Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Rotorod test hemi-Parkinson analog sıçanlarda yürüme hareketi motor durumunu değerlendirmek için kullanılır.
Hayvanlar dönen bir tambur üzerinde yürümek rotorod testi, yaygın laboratuar kemirgenler motor durumunu değerlendirmek için kullanılır. Performans, bir hayvan, davul hızının bir fonksiyonu olarak davul üzerinde kalmasını süresi ile ölçülür. Burada görev yürüme hareketleri nitel yönleri hakkında bilgi zengin bir kaynak sağladığını bildirmektedir. Hareketleri sabit bir yerde yapılır çünkü, onlar hemen yüksek hızda video kayıt yöntemleri kullanılarak incelenir olabilir. Bu çalışmada (nigrostriatal dopamin tüketmek için, sağ nigrostriatal paket içine enjeksiyon, 6 hydroxydopamine (6-OHDA) tarafından üretilen hemi-Parkinson analog sıçan, yürüme hareketleri niteliksel değişiklikler ortaya çıkarmak için rotorod potansiyelini incelemek için yapıldı DA .) Gün cerrahi sonrası başlayan ve onlar rotorod üzerinde yürürken daha sonra periyodik olarak önümüzdeki iki ay içinde, fareler, ön, yan ve arka kez çekildi. Davranış kare-kare video kayıtları tekrar analiz edildi. Davranış adım Derecelendirme ölçekleri, hemi-Parkinson sıçanlarda kronik kendi duruş ve DA-tükenmesi kontralateral kol ve bacaklarda kullanımı engelli olduğunu belirtti. Sadece postural ve hareket anormallikleri görüntülenmez kontralateral bacaklarda, ipsilateral bacaklarda daha tahrik başlatılması ve sürdürülmesi daha katıldı. Bu bulgular, sadece tek taraflı DA tükenmesi ikincil yeni açıkları ortaya çıkarmak değil, aynı zamanda rotorod hareketin nitel analiz için güçlü bir araç sağlayabilir olduğunu göstermektedir.
Rotorod yürüme aparatı
Rotorod dönen bir silindir, 4 cm, çapı 35 cm yerden sabit ve şeffaf pleksiglas çevrili idi. Rotorod silindir çekiş kolaylaştırır dokulu kauçuk kaplama, kaplıydı. Cihazların katında hayvanların düştü sırasında yaralanmaları önlemek için köpük tabakası ile kaplıydı. Küçük bir elektrikli motor, lastik bir bant ile rotorod açmak için güç sağladı. Rotorod her 5 saniyede bir kez döndürmek için kuruldu
Video kayıtları ve kinematik
1000 ikinci bir deklanşör hızı kullanarak yüksek hızlı bir dijital video kamera, hayvanlar film kullanıldı. Hayvan rotorod yürürken ön, yan ve arka görünümleri çekildi. Iki kol Nikon, MII soğuk ışık kaynağı ve fiber optik ışıkların bir set kayıt sırasında yeterli ışık sağlamak için kullanılmıştır. Sony DSR 20 DV CAM güverte bantlar kullanarak kare kare incelendi. Video kareleri bir frame grabber ve Macintosh bilgisayar kullanarak ele geçirildi.
Test prosedürü ve analiz
6 OHDA ve kontrolü sıçanlarda yürüme hareketleri arasındaki farklılıkları değerlendirmek için, ameliyat sonrası gün 15 video kayıtları - 30 (lezyon herhangi bir kurtarma büyük ölçüde tamamlanmış olması beklenebilir sonra), iki bağımsız tarafından incelenmiştir deneysel koşullara kör gözlemciler. 6-OHDA nigrostriatal lezyon, sol ön ve arka bacaklarda kalıcı bozuklukları sağ hemisfer sağlandı. Bir derecelendirme ölçeği oranı sıçan 'duruş ve ön ayakları atlama hareketleri için geliştirilmiştir (Whishaw ve ark, 2003). Step beş bileşen değerlendirildi:
Aşağıdaki kriterlere normal bir hareketi tanımlamak için kullanılmıştır:
Her hareketi 3-noktalı bir ölçekte Oy: 1 = / hareket / hareketi biraz anormal ortaya çıkan bir kontrol sıçan, 0.5 benziyordu ve 0 = / hareketi açıkça anormal (Whishaw ve ark, 2003). Bu derecelendirme ölçeği, sonra beş adım postoperatif günlerde her sıçan hareketleri 1, 3, 5, 7, 9, ve 15 değerlendirmek için kullanılmıştır. Beş önlemler puanlar, her gün her bir sıçan için ortalama gün tekrarlanan bir tedbir olarak bir ANOVA sonuçlar tabi.
6-OHDA ve kontrolü sıçanlarda yürüme rotorod Genel Bakış
Niteliksel hareket analizi için postoperatif test oturumları için hareket derecelendirme ölçeği uygulandı. Test oturumları sırasında, 6-OHDA lezyon grubu F (1,8) = 33.2, p <0.001 kontrol grubuna göre anlamlı ölçüde daha düşük puanlar aldı, ama Test Günü anlamlı bir etkisi vardı, ne de önemli bir Grubu Test Gün etkileşim. Step puanlar daha sonra bir değişken (kontrol sıçanlar için, sol, sağ pençe vs pençe 6-OHDA sıçanlarda lezyona ipsilateral ön ayakları karşısında lezyona kontralateral ön ayakları) olarak ön ayakları ile ayrı ayrı analiz edildi. Ön ayakları, F (1,40) = 15.8, p <0.01 önemli bir etkisi vardı ve ön ayakları Grup, F (1,40) = 15.0, p <0.01 önemli bir etkileşim vardı. Takip t-testi, 6-OHDA grubunun kontralateral-lezyon ön ayakları ipsilateral lezyon ön ayakları veya farklı değildi kontrol sıçanlarda, ön ayakları göre anlamlı derecede düşük puanlar aldığını göstermiştir. Hareketin bileşenleri, 6-OHDA grup tarafından elde edilen yoksul puanları, duruş önlemler katkıda belirlemek için6-OHDA grup ipsilateral ve kontralateral ön ayakları adım döngüsü bileşenleri tek tek kontrol sıçanların elde edilen değerler ile karşılaştırılmıştır. 6-OHDA grup duruş ve kontralateral bacak tarafından yapılan atlama bileşenleri tüm farklıydı, ama ipsilateral ekstremite bileşenlerinin hiçbiri (p <0.05).
Niteliksel ve tanımlayıcı farklılıklar kontrolü ve 6-OHDA sıçanlarda duruş
Bir kontrol sıçan, baş yatay konumda düzenlenen ve destekleyici ön ayakları ve arka bacaklarda, destekleyici bir kemer oluşturan davul binme. 6-OHDA sıçanlar genellikle kontrol sıçanların ipsilateral bacaklarda veya kol ve bacaklarda meydana gelen daha drum yüzeyine daha yukarıda engelli birbirlerine daha yakın konumlandırılmış ön ayakları (izleyici bakan) ve (bkz. kontrol sıçan video ile baş aşağı yürüdü Skor duruş için "1" ve "0" puan ile 6-OHDA lezyon hayvan). Tipik olarak, duruş anormallik, bir fare kafası göreli konumunu bir bakışta görülebilir.
Ön ayakları step
Kontrol dizisi, adım ön ayakları omuz, dirsek ve el bileği esneme kaldırdı. Bacak kaldırdı olduğu gibi, rakamlar gevşek fleksiyonda ve uzuv tambur yüzeyi üzerinde kaldırdı. Ekstremite gelişmiş, omuz, dirsek ve el bileği uzatılır ve yerleştirilir rakam genişletilmiş ve açık. Kontrol sıçanlara kıyasla, lezyon uzuv kontralateral DA-tükenmiş sıçanlarda tüm bileşenlerinin genlik zayıflatılmış. Uzuv, daha sonra davul bültenleri az kaldırdı ve daha kısa bir mesafe kontrolü ön ayakları daha ileri düzeydedir. Buna ek olarak, bacak kaldırıldığında, basamak daha fleksiyonda ve bacak yerleştirilir, kontrol sıçan göre daha az basamak genişletilmiş ve açılır. Davul üst ulaştığında kontrolü ön ayakları kaldırdı, bilek pençe ileri yukarı kaldırın ve fleksiyonda ve bilek, bacak gelişmeler olarak genişletilmiştir. Buna karşılık, 6-OHDA sıçan lezyon ön ayakları kontralateral tambur hareketi ile daha kaudal yapılan ve bu nedenle hala uzatılmış bilek ile daha sonraki sürümlerde. Bilek fleksiyon pasif olarak görünür ve tambur hareketi ile basamak geriye doğru yapılır ve ön ayakları öne çıkarılıyor, pençe ve önkol drum yüzeyine kapalı açıkça kaldırdı değildir oluşur. Bir kontrol sıçan ön ayakları iyice ileriye doğru uzatır ve rakamları ekstremite ilerledikçe açık. Bacak yerleştirilir, 4, 3, ve 2 basamak art arda takip, tambur ilk yüzey ile iletişime rakam 5, arpej hareketi ile konur. Buna karşılık, 6-OHDA sıçan bacak kaldırdı ve uzun süreli, daha az basamak daha genişletilmiş ve bir 'tokat' ile hemen hemen aynı anda davul yüzey teması. Video "1" puan, ağırlıklı olarak "0" olarak skorlandı 6-OHDA lezyon hayvan ön ayakları adım hareketleri kontrol hayvan ön ayakları adım hareketleri gösterir.
Adım Hind ekstremite
6-OHDA sıçanların kontralateral-lezyon arka bacaklarda engelli de vardı. Kontrolü arka bacak geriye doğru hareket ettikçe, dönüm davul karşı itmek için görünür ve öyle olduğu gibi, ayak parmakları dışa doğru döndürün. Bacak ileriye doğru hareket ettikçe, ayağı dışa doğru salladı. 6-OHDA sıçan arka bacak davul rotasyon ile doğrudan geriye doğru hareket eder ve eğer bir şey, biraz içe döner. Bacak ileriye doğru hareket ettikçe, ayak doğrudan ileriye yapılır. Kontrol sıçan salıncaklar dışa ve gelişmiş olarak, ayak, ayak bileği daha yüksek tutulur, ayak ve ayak uzatmak. Ilk davul ve kilo kontrolü sıçan yerleştirme, ayak 5 temaslarında yüzey, avuç içi ve ayak parmakları arasında dağıtılır. Buna karşılık, taşıma sırasında 6-OHDA sıçan ayak parmakları fleksiyonda ve yerleştirme arpej bir hareket olmadan yapılır. Kontrol sıçan ayak parmakları, ayak 5 ilk kaldırdı ve ayak 1 son kaldırdı ters arpej desen serbest bırakılır. Bu hareket, ayak bileği, taşıma hareketi sırasında duruş fleksiyondayken devam ederken, 6-OHDA lezyon rat eksikti. Yine 6-OHDA sıçan önceden hareketleri, az exorotated uzuv, zayıflatılmış az kaldırdı ve kontrol sıçan daha az gelişmiş. Kontrolü sıçan, ayak parmakları yer olarak, onlar sıçan vücut için 5 puan yanal göreceli gibi ayak genişletilmiş ve açılır. Toe 5 kontak ilk olarak, sıçan, ayak uçları ağırlık desteklediği gibi kalan ayak parmakları ardından davul. Ayak taşınan 6-OHDA sıçan, ayak parmakları biraz fleksiyonda, ayak parmakları, ayak bileğine kadar yatay düşük, ayak ayak tambur üzerine yerleştirilir az açılışı var. Adım uzunluğu da kontrol sıçanların biraz daha kısadır. Devam arasındaki farklılıkları ölçmek içinrol ve 6-OHDA arka bacak hareketleri, asansör ve serbest bileşenleri, terfi taşıma ve yerleştirme 3-noktalı bir ölçekte değerlendirildi, ön ayakları. Bu önlemler, cerrahi sonrası 20 günde yapılan video kayıtları yapılmış, ve üç adım döngüsü, her bir sıçan için değerlendirildi. Önemli Grup farklılıkları, F (1,8) = 47.6, p <0.001 vardı. Bileşenleri takip t-testi, 6-OHDA sıçanların bileşenleri daha kontrol sıçanların tüm bileşenlerinin önemli ölçüde daha yüksek puan aldıklarını gösterdi. Video "1" olarak skorlandı kontrol hayvan arka bacak adım hareketleri gösterir. Video gösterilen 6-OHDA hareketleri adım Hind bacak ağırlıklı olarak "0" puan ile değerlendirildi.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu çalışmanın amacı, kemirgen lokomosyon beceri rotorod testi duruş niteliksel inceleme, ön ayakları adımlama ve sinir sistemi yaralı sıçanlarda arka bacak adım için kullanılabilir olup olmadığını incelemektir. Analizi için, tek taraflı DA tükenişleri ve kontrol sıçanlarda fareler, ön, yan ve arka görünümleri kaydedilen video. Duruş ve ön ayakları hareketleri bir derecelendirme ölçeği adım hareketleri kronik cerrahi sonrası engelli olduğunu belirtti. Bacak hareketlerinin incelenmesi DA-tükenmiş sıça...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Kanada Sağlık Araştırma, Kanada İnme Network ve Tıbbi Araştırma Alberta Heritage Vakfı Enstitüleri hibe ile desteklenir.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
A correction was made to: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified, and another reference was included.
Additional reference:
15. Whishaw IQ, Li K, Whishaw PA, Gorny B, Metz GA. Distinct forelimb and hind limb stepping impairments in unilateral dopamine-depleted rats: use of the rotorod as a method for the qualitative analysis of skilled walking. J Neurosci Meth 126, 13-23 (2003).
Revised Abstract:
High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a rotorod, animals remain in approximately the same place making repetitive movements of stepping. Thus the task provides a rich source of information on the details of foot stepping movements. Subjects were hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). The present report provides a video analysis illustration of animals previously were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked (15). Rating scales and frame-by-frame replay of the video records of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in posture and limb use contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs participated less in initiating and sustaining propulsion than the ipsilateral limbs. These deficits secondary to unilateral DA-depletion show that the rotorod provides a use task for the analysis of stepping movements.
Additional Discussion Paragraph:
A more detailed presentation of the present study has been made (Whishaw et al, 2003), but the present study presents the video support describing the stepping movement in the good and affected limbs of unilateral dopamine-depleted rats. For the analysis, rats with unilateral DA depletions and control rats were video recorded from front, lateral and posterior views. A rating scale of posture and forelimb movements indicated that stepping movements were chronically impaired following surgery. Examination of limb movements indicated that whereas the DA-depleted rats could use the limbs contralateral to the lesion for support, they received minimal use for shifting weight. The results of this study indicate that the rotorod task, in addition to providing quantitative measures of motor impairments, can also provide insights into the qualitative impairments.
Original Abstract:
The rotorod test, in which animals walk on a rotating drum, is widely used to assess motor status in laboratory rodents. Performance is measured by the duration that an animal stays up on the drum as a function of drum speed. Here we report that the task provides a rich source of information about qualitative aspects of walking movements. Because movements are performed in a fixed location, they can readily be examined using high-speed video recording methods. The present study was undertaken to examine the potential of the rotorod to reveal qualitative changes in the walking movements of hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). Beginning on the day following surgery and then periodically over the next two months, the rats were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked on the rotorod. Behavior was analyzed by frame-by-frame replay of the video records. Rating scales of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in their posture and in the use of the limbs contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs not only displayed postural and movement abnormalities, they participated less in initiating and sustaining propulsion than did the ipsilateral limbs. These findings not only reveal new deficits secondary to unilateral DA-depletion, but also show that the rotorod can provide a robust tool for the qualitative analysis of movement.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır