma escova. Permitir que a tinta secar por ~ 5 min em uma gaiola limpa sobressalente. Nota: Evite pintar o abdômen do animal, como a tinta é usada para realçar o contraste entre as patas e o corpo. É útil ter a pintura a dedo preto útil para correções. Este passo é necessário para animais com pelo marrom, ou no caso as patas têm sido tatuadas para identificação. Se escolhida para pintar as patas de um animal, todos os animais do mesmo grupo e grupo controle precisam ser pintada também.</li>
	<li>Definir a velocidade da esteira no lado superior direito do aparelho; Se mais de uma velocidade de marcha será aplicada, comece com a menor velocidade.</li>
	<li>Colocar o animal na câmara de teste (evitar aperto a cauda ou patas, quando a câmara fechada). Cobrir a câmara com um pano escuro e permitir que cada animal ajustar para 1-2 min.</li>
	<li>Acenda a luz na câmara de teste, rodando o selector de luz de esteira para a posição "on". Gire o botão rotativo de esteira para "encaminhar", para começar a esteira e, em seguida, clique no botão "gravar" no software gerador de imagens. Nota: Enquanto a esteira está em execução, é importante observar o desempenho animal com cuidado e constantemente: parar a esteira imediatamente se o animal não consegue acompanhar a velocidade da esteira, ou mostra os sintomas secundários não relacionadas a locomoção (por exemplo, ataques epilépticos). Condições de testes podem precisar ser reajustado.</li>
	<li>Quando o animal corre de forma estável (não escapa rápida para os lados, de frente ou costas), gravar pelo menos 5 s antes de parar a esteira. Parar de gravar clicando em "parar" do software de sistema de imagem e coloque o selector de esteira volta para a posição "off". Nota: Para evitar execução instável dos animais pode ser útil para deixá-los correr por alguns segundos, ou para permitir a correr na direção contrária (rodando o selector de esteira para "reverter" em vez de "Avançar").</li>
	<li>Clique no botão "processamento" no software gerador de imagens para abrir um menu em que podem ser definidos o início e o ponto final da seção de vídeo (para ser usado para análise). Para fazer isso, use o controle deslizante na parte inferior da tela para navegar através do vídeo.</li>
	<li>Para selecionar o ponto de tempo atual como o início ou o ponto final, clique em "do frame #" e "para", respectivamente. Certifique-se que a seção contém pelo menos 7 passos/pata (14 passos no total) do animal funcionando de forma estável a uma velocidade constante.</li>
	<li>Digite a identificação dos animais, data de nascimento, peso e sexo. Salve os dados em um local desejado no computador ou no servidor. Clique em "câmera" para retornar à interface de gravação.</li>
	<li>Se múltiplas velocidades de execução precisam ser gravado, repita as etapas de 2,6-2.10 com as velocidades de execução desejadas. Antes de gravar o próximo vídeo, certifique-se de que a tinta vermelha ainda está presente sobre a pata, caso contrário repita a etapa 2.3.</li>
	<li>Depois da gravação, liberar o animal para sua gaiola em casa. Depois de remover um animal, limpe a correia de esteira com água e sabão seguida de desinfectante para prepará-lo para o próximo animal experimental.</li>
</ol>3. a transformação
<ol><li>Inicie o software de análise e clique em "Selecionar pasta de estudo" para selecionar a pasta com os vídeos gravados.</li>
	<li>Selecione um vídeo, ou vários vídeos que podem ser processados consecutivamente e clicam "go".</li>
	<li>Use a função de "redesenho" para selecionar a área onde o mouse está em execução; Esta seção deve conter apenas o mouse e o fundo branco.</li>
	<li>Se a função de "reverso" esteira foi usada anteriormente, selecione "verificar se o nariz do sujeito é a sua direita >>>" para espelhar o vídeo, desde que o software é projetado para analisar apenas animais correndo para a esquerda. Clique em "aceitar" para prosseguir.</li>
	<li>Use a função "refresh" para ver a máscara padrão e pata a impressão que o software detecta. Nota: O vídeo original é exibido à esquerda, e uma imagem preto e branca da proposta de pata é à direita.</li>
	<li>Insira valores nas caixas de "comprimento" e "largura" para alterar a máscara que exclui a área vermelha ao redor do focinho do animal para análise; como a cor é semelhante para as patas, não mascarando naquela área poderia resultar no software acidentalmente classificando a área como uma pata de focinho.</li>
	<li>Ajuste os controles deslizantes "ruído filtro" e "filtrar a pele e manchas escuras" para otimizar a impressão da pata preto e branco. Defina o controle deslizante "filtrar ruído" ~ 800-950 para animais pretos e ~ 700-800 para animais marrons ou brancos, dependendo da cor exata da pele do animal. Selecione "okey" quando as configurações são satisfatórias. Nota: O controle deslizante "filtrar a pele e manchas escuras" depende em como "vermelha" a pata é. Para patas pintadas, o valor é geralmente ao redor 100-120 e pelas patas não envernizadas o melhor valor é em torno de 50-100. Estas definições dependem os matizes de cor da pele e patas e precisam ser otimizado para cada animal. A cópia da pata preto e branco deve ter representações claras das patas com como pouco ruído de fundo quanto possível.</li>
	<li>Selecione um ou vários vídeos que passado o primeiro ajuste (rotulada com "@" antes do nome do vídeo) e selecione a função "ir" para iniciar a análise destes vídeos. Nota: A análise leva 2-5 min por vídeo. É possível executar a análise de vários vídeos durante a noite, desde que esta etapa exige sem a participação do experimentador.</li>
	<li>Selecione um vídeo analisado (rotulada com "@") e clique em "ir". Observe que a área de pata (em cm2) em contacto com o cinto ao longo do tempo (dinâmica de marcha) para cada pata separado agora pode ser vista. Para comparar o vídeo original e a cópia para uma área selecionada da pata calculado, use a função "reproduzir vídeo".</li>
	<li>Use as seguintes ferramentas (3) para corrigir pequenos erros cometidos pelo software.<ol>
<li>Use a opção "correta" para excluir um sinal errado, por exemplo, quando o software grava um sinal, mesmo que a pata correspondente não está em contacto com o cinto. Clique uma vez para ampliar a área relevante e marque a borda esquerda do objeto para remover com o segundo clique e borda direita com o terceiro clique.</li>
		<li>Use a opção "conectar" para combinar dois sinais, por exemplo, quando nenhum sinal é gravado por alguns quadros, mesmo que a pata está em contacto com o cinto. Clique uma vez para ampliar a área relevante e clique duas vezes no meio de dois objetos para combinar.</li>
		<li>Use a opção 'excluir' para remover pontos de tempo de análise completamente. Use esta opção somente se o erro não pode ser corrigido com o "correto" ou "conectar" função, por exemplo, quando um sinal da pata do membro anterior esquerdo acidentalmente é registrado para a pata esquerda membro posterior. Clique uma vez para ampliar a área relevante e marque a borda esquerda da área para remover com o segundo clique e borda direita com o terceiro clique. Nota: As ferramentas podem ser utilizadas para corrigir pequenos erros; erros sistemáticos (por exemplo, se o sinal de uma pata era extremamente fraco) não podem ser corrigidos: o vídeo deve ser excluído da análise e repete-se, quando possível, a gravação do respectivo animal. Nota que a opção "reproduzir vídeo" não está mais disponível após o "correto", "ligar", ou a opção "excluir" tem sido usado, e clique no botão "desfazer" redefinirá todas as 3 ferramentas de edição.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Selecione "seguida de um membro" proceder através de 4 membros; Quando "próximo membro" é clicado após a última pata, o software conclui a análise e mostra os resultados para este animal em 4 telas.</li>
</ol>4. análise de marcha
<ol><li>Quando são analisados todos os vídeos de um experimento, selecione todos os vídeos e clique em "re-organizar resultados" para exportar os resultados (uma lista de parâmetros em arquivos de planilha).</li>
	<li>Abra o arquivo com o final "reorganized_stride_info" e adicionar informações que não estão incluídas nesta planilha: informações (por exemplo, genótipo, tratamento), idade e as medições de largura e comprimento de animais que são salvos em outro grupo arquivo de planilha com o final "SFI_TFI_PFI_reorganized_stride_info".</li>
	<li>Normalizar os parâmetros da marcha para animal largura ou comprimento, sempre que necessário, por exemplo, SL para animal comprimento e SW para largura do animal.</li>
	<li>Classificar os resultados por grupo, idade e velocidade de corrida: analisar todas essas condições de forma independente. Nota: As idades diferentes ou velocidades de execução não podem ser combinadas dentro de um mesmo grupo.</li>
	<li>Calcule os valores de média (média), desvio padrão e erro padrão da média para cada parâmetro para todas as condições experimentais.</li>
	<li>Realizar análise estatística de acordo com o projeto experimental, por exemplo, usar um-de-cauda-2 t-teste para comparar animal mutante/tratados para um selvagem-tipo (WT) / controle ou ANOVA para comparar vários grupos independentes.</li>
	<li>Olha medido em todos os parâmetros: é útil traçar cada parâmetro para visualizar melhor os resultados. Se existem diferenças estatísticas em um determinado parâmetro, verifique se outros parâmetros dependentes alterar correspondentemente. Nota: por exemplo, se o SL é significativamente diminuída em um determinado grupo de teste, isto também causará uma maior frequência de passo (pois a velocidade é a mesma) e pode resultar em um aumento SW (a fim de manter a estabilidade da postura).</li>
	<li>Selecione os parâmetros que são mais relevantes para um modelo, e/ou são comparáveis às observações da doença humana. Para uma apresentação, criar vídeos representativos para cada grupo e complementá-las por gráficos mostrando a leitura para os parâmetros pertinentes, desde alterações sutis da marcha muitas vezes não são óbvias dos vídeos.</li>
</ol>5. resolução de problemas
Nota: Alguns animais, especialmente os modelos de rato com um fenótipo de ansiedade, podem ter dificuldades para realizar até mesmo uma simples tarefa como correr em uma esteira. A seguir estão as etapas que podem ser tomadas para reduzir os níveis de ansiedade e incentivam a execução.
<ol><li>Habituação e aplicação positiva.<ol>
<li>Em 2-3 dias antes do primeiro teste, posicione o mouse na câmara de teste, cubra-o com um pano escuro e deixar a luz desligada. Deixe o mouse ajustar ao novo ambiente para ~ 5 min Add chow ou manteiga chocolate/porca (por exemplo, Nutella) para a câmara de teste, então pode ser criada uma associação positiva.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Aplicação da negativa por limite de sopros/parte traseira do ar.<ol>
<li>Ratos não como sopros de ar ou um movimento por trás deles e vão fugir a perturbação. Para motivar a execução, use sopros de ar suave, ou movimento rítmico da barra flexível que forma o limite posterior da câmara de teste, para incentivar o mouse para correr em direção à parte frontal da câmara de teste.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Comece devagar.<ol>
<li>Ao testar a velocidades de execução rápidas, comece a esteira a uma velocidade inferior e então lentamente aumentar a velocidade da esteira para a condição de teste desejada.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Minimize a livre circulação.<ol>
<li>O comprimento de câmara de teste é limitado por duas barras ajustáveis na frente e atrás. Se um teste animal mantém-se com a velocidade, mas não é executado continuamente, limite o comprimento da câmara para resultar no funcionamento mais constante.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Se as medidas acima mencionadas não são bem sucedidas, grave a correr no dia seguinte. Se o animal ainda se recusa a executar após o teste em três dias, gravar isto como o achado e excluir o animal de mais testes. Nota: Os resultados da análise da marcha dependem de gravação de vídeo de boa qualidade. Não há nenhuma razão para excluir vídeos durante a análise, se os vídeos foram cuidadosamente registrados. Se a qualidade do vídeo é insuficiente, ele se tornará óbvio durante a etapa de 3.6 quando estão sendo definidos os parâmetros para a criação da impressão digital de pata. Se qualquer outra parte do corpo exceto as patas e focinho aparece vermelho (por exemplo, devido a pele falta em torno da genitália ou sprinklings de pintura de dedo no abdômen), a qualidade cai significativamente. Os ajustes na etapa 3.6 permitem corrigir apenas pequenas questões e se isso não pode trazer o vídeo para uma relação sinal/ruído aceitável, o vídeo precisa ser excluídos da análise e gravação precisa ser repetido. Assim, é aconselhável analisar vídeos logo após as gravações são realizadas.</li>
</ol>

Os autores declaram não concorrentes interesses financeiros.

Estudar a coordenação motora é uma abordagem útil na caracterização de modelos de doenças neurodegenerativas, especialmente para doenças como a PD em que a coordenação motora é severamente afectada. Com a ajuda de um ensaio funcional de análise cinemática da marcha, podemos identificar mudanças sutis na marcha de animais no início dos problemas de locomoção, ou em modelos com neurodegeneração fraca e, portanto, relativamente modesto fenótipo. Dada a grande variedade de fenótipos em vários modelos de...

Doenças neurodegenerativas imponham um encargo significativo para a sociedade, os doentes e as famílias e se tornará ainda maior preocupação com o aumento da expectativa de vida, e a população mundial continua a envelhecer. Um dos sintomas mais comuns de doenças neurodegenerativas são problemas de equilíbrio e mobilidade. Assim, a caracterização do comportamento motor no envelhecimento dos mamíferos (por exemplo, roedores) modelos, e/ou modelos mostrando neurodegenerativas fenótipos, é uma ferramenta valiosa para demonstrar a relevância na vivo , o modelo animal específico, ou terapêutica tratamentos que visam melhorar os sintomas da doença. Quase cada abordagem para tratar doenças neurodegenerativas, finalmente, requer testes em um modelo animal antes do início de um ensaio clínico em humanos. Portanto, é crucial ter testes de comportamento confiável e reproduzível que podem ser usados para quantificar consistentemente fenótipos doença relevantes ao longo da progressão da idade, a fim de garantir que uma droga de candidato, que mostrou potencial em um modelo in vitro , pode efetivamente melhora o fenótipo em um animal vivo.
Um dos aspectos da avaliação do comportamento motor em roedores é análise cinemática da marcha, que pode ser executada por VPI (também chamado plano ventral Videografia)1,2. Este método estabelecido capitaliza sobre gravação contínua da parte inferior dos roedores andando em cima de uma esteira motorizada e transparente correia1,2,3,4. Análise do vídeo alimentar dados cria "digital de pata" de todos os quatro membros que dinamicamente e confiantemente recapitular padrão ambulante do roedor, como originalmente descrita por Kale et al 2 e Amende et al 3.
O princípio da análise da marcha com base em imagem é medir a área de pata em contato com a correia de esteira ao longo do tempo, para cada pata individual. Cada postura é representada por um aumento na área de pata (em fase de travagem) e uma diminuição na área da pata (a fase de propulsão). Isto é seguido pela fase de balanço em que nenhum sinal é detectado. Balanço e postura junto formam um tranco. Além de parâmetros de dinâmica de marcha, parâmetros de postura podem também ser extraídos os vídeos gravados. Parâmetros exemplares e sua definição estão listados na tabela 1 e incluem postura largura (SW; a distância combinada as patas dianteiras ou traseiras ao eixo focinho-cauda), comprimento (SL; distância média entre dois avanços da mesma pata) do passo ou pata de colocação ângulo (o ângulo da pata ao eixo focinho-cauda). Os dados de postura e marcha dinâmica permitem tirar conclusões sobre equilíbrio animal (por parâmetros de postura e sua variabilidade ao longo de várias etapas) e coordenação (pelos parâmetros de dinâmica de marcha). Outros parâmetros, tais como coeficiente de ataxia (SL variabilidade calculada por [(max. SL−min. SL) / quero dizer SL]), membro posterior compartilhado postura (tempo que ambos os membros posteriores estão em contacto com o cinto), ou arrastar pata (área total da pata no cinto de postura completo para decolagem de pata) também podem ser extraídos e foram relatados para ser alterada em vários neurodegenerativas di Sease modelos5,6,7,8 (ver tabela 1).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Parâmetro</td>
			<td>Unidade</td>
			<td>Definição</td>
		</tr>
<tr>
<td>tempo de balanço</td>
			<td>MS</td>
			<td>duração de tempo que a pata não está em contacto com o cinto</td>
		</tr>
<tr>
<td>tempo de postura</td>
			<td>MS</td>
			<td>duração de tempo que a pata está em contato com a correia</td>
		</tr>
<tr>
<td>% de freio</td>
			<td>% de tempo de postura</td>
			<td>porcentagem de tempo de postura, que as patas estão em fase de freio</td>
		</tr>
<tr>
<td>propel %</td>
			<td>% de tempo de postura</td>
			<td>porcentagem de tempo de postura, que as patas estão na fase de propulsão</td>
		</tr>
<tr>
<td>largura de postura</td>
			<td>cm</td>
			<td>distância combinada das patas dianteiras ou traseiras ao eixo focinho-cauda</td>
		</tr>
<tr>
<td>comprimento do passo</td>
			<td>cm</td>
			<td>distância média entre dois passos a pata mesmo</td>
		</tr>
<tr>
<td>frequência de passo</td>
			<td>passos/s</td>
			<td>número de passos completos por segundo</td>
		</tr>
<tr>
<td>ângulo de colocação de pata</td>
			<td>DEG</td>
			<td>ângulo da pata em relação ao eixo de focinho-cauda do animal</td>
		</tr>
<tr>
<td>coeficiente de ataxia</td>
			<td>u.a.</td>
			<td>Variabilidade de SL calculado por [(max SL-min SL)/média SL]</td>
		</tr>
<tr>
<td>posição compartilhada %</td>
			<td>% de postura</td>
			<td>tempo de postura de membro posterior compartilhado; vez que ambos os membros posteriores estão em contacto com o cinto, ao mesmo tempo</td>
		</tr>
<tr>
<td>pata de arrastar</td>
			<td>mm2
</td>
			<td>área total da pata no cinto de postura completo para pata de decolagem</td>
		</tr>
<tr>
<td>carregamento de membro</td>
			<td>cm2
</td>
			<td>MAX dA/dT; máxima taxa de variação da área de pata na fase de quebra</td>
		</tr>
<tr>
<td>variação do ângulo de passo</td>
			<td>DEG</td>
			<td>desvio-padrão do ângulo entre o hind patas em função do SL e SW</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabela 1. Definição de parâmetros de chave da marcha que pode ser testado por imagem avião ventral.
Avaliar o comportamento motor dos modelos de roedores para doenças neurodegenerativas pode ser desafiador dependendo da gravidade do fenótipo de um modelo específico em uma determinada idade. Várias doenças, mais proeminentemente PD, mostrar forte comportamento motor (locomoção) déficits, tanto em pacientes e em modelos animais. Um dos quatro principais sintomas em PD é bradicinesia, que progride com o envelhecimento e se manifesta em deficiências severas da marcha já em estágios iniciais de PD9. Estudos do modelo PD agudo, roedores tratados com 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP), já utilizados de11,de10,para análise de marcha VPI12. No entanto, dada a natureza aguda deste modelo, estes estudos não se dirija a progressão relacionadas com a idade de déficit motor. Vários estudos recentes têm realizado análise de marcha em ratos envelhecidos com alterações neurodegenerativas, por exemplo,13,14,15, enfatizando a importância de compreender a progressão da doença com o avançar da idade .
Além do déficit motor, modelos animais de doenças neurodegenerativas frequentemente têm dificuldades, enfocando as tarefas de exame e mostram deficiências cognitivas proeminentes, em especial com o avançar da idade. Tal um fenótipo pode influenciar o resultado dos testes de comportamento motor. Ou seja, um dos testes mais utilizados para examinar os défices de motor, o teste rotarod16, baseia-se na cognição, atenção e esforço17,18. Enquanto a vontade de andar em uma esteira motorizada também depende desses fatores, a leitura gravada está em execução, que é uma característica mais padronizada e muito menos influenciada pela cognição alterada. Efeitos do estresse e atenção podem ser visíveis em parâmetros específicos, como tempo de balanço/postura para estresse e SL para atenção19,20, mas não na capacidade de execução global.
A abordagem de análise cinemática da marcha ainda oferece a vantagem de ter opções para ajustar o desafio para os modelos de roedores. A esteira com ângulo ajustável e velocidade permite andar a velocidades de 0,1 - 99,9 cm/s, para que os roedores com graves deficiências ambulante podem ainda ser capazes de correr a uma velocidade lenta (~ 10 cm/s). Animais com deficiência não podem ser medidos em correr mais rápido velocidades (30 - 40 cm/s). A observação de ou não os animais testados são capazes de executar em uma certa velocidade proporciona um resultado por si só. Além disso, o roedor pode ser adicionalmente desafiado para executar um plano inclinado, ou para baixo de um declínio, pela inclinação da esteira para um ângulo desejado com o auxílio de um goniômetro, ou anexando um trenó ponderado a mouse ou rato membros posteriores.
Além de numerosos estudos de proteínas simples que são uma mutação em pacientes, há uma crescente conscientização recente das ligações entre defeituoso endocitose processo e neurodegeneração13,21,22, 23,24,25,26,,27,28. Modelos com níveis reduzidos de endophilin-A de rato (doravante endophilin), um jogador-chave em ambos endocitose mediada por Clatrina13,21,29,30,31 , 32 , 33 , 45 e independente de Clatrina endocitose34, foram encontrados para mostrar a neurodegeneração e deficiências de idade-dependente na atividade locomotora13,21. Três genes codificam a família de proteínas de endophilin: endophilin 1, endophilin 2 e endophilin 3. Notavelmente, o fenótipo resultante da depleção de proteínas endophilin varia muito consoante o número de desaparecidos endophilin genes13,21. Enquanto triplo nocaute (KO) de todos os endophilin de genes é letal apenas algumas horas após o nascimento e os ratos sem ambos endophilin 1 e 2 não conseguem prosperar e morrem dentro de 3 semanas após o nascimento, KO único para qualquer um dos três endophilins não mostra nenhum fenótipo óbvio para testados condições de21. Outros genótipos mutantes endophilin mostram vida útil reduzida e desenvolvem deficiências motor com o aumento da idade13. Por exemplo, endophilin 1KO-2HT-3KO ratos exposição ambulante alterações e problemas de coordenação motora (como testado pelo rotarod e análise cinemática da marcha) já aos 3 meses de idade, enquanto seus littermates, endophilin 1KO-2WT-3KO animais, exibir um significativo redução da coordenação motora, somente em 15 meses de idade13. Devido a vasta diversidade de fenótipos nestes modelos, é necessário identificar e aplicar um teste que pode integrar uma variedade de desafios correspondente ao motor do animal e cognição habilidades, bem como a idade. Aqui, detalhamos os procedimentos experimentais que capitalizar a análise cinemática da marcha para avaliar o início e a progressão da deficiência motor em um modelo do rato que mostra alterações neurodegenerativas (i.e., endophilin mutantes). Isso inclui a medição de parâmetros da marcha em várias idades e diferentes severidades de deficiências de locomoção.

<table><tbody><tr><td>DigiGait</td><td>Mouse Specifics, Inc., Framingham, Massachusetts, USA</td><td></td><td>DigiGait Imager and Analysis Software are included with the hardware</td></tr><tr><td>non-transparent blanket or dark cloth</td><td></td><td></td><td>cover the test chamber to reduce the animal&#039;s feeling of exposure/stress</td></tr><tr><td>balance</td><td>e.g. Satorius</td><td></td><td>balance with 0.1 g accuracy and a maximum load of at least 100 g</td></tr><tr><td>red finger paint</td><td>e.g. Kreul or Staedtler</td><td></td><td>for increasing the contrast between paws and animal&amp;rsquo;s body</td></tr><tr><td>small paint brush</td><td></td><td></td><td>soft brush to apply finger paint to the animal paws</td></tr><tr><td>diluted detergent</td><td></td><td></td><td>for cleaning</td></tr><tr><td>disinfectant, e.g. Meliseptol or 70% ethanol</td><td>e.g. B.Braun</td><td></td><td>for desinfection</td></tr></tbody></table>

gait analysis of age-dependent motor impairments in mice with neurodegeneration

Testes de comportamento motor são comumente usados para determinar a relevância funcional de um modelo de roedor e testar recentemente desenvolvido tratamentos nestes animais. Especificamente, a análise de marcha permite doença recaptura fenótipos relevantes que são observados em pacientes humanos, especialmente em doenças neurodegenerativas que afetam as habilidades de motor tais como a doença de Parkinson (PD), a doença de Alzheimer (AD), amiotrófica esclerose lateral (ALS) e outros. Em estudos iniciais ao longo desta linha, a medição de parâmetros da marcha foi trabalhoso e dependida em fatores que foram difíceis de controle (por exemplo, velocidade, running corredor contínuo). O desenvolvimento de sistemas de imagens de avião ventral (VPI) viabilizados para realizar análise de marcha em grande escala, tornando este método uma ferramenta útil para a avaliação do comportamento motor em roedores. Aqui, apresentamos um protocolo detalhado de como usar a análise cinemática da marcha para examinar a progressão de idade-dependente de déficit motor em modelos do rato de neurodegeneração; linhas de rato com diminuição dos níveis de endophilin, em que danos neurodegenerativas progressivamente aumenta com a idade, são usadas como um exemplo.

Para ilustrar o uso da análise cinemática da marcha, efetuamos análise de marcha em camundongos C57BL/6J de WT com o avançar da idade, bem como várias linhas de mutante endophilin, usando a instrumentação disponível comercialmente e software (consulte a tabela de de Materiais). Nesta configuração, uma câmera de alta velocidade sob uma esteira transparente registra o funcionamento de um rato (figura 1A). Em seguida, o software recon...

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

Neste estudo, vamos mostrar o uso da análise cinemática da marcha com base no plano ventral da imagem latente para monitorar as mudanças sutis na coordenação motora, bem como a progressão de neurodegeneração com o avançar da idade em modelos do rato (por exemplo, endophilin mutante linhas de rato).

Análise de marcha de idade-dependente de perturbações Motor em camundongos com neurodegeneração

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

gait-analysis-age-dependent-motor-impairments-mice-with

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

11.8K visualizações.  European Neuroscience Institute (ENI). Neste estudo, vamos mostrar o uso da análise cinemática da marcha com base no plano ventral da imagem latente para monitorar as mudanças sutis na coordenação motora, bem como a progressão de neurodegeneração com o avançar da idade em modelos do rato (por exemplo, endophilin mutante linhas de rato).

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

Assessment of Motor Balance and Coordination in Mice using the Balance Beam

Brain injury, genetic manipulations, and pharmacological treatments can result in alterations of motor skills in mice. Fine motor coordination and balance can be assessed by the beam walking assay. The goal of this test is for the mouse to stay upright and walk across an elevated narrow beam to a safe platform. This test takes place over 3 consecutive days: 2 days of training and 1 day of testing. Performance on the beam is quantified by measuring the time it takes for the mouse to traverse the beam and the number of paw slips that occur in the process. Here we report the protocol used in our laboratory, and representative results from a cohort of C57BL/6 mice. This task is particularly useful for detecting subtle deficits in motor skills and balance that may not be detected by other motor tests, such as the Rotarod.

Deficits in fine motor coordination can be assessed with the balance beam test. Performance on the beam is quantified by the speed at which the beam is traversed and the number of times the mouse slips on the beam.

Avaliação do Equilíbrio e Coordenação Motor em camundongos usando o feixe de equilíbrio

Brain injury, genetic manipulations, and pharmacological treatments can result in alterations of motor skills in mice.  Fine motor coordination and ...

Neurociência

Battery of Behavioral Tests Assessing General Locomotion, Muscular Strength, and Coordination in Mice

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the animal&#39;s wellbeing and health. There are numerous behavioral tests that may be applied. We selected a test for general locomotion, the open field test (OFT); a test for muscular strength, the mesh test (MT); and a test for coordination, the rotarod test (RR). Testing can be accomplished on a weekly or monthly basis. As a test for general locomotion, the OFT works by objectively monitoring movement parameters while the mouse is in an open field apparatus. The field is generally a 2&#39; x 2&#39; box, and the movements are recorded through laser sensing or through video capture. The mouse is placed in the center of the open field and allowed to move freely for the test. The MT uses the latency for a mouse to fall off an inverted screen as a measure of muscular strength. A mouse is placed on a screen, which is inverted over a clear box, and is timed for their latency to fall. Three trials are performed, with the best of the three trials scored for that day. A score of 60 s is the maximum time a mouse is left inverted. Mice are given a 5-min rest period between mesh test trials. Lastly, an accelerated protocol on the RR assesses motor coordination and endurance. During a trial, a mouse walks on a rotating rod as it increases in speed from 4 rpm to 40 rpm over 5 min. The trial ends when the mouse touches the magnetized pressure sensor upon falling. Each mouse undergoes three trials, and the best trial is scored for that day. This combined behavioral data allows for the global assessment of mobility, coordination, strength, and movement of the test animals. At least two out of the three behavioral testing measures must show improvement for an animal to qualify as having overall improved motor function.

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects of a disease or treatment on an animal's wellbeing. In order to globally assess motor functioning, we selected tests for general locomotion, muscular strength, and coordination: the open field test, the mesh test, and the rotarod test, respectively.

Bateria de comportamental testes de avaliação geral de locomoção, coordenação e força Muscular em camundongos

Behavioral testing is used in pre-clinical trials to assess the phenotypic effects and outcomes that a particular disease or treatment has on the ...

Comportamento

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.

Análise de marcha de baixo custo para fenotipagem comportamental de modelos de camundongo de doença neuromuscular

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 ...

Validando um modelo murino da síndrome de Angelman usando testes comportamentais

Behavioral Characterization of an Angelman Syndrome Mouse Model

This manuscript describes a battery of behavioral tests available to characterize Angelman syndrome (AS)-like phenotypes in an established murine model of AS. We use the rotarod learning paradigm, detailed gait analysis, and nest building test to detect and characterize animal motor impairments. We test animal emotionality in the open field and elevated plus maze tests, as well as the affect in the tail suspension test. When AS mice are tested in the open field test, the results should be interpreted with care, since motor dysfunctions influence mouse behavior in the maze and alter activity scores.
The reproducibility and effectiveness of the presented behavioral tests has already been validated in several independent Uba3a mouse lines with different knockout variants, establishing this set of tests as an excellent validation tool in AS research. Models with the relevant construct and face validity will warrant further investigations to elucidate the pathophysiology of the disease and grant the development of causal treatments.

Autor em destaque: uma bateria de testes comportamentais altamente reproduzíveis para validar um modelo murino da síndrome de Angelman 

This manuscript presents a set of highly reproducible behavioral tests to validate an Angelman syndrome mouse model.

Caracterização comportamental de um modelo de camundongo com síndrome de Angelman

This manuscript describes a battery of behavioral tests available to characterize Angelman syndrome (AS)-like phenotypes in an established murine model of ...

Sagittal Plane Kinematic Gait Analysis in C57BL/6 Mice Subjected to MOG35-55 Induced Experimental Autoimmune Encephalomyelitis

Kinematic gait analysis in the sagittal plane has frequently been used to characterize motor deficits in multiple sclerosis (MS). We describe the application of these techniques to identify gait deficits in a mouse model of MS, known as experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE). Paralysis and motor deficits in mice subjected to EAE are typically assessed using a clinical scoring scale. However, this scale yields only ordinal data that provides little information about the precise nature of the motor deficits. EAE disease severity has also been assessed by rotarod performance, which provides a measure of general motor coordination. By contrast, kinematic gait analysis of the hind limb in the sagittal plane generates highly precise information about how movement is impaired. To perform this procedure, reflective markers are placed on a hind limb to detect joint movement while a mouse is walking on a treadmill. Motion analysis software is used to measure movement of the markers during walking. Kinematic gait parameters are then derived from the resultant data. We show how these gait parameters can be used to quantify impaired movements of the hip, knee, and ankle joints in EAE. These techniques may be used to better understand disease mechanisms and identify potential treatments for MS and other neurodegenerative disorders that impair mobility.

Kinematic gait analysis in the sagittal plane yields highly precise information about how movement is executed. We describe the application of these techniques to identify gait deficits for mice subjected to autoimmune-mediated demyelination. These methods may also be used to characterize gait deficits for other mouse models featuring impaired locomotion.

Análise cinemática da marcha de sagital em camundongos C57BL/6 sujeitado a MOG35-55 induzido encefalomielite auto-imune Experimental

Kinematic gait analysis in the sagittal plane has frequently been used to characterize motor deficits in multiple sclerosis (MS). We describe the ...

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some disadvantages such as subjective data and the requirement of a skilled, experienced experimenter. To date, a variety of modifications have improved the von Frey method, but it still has a few limitations. Recent reports have suggested that gait analysis produces more accurate and objective data from the neuropathic animals. This protocol demonstrates how to perform the automated gait analysis to determine the degree of neuropathic pain in mice. After several days of acclimation, the mice were allowed to walk freely on the glass floor to illuminate footprints. Then, quantification of the footprints and gait were performed through video clips with automatic analysis of various walking parameters, such as area of paw print, swing time, angle of paw, etc.
The main purpose of this study is to describe the methodology of automated gait analysis and briefly compare it with data from the classical sensory test using von Frey filament.

The precise assessment of pain response in a neuropathic animal model is critical to investigate the pathophysiology of pain diseases and develop new analgesics. We present a sensitive and objective method to determine the sensory function of the rodent hind paw by an automated gait analysis system.

Análise de marcha automatizados em ratos com lesão crônica de constrição

The von Frey test is a classical method that has been widely used to examine the sensory function of neuropathic pain animals. However, it has some ...

Assessment of Spontaneous Alternation, Novel Object Recognition and Limb Clasping in Transgenic Mouse Models of Amyloid-&#946; and Tau Neuropathology

Here we describe a staged, behavioral testing approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional motor behaviors in transgenic mouse models of &#946;-amyloidosis and tauopathy. The paradigm includes tests for spontaneous alternation in a Y-maze, novel object recognition, and limb clasping. These tests were selected because they: 1) interrogate function of cognitive or motor domains and the correlate neural circuitry relevant to the human disease state, 2) have clearly defined endpoints, 3) have easily implementable quality control checks, 4) can be run in a moderate throughput format, and 5) require little intervention by the investigator. These methods are designed for investigators looking to screen compounds for activity in short-term and working memory tasks, or functional motor behaviors associated with Alzheimer's disease mouse models. The methods described here use behavioral tests that engage a number of different brain regions including hippocampus and various cortical areas. Investigators that desire cognitive tests that specifically assess cognition mediated by a single brain region could use these techniques to supplement other behavioral tests.

Described here is a staged, behavioral screening approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional motor behaviors in transgenic mouse models of &#946;-amyloidosis and tauopathy. These methods are optimized to screen compounds for activity in short-term and working memory tasks.

Avaliação de Alternância Espontânea, Reconhecimento de Objetos Novos e Clasping de Membros em Modelos de Rato Transgênico de Neuropatologia Amilóide-β e Tau

Here we describe a staged, behavioral testing approach that can be used to screen for compounds that exhibit in vivo efficacy on cognitive and functional ...

Medicina

Automated Gait Analysis to Assess Functional Recovery in Rodents with Peripheral Nerve or Spinal Cord Contusion Injury

Peripheral and central nerve injuries are mostly studied in rodents, especially rats, given the fact that these animal models are both cost-effective and a lot of comparative data has been published in the literature. This includes a multitude of assessment methods to study functional recovery following nerve injury and repair. Besides evaluation of nerve regeneration by means of histology, electrophysiology, and other in vivo and in vitro assessment techniques, functional recovery is the most important criterion to determine the degree of neural regeneration. Automated gait analysis allows recording of a vast quantity of gait-related parameters such as Paw Print Area and Paw Swing Speed as well as measures of inter-limb coordination. Additionally, the method provides digital data of the rats&#8217; paws after neuronal damage and during nerve regeneration, adding to our understanding of how peripheral and central nervous injuries affect their locomotor behavior. Besides the predominantly used sciatic nerve injury model, other models of peripheral nerve injury such as the femoral nerve can be studied by means of this method. In addition to injuries of the peripheral nervous systems, lesions of the central nervous system, e.g., spinal cord contusion can be evaluated. Valid and reproducible data assessment is strongly dependent on meticulous adjustment of the hard- and software settings prior to data acquisition. Additionally, proper training of the experimental animals is of crucial importance. This work aims to illustrate the use of computerized automated gait analysis to assess functional recovery in different animal models of peripheral nerve injury as well as spinal cord contusion injury. It also emphasizes the method&#8217;s limitations, e.g., evaluation of nerve regeneration in rats with sciatic nerve neurotmesis due to limited functional recovery. Therefore, this protocol is thought to help researchers interested in peripheral and central nervous injuries to assess functional recovery in rodent models.

Automated gait analysis is a feasible tool to evaluate functional recovery in rodent models of peripheral nerve injury and spinal cord contusion injury. While it requires only one setup to assess locomotor function in various experimental models, meticulous hard- and soft-ware adjustment and training of the animals is highly important.

Análise automatizada da marcha para avaliar a recuperação funcional em roedores com lesão de contusão do nervo periférico ou da medula espinhal

Peripheral and central nerve injuries are mostly studied in rodents, especially rats, given the fact that these animal models are both cost-effective and ...

Análise de marcha de idade-dependente de perturbações Motor em camundongos com neurodegeneração

Resumo

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Avaliação do Equilíbrio e Coordenação Motor em camundongos usando o feixe de equilíbrio

Bateria de comportamental testes de avaliação geral de locomoção, coordenação e força Muscular em camundongos

Análise de marcha de baixo custo para fenotipagem comportamental de modelos de camundongo de doença neuromuscular

Caracterização comportamental de um modelo de camundongo com síndrome de Angelman

Caracterização comportamental de um modelo de camundongo com síndrome de Angelman

Caracterização comportamental de um modelo de camundongo com síndrome de Angelman

Análise cinemática da marcha de sagital em camundongos C57BL/6 sujeitado a MOG35-55 induzido encefalomielite auto-imune Experimental

Análise de marcha automatizados em ratos com lesão crônica de constrição

Avaliação de Alternância Espontânea, Reconhecimento de Objetos Novos e Clasping de Membros em Modelos de Rato Transgênico de Neuropatologia Amilóide-β e Tau

Análise automatizada da marcha para avaliar a recuperação funcional em roedores com lesão de contusão do nervo periférico ou da medula espinhal