Name: in vivo electrophysiological measurement of compound muscle action potential from the forelimbs in mouse models of motor neuron degeneration
Uploaded: 2018-06-15T14:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 35 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration at JoVE.com

Bu araştırma KU Leuven tarafından desteklenmiştir ('Gelecek açılış' ve C1), bilimsel araştırma Flanders (iki-Vlaanderen), Thierry Latran Vakfı Derneği Belge contre les Maladies neuro-Musculaires (ABMM), kas distrofisi için fon Derneği (MDA), ve ALS Derneği ve ALS Liga (Belçika). PVD iki-Vlaanderen üst düzey bir investigatorship tutar. RP hibe merkezi iyileştirici Kliniği (CRC) İrlanda'dan tarafından desteklenen ve şu anda desteklenen İrlanda (NUI) ve iki Ulusal Üniversitesi.

Bütün hayvanlar standart koşullar altında yönergelere göre KU Leuven - Leuven Üniversitesi ve ilişkili Avrupa yönergeleri (Avrupa Birliği Direktifi 2010/63/AB hayvan deneyleri için) muhafaza. Tüm hayvan deneyleri Yerel Etik Komitesi KU Leuven tarafından kabul edildi.
1. hayvan hazırlık ve anestezi
<ol><li>Anestezi isoflurane/Oksijen solunması ile Mouse neden. İsoflurane anestezi indüksiyon için % 4'ü ve 2-%3 oksijen akışını 2.5 L/dak, bakım için kullanın. Yanifare koşullarına göre anestezi isoflurane yüzdeye bakımı için küçük ve zayıf fareler daha az anestezi gerektirir. Örneğinyeterli anestezi, acı çekme refleks yokluğu kontrol etmek için pad yürüme hindlimb hafif basınç uygulayarak doğrulayın.</li>
	<li>Anestezi sırasında vücut ısısını azaltmak önlemek için 37 ° C'de termostatik ısıtma yüzeyi kullanarak fare vücut sıcaklığını kontrol eder.</li>
	<li>Fare ile nosecone anestezi bakımı için uygun. Nosecone havayolları engellemez ve hayvan sürekli nefes kontrol ederek hayvan oksijen yeterli teslim olduğundan emin olun.</li>
	<li>Kayıt sırasında fare yeterince nefes alma oranı (anestezi yaklaşık 1 Hz) ve hafif basınç üzerinde bir geri çekilme refleks yokluğu gözlemleyerek anestezi olup olmadığını izlemek. Anestezi yeterince derin değilse isoflurane konsantrasyon el ile artırın.</li>
	<li>Ölçümleri sonra yaklaşık 2-5 min için sternal recumbency korumak için yeterli kendine geldi kadar ısıtma yüzeyi veya bir kızılötesi lamba sıcaklığını kurtarmak için fareyi bırakın. Tam anesteziden kurtarıldı kadar fareyi katılımsız ve diğer farelerin şirket bırakmayın.</li>
</ol>2. arka ve ön ayakları CMAP ölçümü
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57741/57741fig1.jpg"> Şekil 1. Elektrotlar CMAP ölçümler için konumlandırma. Elektrotlar konumunu hind-(a)ve (B) ön ayakları için sunulmaktadır. Elektrotlar aşağıdaki gibi numaralandırılır: 1: anot ve 2: katot uyarıcı elektrotlar, 3: etkin kayıt elektrodu, 4: referans elektrot ve 5: Topraklama elektrot. <a href="/files/ftp_upload/57741/57741fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol><li>27 G iğne elektrotları için hindlimb ve forelimb CMAP ölçümler kullanın. Şekil 1 elektrot konumlandırma önerilen yerler için bkz.</li>
	<li>Elektrotlar hindlimb üzerinde aşağıdaki gibi yer.<ol>
<li>Yüzükoyun ısıtma yastığını üzerine fareyi getirin. Hindlimb diz, genişletmek ve pençe yapışkan bant (Şekil 1A) kullanarak çalışma yüzeyi Tarih ekleyebilirsiniz.</li>
		<li>Uyarıcı elektrotlar subkutan bir mesafe yaklaşık 2 cm ile..... .siyatik çentiği her iki tarafında yer (1 = anot ve 2 katot =) elektrot arasındaki. İğneyi dik cilt ve itme yaklaşık 5 mm iğne derinin altında aracılığıyla temel kasları delme olmadan eklemek için cilt kaldırın.</li>
		<li>Benzer şekilde, subkutan Gastroknemius kas hizalama kayıt elektrodu (3) yerleştirin. Referans elektrot (4) subkutan 30 derecelik bir açı Aşil tendonu yanındaki ekleyemez ve 2-5 mm iğne derinin altında bırakamaz. Subkutan yanında fare yere elektrot (5) benzer bir şekilde uyarıcı elektrotlar yer, ama bu elektrot konumunu ölçüm için kritik değildir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Elektrotlar ön ayakları üzerinde aşağıdaki gibi yer.<ol>
<li>Isıtma yastığını sırtüstü pozisyon ve her iki ön ayakları vücut (Şekil 1B) tarafında genişletmek için kullanmak yapışkan bant üzerinde fareyi getirin.</li>
		<li>Uyarıcı elektrotlar yer (1 = anot ve 2 katot =) forelimb brakiyal pleksus sinir ile hizalamak için her iki tarafında subkutan. İğneyi dik cilt ve itme yaklaşık 5 mm iğne derinin altında aracılığıyla temel kasları delme olmadan eklemek için cilt kaldırın.</li>
		<li>Subkutan Biseps kas üzerine kayıt elektrodu (3) cilt toparlama tarafından yerleştirin. Referans elektrot (4) 3 mm Derinlik 30 derecelik açıyla yürüyen yastıkları üzerine yerleştirin. Subkutan yanında fare yere elektrot (5) yerleştirin. Not: Bu kurulum birbirlerinin birbirine yakın elektrotlar vardır. Elektrotlar bu kayıt bozan gibi birbirimize dokunmaktan önlemek.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. veri toplama
<ol><li>Stimülasyon denetleyicisi biriminde tekrarlayan uyarıcı düğmeye basarak başlatın ve uyarıcı artırmak için yoğunluk denetleyicisi topuzu açın. Tüm aksonlar 0.1 ms uyarıcı süresi ile 1 darbe/s kullanarak teşvik. Doğru sıklığı ve süresi yazılım aşağı açılan menüleri seçin.</li>
	<li>Supramaximal uyaranlara ulaşmak için (5-20 mA; demiyelinizan içinde ilâ 60 koşulları mA), artan bir çekim gücü artırmak için CMAP yanıt genliği kesildiğinde kadar yoğunluk denetleyici kolu çevirerek uygulamak. Burada, daha fazla uyarıcı CMAP genlik maksimal onun yanıt ulaştı emin olmak için % 20 oranında artırın. Stimülasyon tekrarlayan uyarıcı düğmesine tekrar basarak son.</li>
	<li>Kayıt aşağıdaki noktaları belirtmek için işaretçi aracını kullanın: başlatma uyarıcı, inisiyasyon yanıt, en fazla pozitif tepe ve en fazla negatif tepe (Şekil 2).</li>
	<li>Gecikme süresi (ms içinde) uyarıcı inisiyasyon bir gecikme (Şekil 2) yanıtının başlatılması için olarak belirleyin. Yanıt inisiyasyon genlik artmaya başladığı ilk noktası olarak tanımlayın. Gecikme süresi demiyelinizasyon aksonlar içinde değerlendirmek için kullanın.</li>
	<li>Maksimum pozitif tepe (Şekil 2) için en fazla negatif üzerinden (mV) genlik ölçmek. Genlik büyüklüğü fonksiyonel akson sayısı ilişkilendirmek için kullanın.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57741/57741fig2.jpg"> Şekil 2. Temsili resim CMAP yanıt. Genlik ve gecikme süresi(a)hesaplamak için kullanılan noktaları gösteren açıklayıcı CMAP yanıt. Stimülasyon ertelemeyi CMAP yanıt başlangıçlı gecikme süresi belirler. Pik pik genlik en fazla olumsuz bifazik dalga maksimum pozitif zirveye ölçülür. Sağlıklı bir transgenik olmayan hayvan (B) ve uzun süreli gecikme süresi ve azaltılmış genlik (C) hastalıklı bir hayvanla temsilci kayıtları. <a href="/files/ftp_upload/57741/57741fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="6"><li>Kayıt sonuç değerini elektrotlar tam yerleşimini etkileyebilir beri elektrotlar eski yerine koymak ve aynı sinir için üç kez ölçmek en büyük yanıt elde emin olmak için supramaximal uyarıcı kullanarak. Kayıtları ortalamasını kullanın.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Brown, R. H., Al-Chalabi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyotrophic+Lateral+Sclerosis.">Amyotrophic Lateral Sclerosis.</a> N Engl J Med. 377 (2), 162-172 (2017).</li><li>Prior, R., Van Helleputte, L., Benoy, V., Van Den Bosch, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defective+axonal+transport:+A+common+pathological+mechanism+in+inherited+and+acquired+peripheral+neuropathies.">Defective axonal transport: A common pathological mechanism in inherited and acquired peripheral neuropathies.</a> Neurobiol Dis. , 300-320 (2017).</li><li>de Carvalho, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodiagnostic+criteria+for+diagnosis+of+ALS.">Electrodiagnostic criteria for diagnosis of ALS.</a> Clin Neurophysiol. 119 (3), 497-503 (2008).</li><li>Krajewski, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurological+dysfunction+and+axonal+degeneration+in+Charcot-Marie-Tooth+disease+type+1A.">Neurological dysfunction and axonal degeneration in Charcot-Marie-Tooth disease type 1A.</a> Brain. 123 (Pt 7), 1516-1527 (2000).</li><li>Raynor, E. M., Ross, M. H., Shefner, J. M., Preston, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differentiation+between+axonal+and+demyelinating+neuropathies:+identical+segments+recorded+from+proximal+and+distal+muscles.">Differentiation between axonal and demyelinating neuropathies: identical segments recorded from proximal and distal muscles.</a> Muscle Nerve. 18 (4), 402-408 (1995).</li><li>Zielasek, J., Martini, R., Toyka, K. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+abnormalities+in+P0-deficient+mice+resemble+human+hereditary+neuropathies+linked+to+P0+gene+mutations.">Functional abnormalities in P0-deficient mice resemble human hereditary neuropathies linked to P0 gene mutations.</a> Muscle Nerve. 19 (8), 946-952 (1996).</li><li>Arnold, W. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+Motor+Unit+Number+Estimation+(MUNE)+Measuring+Compound+Muscle+Action+Potential+(CMAP)+in+Mouse+Hindlimb+Muscles.">Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles.</a> J Vis Exp. (103), (2015).</li><li>Schulz, A., Walther, C., Morrison, H., Bauer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+electrophysiological+measurements+on+mouse+sciatic+nerves.">In vivo electrophysiological measurements on mouse sciatic nerves.</a> J Vis Exp. (86), (2014).</li><li>Gurney, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+neuron+degeneration+in+mice+that+express+a+human+Cu,Zn+superoxide+dismutase+mutation.">Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation.</a> Science. 264 (5166), 1772-1775 (1994).</li><li>Mitchell, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overexpression+of+human+wild-type+FUS+causes+progressive+motor+neuron+degeneration+in+an+age-+and+dose-dependent+fashion.">Overexpression of human wild-type FUS causes progressive motor neuron degeneration in an age- and dose-dependent fashion.</a> Acta Neuropathol. 125 (2), 273-288 (2013).</li><li>Robertson, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+a+new+pmp22+transgenic+mouse+line+with+other+mouse+models+and+human+patients+with+CMT1A.">Comparison of a new pmp22 transgenic mouse line with other mouse models and human patients with CMT1A.</a> J Anat. 200 (4), 377-390 (2002).</li><li>Huxley, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlation+between+varying+levels+of+PMP22+expression+and+the+degree+of+demyelination+and+reduction+in+nerve+conduction+velocity+in+transgenic+mice.">Correlation between varying levels of PMP22 expression and the degree of demyelination and reduction in nerve conduction velocity in transgenic mice.</a> Hum Mol Genet. 7 (3), 449-458 (1998).</li><li>Turner, B. J., Talbot, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenics,+toxicity+and+therapeutics+in+rodent+models+of+mutant+SOD1-mediated+familial+ALS.">Transgenics, toxicity and therapeutics in rodent models of mutant SOD1-mediated familial ALS.</a> Prog Neurobiol. 85 (1), 94-134 (2008).</li><li>Manganelli, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nerve+conduction+velocity+in+CMT1A:+what+else+can+we+tell.">Nerve conduction velocity in CMT1A: what else can we tell.</a> Eur J Neurol. 23 (10), 1566-1571 (2016).</li><li>Cornett, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotypic+Variability+of+Childhood+Charcot-Marie-Tooth+Disease.">Phenotypic Variability of Childhood Charcot-Marie-Tooth Disease.</a> JAMA Neurol. 73 (6), 645-651 (2016).</li><li>Jacobson, W. C., Gabel, R. H., Brand, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+vs.+fine-wire+electrode+ensemble-averaged+signals+during+gait.">Surface vs. fine-wire electrode ensemble-averaged signals during gait.</a> J Electromyogr Kinesiol. 5 (1), 37-44 (1995).</li><li>Parker, V., Warman Chardon, J., Mills, J., Goldsmith, C., Bourque, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supramaximal+Stimulus+Intensity+as+a+Diagnostic+Tool+in+Chronic+Demyelinating+Neuropathy.">Supramaximal Stimulus Intensity as a Diagnostic Tool in Chronic Demyelinating Neuropathy.</a> Neurosci J. 2016, 6796270 (2016).</li><li>Benoy, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+Improved+HDAC6+Inhibitors+as+Pharmacological+Therapy+for+Axonal+Charcot-Marie-Tooth+Disease.">Development of Improved HDAC6 Inhibitors as Pharmacological Therapy for Axonal Charcot-Marie-Tooth Disease.</a> Neurotherapeutics. 14 (2), 417-428 (2017).</li><li>Xia, R. H., Yosef, N., Ubogu, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dorsal+caudal+tail+and+sciatic+motor+nerve+conduction+studies+in+adult+mice:+technical+aspects+and+normative+data.">Dorsal caudal tail and sciatic motor nerve conduction studies in adult mice: technical aspects and normative data.</a> Muscle Nerve. 41 (6), 850-856 (2010).</li><li>Srivastava, A. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutant+HSPB1+overexpression+in+neurons+is+sufficient+to+cause+age-related+motor+neuronopathy+in+mice.">Mutant HSPB1 overexpression in neurons is sufficient to cause age-related motor neuronopathy in mice.</a> Neurobiol Dis. 47 (2), 163-173 (2012).</li><li>Arnold, W. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+Biomarkers+in+Spinal+Muscular+Atrophy:+Preclinical+Proof+of+Concept.">Electrophysiological Biomarkers in Spinal Muscular Atrophy: Preclinical Proof of Concept.</a> Ann Clin Transl Neurol. 1 (1), 34-44 (2014).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Duyarlı kayıt yöntemleri hastalığın ilerlemesi ve özellikle hayvan modelleri nöronal bozukluklarının tedavisinde etkinliğini değerlendirmek için gereklidir. İnsert belirleme rutin klinik ve deneysel kurulumları sinir iletim nöromüsküler ve nöropatik bozuklukları3,18değerlendirmek için kullanılan bir minimal invaziv elektrofizyolojik tekniktir. Burada, farelerde forelimb sinir iletim brakiyal pleksus sinir içinde ölçmek için bu kaydı CMAP için yeni bir uygulama açıklar. Sunulan yöntemi bir daha çok yönlü ve ayrıntılı boyuna değerlendirme nöronal işlevin fare ateş modelleri sağlar.
İğne elektrotları yüzük elektrotlar biraz daha invaziv ve özellikle boyuna çalışmalarda doku hasarı en aza indirmek için bakım alınması gerekir. Bir olası yönteminin bir sinir ya da kas piercing üzerinden elde edilen yaralanma dezavantajıdır. Ancak, sonra dikkatli subkutan yerleştirme elektrot, yaralanma ve kaslar ve sinirler bozulma önlenebilir. Yüzük elektrotları kullanarak yöntemi aksine, burada sunulan Yöntem tıraş büyük taksimat-in ten gelen kürk gerektirmez. Sonuç olarak, hiçbir rahatsızlık veya termoregülasyon için hayvan üzerinde etkisi yoktur.
Elektrotlar konumlandırma CMAP genlikleri ve gecikme süreleri doğru ve tutarlı kayıt için önemlidir. Bu elektrotlar yeniden konumlandırmak için ve iki ya da üç ölçümler onaylamak için her sitede maksimal stimülasyon gerçekleştirmek için tavsiye edilir ve yanıt elde edilir. Doğru kayıtları bifazik eğrileri Şekil 2' de gösterildiği gibi üretmek gerekir. Yöntem standartlaştırmak için sinir yaralanma olmadan sigara transgenik fareler için en uygun stimülasyon konumlandırma doğru ve tutarlı elektrot kurmak için en iyi modelleri vardır. Yeniden kullanılabilir iğne elektrotları onlar düzenli olarak, örneğin oxazolidin hayvanlar arasında 20 dakika ile sterilize Eğer tekrar tekrar kullanımı için uygundur ve netlik için denetledi.
Sağlıklı yetişkin fareler, sunulan yöntemiyle kaydedilen CMAP genlikleri normal siyatik sinir ve brakial Pleksus uyarıcı sonra 80-100 mV uygulanır. Sonuçlar 20-40 mV8,19,20cilt tarafından halka elektrotlar için neden bir daha yüksek empedans nedeni özellikle halka elektrotlar ile ölçülen yanıt-e doğru daha büyük olmasıdır. ALS fare modellerinde, siyatik sinir veya felçli uzuvların brakiyal pleksus uyarıcı sonra CMAP genlikleri 10-30 mV için azaltın. CMAP genlik büyüklüğü genç hayvanlarda daha küçük olduğu için CMAP genlik geliştirme21sırasında artar.
Biz burada tarif yöntemi denervation ve sonraki motor açıkları hindlimbs ön ayakları13' te daha önce yer alan gerçekleştiği ALS, fare modelleri özellikle yararlıdır. Denervation ek olarak, önlemek veya retarded düşüş olarak CMAP genlik belirlenen reinnervation yöntemi tespit olabilir. Hindlimbs kaslarda CMAP genlik dramatik düşüş belirti yasi de zaten daha fazla hastalık ilerleme takip engeller; CMAP genlikleri hastalığın erken aşamada çok düşük değerler vardıkça onlar daha fazla hastalık sürecinde azaltamaz. Buna ek olarak, aksonlar kaybı brakiyal pleksus sinir forelimbs daha yavaş bir hızda ilerler ve hastalığın daha uzun bir süre boyunca hastalık ilerleme ölçmek için daha duyarlı bir seçenek sunar. Ayrıca, daha az yozlaşmış ön ayakları aksonal işlevi artırılması amacı tedavi yaklaşımları değerlendirmek için daha güçlü bir site verebilir.
Bu sunulan teknik modelleri nöromuskuler bozuklukların fare karakterizasyonu için yeni olanaklar sağlar açıktır. Siyatik sinir ve brakial Pleksus iğne elektrotları ile CMAP kayıtları aksonal kaybı değerlendirmek ve hind-de olduğu gibi ön ayakları demyelination hızlı ve tekrarlanabilir bir yöntem var. Önce önemli motor açıkları kaydedilebilir ve bu nedenle bu kusurların erken miktar sağlar aksonal açıkları bile tespiti yöntemi duyarlılık sağlar. Ayrıca, tekrarlanan test imkanı gerekli hayvan sayısını azaltır ve bireysel bir hayvan farklı sitelerdeki nöromüsküler ve nöropatik hastalıklar ilerleme ayrıntılı bir özetini sağlar.

Elektrofizyoloji nöromüsküler hastalıklarda motor nöron hastalıkları, plexopathies, neuropathies, nöromüsküler kavşak bozuklukları ve myopathies gibi bir tanı aracı olarak kullanılır. Amyotrofik lateral içinde öncelikle motor nöronlar etkilenir, skleroz (ALS), aksonal hasar ve kas felci1 indirimli CMAP genlikleri sinir iletim çalışmaları (NCS) gösterilir. Charcot Marie Tooth hastalığı (CMT) periferik sinirler NCS2kullanarak aksonal dejenerasyon ve demiyelinizasyon tahmin edilebilir. Bu teknik de tanı teyit için hastalık ilerleme3,4değerlendirmek için kullanılabilir. NCS Aksiyon potansiyeli genlik5büyüklüğü sonuca vardım, aksonlar patoloji tahmini etkinleştirmek ve distal gecikmeleri var mı veya iletim bloğu ölçüde demiyelinizasyon - düşük iletim hızı için sonuç, uzun süredir devam eden 6.
CMAP ölçüm sinir iletim insanlar ve fareler hem de değerlendirmek için hızlı ve duyarlı bir yöntemdir. Hastalarda NCS düzenli olarak farklı sinirler ve kaslar, farelerde, kaydetmek için çeşitli sitelerde yapılan ise CMAP ölçümleri genellikle sadece için siyatik sinir hindlimbs işlevindeki sinir değerlendirmek yapılır. Ancak, bazı hayvan çalışmalarında bu örneğin, ön ve hindlimbs ALS fare modelleri arasında fark hastalık ilerleme takip etmek kayda CMAP ön ve hindlimbs, hem de avantajlı olurdu.
Burada, insert iğne elektrotları kullanarak fareler ön ayakları kayıt için bir yöntem tanıtmak. Buna ek olarak, biz hindlimbs, aynı şekilde iğne elektrotları ile gelen CMAPs ölçmek için bir yaklaşım sağlar. Önceki7,8insert ölçüm hindlimbs yüzük elektrotlar ile gelen sunulmuştur. Hızlı bir ölçüm yöntemi iğne elektrotları kullanarak CMAPs kaydıdır, o does değil istemek tıraş kürk ve hind - hem ön ayakları ölçme yordamı için deneyimli bir araştırmacı hayvan başına sadece 10 dakika alır. Ayrıca, bu minimal invaziv birden çok sinir boyuna takip hayvanlarda izin vermek tekrarlanan ölçümler için uygun bir yaklaşımdır.

<table><tbody><tr><td>Resuable subdermal needle electrode, Pl/Ir</td><td>Technomed</td><td>TE/S61-434</td><td>The Needle is 13 mm (0.51&quot;) in length, 0.4 mm (27G) in diameter</td></tr><tr><td>Natus electrodiagnostic system</td><td>Natus Neurology</td><td>UltraPro S100</td><td>EMG device</td></tr><tr><td>Synergy</td><td>Natus Neurology</td><td>version 20.1.0.100</td><td>EMG software for UltraPro S100</td></tr><tr><td>Physitem Controller</td><td>Rothacher-Medical GmbH</td><td>TCAT-2LV</td><td>Heating pad</td></tr><tr><td>combi-vet Base Anesthesia System Digital Flowmeter with TEC 3 Vaporize</td><td>Rothacher &amp;amp; Partner</td><td>CV 30-301-D</td><td>Isoflurane Vaporizer and flowmeter</td></tr><tr><td>Iso-Vet 1000 mg/g&amp;nbsp;</td><td>Piramal Healthcare UK Limited</td><td>AP/DRUGS/220/96</td><td>Isoflurane</td></tr><tr><td>SOD1-G93A mice</td><td>The Jackson Laboratory</td><td>#002726</td><td>ALS tg and non-tg control littermates, only females</td></tr><tr><td>PrP-hFUS-WT3 mice</td><td>The Jackson Laboratory</td><td>#017916&amp;nbsp;</td><td>ALS tg and non-tg control littermates, all groups balanced for males and females</td></tr><tr><td>C57BL/6Jax mice</td><td>The Jackson Laboratory</td><td>#000664</td><td>Non-tg mice for axotomy, male and female</td></tr><tr><td>C61-PMP22 mice</td><td>Mouse line was generously donated&amp;nbsp; by Prof. M. Sereda (The Max Planck Institute of Experimental Medicine, G&amp;ouml;ttingen, Germany).</td><td></td><td>CMT tg and non-tg control littermates, all groups balanced for males and females</td></tr></tbody></table>

in vivo electrophysiological measurement of compound muscle action potential from the forelimbs in mouse models of motor neuron degeneration

Sinir axon işlevselliğini değerlendirmek nöromusküler bozukluklar ilerlemesine ayrıntılı bilgi sağlar. Elektrofizyolojik kayıtlar sinir iletim insanlar ve kemirgen modelleri ölçmek için duyarlı bir yaklaşım sağlar. Elektromiyografi farelerde teknik olanaklarını genişletmek için bileşik kas aksiyon potansiyelleri (insert) üzerinden iğne elektrotları kullanarak forelimb brakiyal pleksus sinir ölçümü burada anlatılan. Siyatik sinir hindlimbs içinde uyarıcı sonra CMAP kayıtları daha önce anlatmıştık. Yeni tanıtılan Yöntem burada sinir iletkenlik, ek site değerlendirilmesi için izin verir ve böylece nöromüsküler işlevselliği daha derin bir bakış sağlar. Teknik fonksiyonel aksonlar göreli sayısı ve myelination düzeyi hakkında bilgi sağlar. Böylece, hem aksonal hastalıklar hem de demiyelinizan koşullar değerlendirmek için bu yöntem uygulanabilir. Bu minimal invaziv yöntem does değil istemek sinir çıkarılması ve bu nedenle aynı hayvan boyuna takip için tekrarlanan ölçüler için uygundur. Benzer kayıtları klinik kurulumları yönteminin translasyonel alaka vurgulamak için gerçekleştirilir.

İğne elektrotları kullanarak CMAPs elektrofizyolojik ölçümleri Nöromüsküler işlev zaman içinde takip etmek bir yöntemdir minimal invaziv ve çok hassas. Açıklanan teknik burada fareler forelimb sinir iletim değerlendirmesini sağlar ve böylece, anlayışlar sinir işlevselliğini sağlar.
CMAP genlikleri ve gecikme süreleri hind - ve ön ayakları hastalık sahası ALS, SOD1-G93A9 ve PrP-hFUS-WT310 (Şekil 3), iki fare modelleri ve CMT, C61-PMP2211,12 bir fare modeli sırasında ölçüldü (Şekil 4). ALS fare modelleri ALS ile ilgili insan genleri, yani mutasyona uğramış SOD1 ya da vahşi türü FUSoverexpression tarafından oluşturulmuştur. Her iki model fare felç için önde gelen progresif motor nöron hastalığı benzeyen ALS geliştirmek. Transgenik olmayan littermate denetimleri, hind - hem ön ayakları CMAP genliğini (Şekil 3A) zamanla değişmedi. (İlk motor belirtiler genellikle üç ay yaşında gözlenir ise) öte yandan, siyatik sinir hindlimb üzerinden CMAP genliği ölçüde SOD1-G93A farelerde bile önce belirti başlangıçlı 60 gün yaş civarında azalmıştır13 . Genlik 90 oldu mV transgenik olmayan (non-tg) littermates, o yaşta SOD1-G93A farelerde bu sadece 30 Oysa mV. Vardı sadece en az daha fazla düşüş içinde genlik hastalığın geç semptomatik sahne alanı'na 150 gün yaş ilerledikçe. CMAP genlik, düşüş ve bu nedenle aksonlar, dejenerasyon gecikmiş forelimbs hindlimbs siyatik sinir ile karşılaştırıldığında brakiyal pleksus sinir içinde. Ön ayakları içinde hastalık ilerlemesi de CMAP daha kolay genlik azalmıştır 70 mV 30 öncesi ve sonrası bu farelerde motor açıkları tezahürü kullanılarak ölçülen mV.
PrP-hFUS-WT3 fare modeli ALS, motor açıkları başlangıcı yaklaşık 28 gün10düşüş başlama CMAP genlik ile örtüşmektedir, çağı başlar. Bu fareler son aşama yaklaşık 65 gün yaşta ulaştığı bir daha hızlandırılmış hastalığı modelidir. CMAP genlik düşüş daha hızlı hindlimb ile karşılaştırıldığında hindlimbs (3D şekil) bir önceki aksonal dejenerasyon gösteren forelimb brakiyal pleksus sinir siyatik sinir oluştu. Hindlimbs kadar hastalık sürecinin aşamaları geç işlevsel kalır ön ayakları özellikle öncesindeki felç klinik gözlem bu gözlem bu fare modelleri her ikisinde de destekler.
Genel olarak, uyarıcı üzerinden gecikme süresi için Aksiyon potansiyeli inisiyasyon ön ayakları hindlimbs (Şekil 3B, E) göre daha kısa. Bu sadece uyarıcı ve kayıt elektrotları arasında daha kısa mesafe kaynaklanmaktadır. Gecikme süresi aksonlar myelination düzeyde bir gösterge sağlar. ALS demiyelinizan hastalık değil bizim gözlem CMAP gecikmeleri ALS, fare modelleri hastalığın ilerlemesinde sırasında uzun olsa da. Bunun daha hızlı motor aksonlar yürütmektedir kaybı daha büyük, nedeniyle olabilir.
İnsan PMP22 3-4 kopya overexpressing C61-PMP22 fare ve heterozygote fareler bir çok hafif CMT1A hastalığı fenotip hafif demiyelinizasyon ve azaltılmış insert, ama hiçbir görünür fenotip11,12ile özetlemek. 1,5-2 yıl yaş C61-PMP22 farelerin CMAP genlikleri azaltılır ve gecikmeleri var mı hindlimbs ve ön ayakları (Şekil 4) hem de uzun süreli. Temsilci kayıtları azalan genlik ve sağlıklı bir konu bir kayıt ile karşılaştırıldığında Gecikmeli yanıt görüntüleme Şekil 2Ciçinde, B, anılan sıraya göre sunulur. CMAP gecikme süreleri içinde ön ayakları arka bacaklarda olduğu kadar etkilenmez. Daha sık hasta ciddi olarak bir süre bağımlı bozukluğu14CMT patofizyolojik doğası gereği alt ekstremite azaltılmış veya belirlenemeyen CMAPs var gibi bu CMT1A hasta ile tutarlıdır. Ayrıca, genlikleri aksonal bütünlük14,15derece ile ilişkilendirmek gibi hastalık şiddeti derecesini gecikme veya iletim hızı, yerine CMAP genlik ile ilişkilidir. Yine de, sonuçları bu yöntemi bu CMT1A içinde gözlenen gibi işlem demiyelinizan Algıla yeterince duyarlı olduğunu gösterir.
Genlik ve gecikme varyasyon transgenik olmayan gruplar halinde en düşük (varyasyon 2-%15 ve % 1-13, katsayısı sırasıyla). Tüm transgenik durumlarda hangi olasılıkla hastalık ilerleme hayvanlar arasında farklılıklar nedeniyle daha fazla değişim (% 8-51 genlik ve gecikme süresi 1-21 %'varyasyon katsayısı), ölçümlerde oldu. Her durumda, değişim hind - ve ön ayakları benzer oldu. İğne ve yüzey elektrotlar kullanımında varyasyonu benzer16yaşında olmak bildirilmiştir.
Gerekli uyarıcı yoğunluklarda arasında transgenik olmayan çeşitli olmak büyük değil ve ALS modelleri (Şekil 3 c, F). Aynı şekilde, bu gibi durumlarda supramaximal uyarıcı ulaşmak için gerekli uyarıcı ön - ve hindlimbs benzer ve 5-12 mA arasında değişmekteydi. CMT, aynı fenotip C61-PMP22 fareler (Şekil 4 c) görülmüş ve artan uyarıcı yoğunluklarda gereksinimini tanınan17 olmuştur. Fenomen hipertrofik endoneurial değişiklikler17artan elektrik empedans tarafından ifade edildi.
Ön ayakları kaydedilen CMAP genlik sinir stimülasyonu ve kas uyarımı nedeniyle olduğunu onaylamak için biz tek taraflı kısmi axotomy brakiyal pleksus sinir farelerde 5 aylık transgenik C57BL/6Jax (erkek ve dişi) ( üzerinde gerçekleştirilen Şekil 5). Axotomy azaltılmış CMAP genlik 90 20 mV mV, akson çoğu işlemde kesilen gösteren. Genlik kontralateral forelimb veya hindlimbs herhangi bir değişiklik yapıldı. Bu sonuç güçlü biseps içinde tespit yanıt nedeniyle sinir stimülasyonu ve kas uyarımı sonuçlanmamıştır olduğunu gösterir.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57741/57741fig3.jpg"> Şekil 3. CMAP genlik, gecikme süresi ve hind - hastalık ders ve ALS içinde ön ayakları üzerinde gerekli uyarıcı fare modelleri. SOD1-G93A (A-C) ve PrP-hFUS-WT3 (D-F) transgenik (tg) fareler ve transgenik olmayan (non-tg) littermates ölçülen motor belirtiler başlangıcında semptomatik aşamada ve içinde hastalığın semptomatik geç faz işlemek, yaşları 57, 91 ve 147 gün (d) veya SOD1-G93A ve PrP-hFUS-WT3 fareler, 29, 38 ve 53 gün sırasıyla. Siyah: kesik transgenik olmayan hindlimb, siyah: transgenik olmayan forelimb, gri: transgenik hindlimb, gri çizgili: transgenik forelimb. Sonuçları ± SD genlikleri demek olarak sunulmaktadır (A, D) istikrarlı hem de arka ve ön ayakları transgenik olmayan hayvanlarda zamanla. Transgenik hayvanlarda hastalık sürecinde genlikleri azalmıştır. Gecikme süreleri (B, E) daha az hastalık etkilenen ve hind - ve genotip ne olursa olsun ön ayakları arasında büyük farklılıklar gözlendi edildi. (C, F) gerekli uyarıcı olarak tüm gruplar halinde en az. SOD1-G93A N = tg 147 d, N dışında tüm gruplar halinde 4 = 3. 29, 38 ve 53 yaş gruplarındaki PrP-hFUS-WT3 fareler için N sigara-4, 5 ve 4 tg ve tg 7, 5 ve 3, sırasıyla içindir. Sembolleri göstermek gruplar arasındaki fark gibidir: *: tg sigara hindlimb tg hindlimb, # vs: tg forelimb tg forelimb, vs ¤: tg sigara hindlimb tg forelimb, gri vs *: tg hindlimb tg forelimb vs. Tukey ile iki yönlü ANOVA'ın çoklu karşılaştırma testi, *: p < 0,05, **: p < 0,01, ***: p < 0,001, ***: p < 0,0001. #: p < 0,05, ##: p < 0,01, ###: p < 0,001, ### : p < 0,0001. ¤: p < 0,05, ¤¤: p < 0,01, ¤¤¤: p < 0,001, ¤¤¤: p < 0,0001. <a href="/files/ftp_upload/57741/57741fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57741/57741fig4.jpg"> Şekil 4. CMAP genlik, gecikme süresi ve hind-gerekli uyarıcı ve ön ayakları CMT1A farelerde. C61-PMP22 transgenik (tg) fareler ve transgenik olmayan (non-tg) littermates 1.5-2 yaşında olan ölçüldü. Genlik(a)hem de arka ve ön ayakları transgenik farelerde azalma. Gecikme süresi (B) tüm uzuvların CMT Farelerde yapılan uzun ve ön ayakları bile ince değişiklik ile bu ölçüm algılandı. Uyarıcı yoğunluğu (C) gereksinimini C61-PMP22 farelerde CMT1A hastalarda algılanan fenotip benzer yükseltilmiştir. Sonuçları sunulmuştur ± SD, demek gibi tg N = 4 ve tg N = 3. Sidak ile iki yönlü ANOVA'ın çoklu karşılaştırma testi, **: p < 0,01, ***: p < 0,0001. <a href="/files/ftp_upload/57741/57741fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57741/57741fig5.jpg"> Şekil 5. Forelimb Aksiyon potansiyeli sinir stimülasyonu tarafından neden oldu. Gözlenen CMAP yanıt kas uyarımı tarafından neden olduğu olasılığını dışlamak için (kısmi) axotomy brakiyal pleksus sinir üzerindeki gerçekleştirildi. CMAP genlik(a)ve (B) gecikme süresi (pre) önce kaydedildi ve 4 gün sonra (post) brakial Pleksus axotomy yetişkin olmayan transgenik farelerde. Axotomy CMAP genlik gösteren tepki nedeniyle sinir stimülasyonu oldu azaldı. Siyah: hindlimb, gri: kontralateral forelimb, gri çizgili: Ipsilateral forelimb. Sonuç ortalama ± SD, N sunulmaktadır = 2. <a href="/files/ftp_upload/57741/57741fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration at JoVE.com

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Vivo Bileşik kas aksiyon potansiyeli Motor nöron hastalığı, fare modellerinde ön ayakları üzerinden elektrofizyolojik ölçümü

Sinir iletim ölçümü ateş fare modelleri değerlendirmek için yararlı bir araçtır ama sık sık öyle yalnızca hindlimbs siyatik sinir uyarmak için geçerlidir. Burada, bileşik kas aksiyon potansiyeli (CMAP) vivo brakiyal pleksus tarafından innervated fare forelimb kaslarda ölçmek için bir teknik açıklayın.

Assessing the functionality of the nerve axon provides detailed information on the progression of neuromuscular disorders. Electrophysiological recordings ...

in-vivo-electrophysiological-measurement-compound-muscle-action

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

19.1K Görüntüleme.  KU Leuven - University of Leuven. Sinir iletim ölçümü ateş fare modelleri değerlendirmek için yararlı bir araçtır ama sık sık öyle yalnızca hindlimbs siyatik sinir uyarmak için geçerlidir. Burada, bileşik kas aksiyon potansiyeli (CMAP) vivo brakiyal pleksus tarafından innervated fare forelimb kaslarda ölçmek için bir teknik açıklayın.

Video: In Vivo Electrophysiological Measurement of Compound Muscle Action Potential from the Forelimbs in Mouse Models of Motor Neuron Degeneration

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the functional status of a motor unit pool in vivo. These measures can provide insight into the normal development and degeneration of the neuromuscular system. These measures have clear translational potential because they are routinely applied in diagnostic and clinical human studies. We present electrophysiological techniques similar to those employed in humans to allow recordings of mouse sciatic nerve function. The CMAP response represents the electrophysiological output from a muscle or group of muscles following supramaximal stimulation of a peripheral nerve. MUNE is an electrophysiological technique that is based on modifications of the CMAP response. MUNE is a calculated value that represents the estimated number of motor neurons or axons (motor control input) supplying the muscle or group of muscles being tested. We present methods for recording CMAP responses from the proximal leg muscles using surface recording electrodes following the stimulation of the sciatic nerve in mice. An incremental MUNE technique is described using submaximal stimuli to determine the average single motor unit potential (SMUP) size. MUNE is calculated by dividing the CMAP amplitude (peak-to-peak) by the SMUP amplitude (peak-to-peak). These electrophysiological techniques allow repeated measures in both neonatal and adult mice in such a manner that facilitates rapid analysis and data collection while reducing the number of animals required for experimental testing. Furthermore, these measures are similar to those recorded in human studies allowing more direct comparisons.

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles

We present refined protocols that allow in vivo monitoring of motor unit function in the mouse. Techniques to measure compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) in the mouse hind limb muscles innervated by the sciatic nerve are described.

Elektrofizyolojik Motor Ünite Sayısı Tahmini (MUNE) Fare Arka ayağın KASLARDAKİ bileşik kas aksiyon potansiyeli (BKAP) Ölçme

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

Davranış

Simultaneous Intracellular Recording of a Lumbar Motoneuron and the Force Produced by its Motor Unit in the Adult Mouse In vivo

The spinal motoneuron has long been a good model system for studying neural function because it is a neuron of the central nervous system with the unique properties of (1) having readily identifiable targets (the muscle fibers) and therefore having a very well-known function (to control muscle contraction); (2) being the convergent target of many spinal and descending networks, hence the name of "final common pathway"; and (3) having a large soma which makes it possible to penetrate them with sharp intracellular electrodes. Furthermore, when studied in vivo, it is possible to record simultaneously the electrical activity of the motoneurons and the force developed by their muscle targets. Performing intracellular recordings of motoneurons in vivo therefore put the experimentalist in the unique position of being able to study, at the same time, all the compartments of the "motor unit" (the name given to the motoneuron, its axon, and the muscle fibers it innervates1): the inputs impinging on the motoneuron, the electrophysiological properties of the motoneuron, and the impact of these properties on the physiological function of the motoneurons, i.e. the force produced by its motor unit. However, this approach is very challenging because the preparation cannot be paralyzed and thus the mechanical stability for the intracellular recording is reduced. Thus, this kind of experiments has only been achieved in cats and in rats. However, the study of spinal motor systems could make a formidable leap if it was possible to perform similar experiments in normal and genetically modified mice.
For technical reasons, the study of the spinal networks in mice has mostly been limited to neonatal in vitro preparations, where the motoneurons and the spinal networks are immature, the motoneurons are separated from their targets, and when studied in slices, the motoneurons are separated from most of their inputs. Until recently, only a few groups had managed to perform intracellular recordings of motoneurons in vivo2-4 , including our team who published a new preparation which allowed us to obtain very stable recordings of motoneurons in vivo in adult mice5,6. However, these recordings were obtained in paralyzed animals, i.e. without the possibility to record the force output of these motoneurons. Here we present an extension of this original preparation in which we were able to obtain simultaneous recordings of the electrophysiological properties of the motoneurons and of the force developed by their motor unit. This is an important achievement, as it allows us to identify the different types of motoneurons based on their force profile, and thereby revealing their function. Coupled with genetic models disturbing spinal segmental circuitry7-9, or reproducting human disease10,11, we expect this technique to be an essential tool for the study of spinal motor system.

Simultaneous Intracellular Recording of a Lumbar Motoneuron and the Force Produced by its Motor Unit in the Adult Mouse In vivo

This new method permits the simultaneous intracellular recording of a single adult mouse motoneuron and the measurement of the force produced by its muscle fibers. The combined investigation of the electrical and mechanical properties of motor units in normal and genetically modified animals is a breakthrough for the study of the neuromuscular system.

Erişkin Fare yılında Motor Ünite tarafından üretilen bir Lomber Motonöron ve Kuvvet Eşzamanlı intrasellüler Kaydı<em&gt; In vivo</em

The  spinal motoneuron has long been a good model system for studying neural  function because it is a neuron of the central nervous system with the ...

Nörobilim

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological techniques, in the understanding of the underlying pathophysiology1. Here we describe a method to perform electrophysiological studies on mouse sciatic nerves in vivo.
The animals are anesthetized with isoflurane in order to ensure analgesia for the tested mice and undisturbed working environment during the measurements that take about 30 min/animal. A constant body temperature of 37 &#176;C is maintained by a heating plate and continuously measured by a rectal thermo probe2. Additionally, an electrocardiogram (ECG) is routinely recorded during the measurements in order to continuously monitor the physiological state of the investigated animals.
Electrophysiological recordings are performed on the sciatic nerve, the largest nerve of the peripheral nervous system (PNS), supplying the mouse hind limb with both motoric and sensory fiber tracts. In our protocol, sciatic nerves remain in situ and therefore do not have to be extracted or exposed, allowing measurements without any adverse nerve irritations along with actual recordings. Using appropriate needle electrodes3 we perform both proximal and distal nerve stimulations, registering the transmitted potentials with sensing electrodes at gastrocnemius muscles. After data processing, reliable and highly consistent values for the nerve conduction velocity (NCV) and the compound motor action potential (CMAP), the key parameters for quantification of gross peripheral nerve functioning, can be achieved.

In Vivo Electrophysiological Measurements on Mouse Sciatic Nerves

Measurements of nerve conduction properties in vivo exemplify a powerful tool to characterize various animal models of neuromuscular diseases. Here, we present an easy and reliable protocol by which electrophysiological analysis on sciatic nerves of anesthetized mice can be performed.

Fare Siyatik Sinir Vivo elektrofizyolojik ölçümlerde

Electrophysiological studies allow a rational classification of various neuromuscular diseases and are of help, together with neuropathological ...

Measuring Neuromuscular Junction Functionality

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is impaired, such as aging and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Here we describe an experimental protocol that can be used to measure NMJ functionality by combining two types of electrical stimulation: direct muscle membrane stimulation and the stimulation through the nerve. The comparison of the muscle response to these two different stimulations can help to define, at the functional level, potential alterations in the NMJ that lead to functional decline in muscle.
Ex vivo preparations are suited to well-controlled studies. Here we describe an intensive protocol to measure several parameters of muscle and NMJ functionality for the soleus-sciatic nerve preparation and for the diaphragm-phrenic nerve preparation. The protocol lasts approximately 60 min and is conducted uninterruptedly by means of a custom-made software that measures the twitch kinetics properties, the force-frequency relationship for both muscle and nerve stimulations, and two parameters specific to NMJ functionality, i.e. neurotransmission failure and intratetanic fatigue. This methodology was used to detect damages in soleus and diaphragm muscle-nerve preparations by using SOD1G93A transgenic mouse, an experimental model of ALS that ubiquitously overexpresses the mutant antioxidant enzyme superoxide dismutase 1 (SOD1).

A functional assessment of the neuromuscular junction (NMJ) can provide essential information on the communication between muscle and nerve. Here we describe a protocol to comprehensively evaluate both the NMJ and muscle functionality using two different muscle-nerve preparations, i.e. soleus-sciatic and diaphragm-phrenic.

Nöromüsküler kavşak işlevleri ölçme

Neuromuscular junction (NMJ) functionality plays a pivotal role when studying diseases in which the communication between motor neuron and muscle is ...

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and latency detect chronic axon loss and demyelination, respectively. Axonal excitability techniques &#34;by threshold tracking&#34; expand upon these measures by providing information regarding the activity of ion channels, pumps and exchangers that relate to acute function and may precede degenerative events. As such, the use of axonal excitability in animal models of neurological disorders may provide a useful in vivo measure to assess novel therapeutic interventions. Here we describe an experimental setup for multiple measures of motor axonal excitability techniques in the rat ulnar nerve.
The animals are anesthetized with isoflurane and carefully monitored to ensure constant and adequate depth of anesthesia. Body temperature, respiration rate, heart rate and saturation of oxygen in the blood are continuously monitored. Axonal excitability studies are performed using percutaneous stimulation of the ulnar nerve and recording from the hypothenar muscles of the forelimb paw. With correct electrode placement, a clear compound muscle action potential that increases in amplitude with increasing stimulus intensity is recorded. An automated program is then utilized to deliver a series of electrical pulses which generate 5 specific excitability measures in the following sequence: stimulus response behavior, strength duration time constant, threshold electrotonus, current-threshold relationship and the recovery cycle.
Data presented here indicate that these measures are repeatable and show similarity between left and right ulnar nerves when assessed on the same day. A limitation of these techniques in this setting is the effect of dose and time under anesthesia. Careful monitoring and recording of these variables should be undertaken for consideration at the time of analysis.

In Vivo Electrophysiological Measurement of the Rat Ulnar Nerve with Axonal Excitability Testing

Axonal excitability techniques provide a powerful tool to examine pathophysiology and biophysical changes that precede irreversible degenerative events. This manuscript demonstrates the use of these techniques on the ulnar nerve of anesthetized rats.

Vivo Aksonal uyarılabilirlik test ile sıçan Ulnar sinirin Elektrofizyolojik ölçüm

Electrophysiology enables the objective assessment of peripheral nerve function in vivo. Traditional nerve conduction measures such as amplitude and ...

Non-invasive Assessment of Dorsiflexor Muscle Function in Mice

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively affect skeletal muscle. This can result in a loss of muscle mass (atrophy) and/or loss of muscle quality (reduced force per unit of muscle mass), both of which are prevalent in chronic disease, muscle-specific disease, immobilization, and aging (sarcopenia). Skeletal muscle function in animals can be evaluated by a range of different tests. All tests have limitations related to the physiological testing environment, and the selection of a specific test often depends on the nature of the experiments. Here, we describe an in vivo, non-invasive technique involving a helpful and easy assessment of force frequency-curve (FFC) in mice that can be performed on the same animal over time. This permits monitoring of disease progression and/or efficacy&#160;of a potential therapeutic treatment.

Measurement of rodent skeletal muscle contractile function is a useful tool that can be used to track disease progression as well as efficacy of therapeutic intervention. We describe here the non-invasive, in vivo assessment of the dorsiflexor muscles that can be repeated over time in the same mouse.

Non-invaziv Dorsiflexor kas fonksiyonu farelerde değerlendirilmesi

Assessment of skeletal muscle contractile function is an important measurement for both clinical and research purposes. Numerous conditions can negatively ...

Tıp

<meta charset="utf8"></head><body>Farelerde Elektromiyografik Elektrotların Üretimi ve Cerrahi İmplantasyonu

Recording Forelimb Muscle Activity in Head&#45;Fixed Mice with Chronically Implanted EMG Electrodes

Powerful genetic and molecular tools available in mouse systems neuroscience research have enabled researchers to interrogate motor system function with unprecedented precision in head-fixed mice performing a variety of tasks. The small size of the mouse makes the measurement of motor output difficult, as the traditional method of electromyographic (EMG) recording of muscle activity was designed for larger animals like cats and primates. Pending commercially available EMG electrodes for mice, the current gold-standard method for recording muscle activity in mice is to make electrode sets in-house. This article describes a refinement of established procedures for hand fabrication of an electrode set, implantation of electrodes in the same surgery as headplate implantation, fixation of a connector on the headplate, and post-operative recovery care. Following recovery, millisecond-resolution EMG recordings can be obtained during head-fixed behavior for several weeks without noticeable changes in signal quality. These recordings enable precise measurement of forelimb muscle activity alongside in vivo neural recording and/or perturbation to probe mechanisms of motor control in mice.

<meta charset="utf8"></head><body>Yazar Spotlight: Kas Aktivitesinden Nöral Dinamiklere Fare Motor Korteks Etkileşimlerinin İncelenmesi

This protocol describes the hand fabrication and surgical implantation of electromyographic (EMG) electrodes in the forelimb muscles of mice to record muscle activity during head-fixed behavior experiments.

Kronik İmplante EMG Elektrotları ile Başa Sabit Farelerde Ön Ayak Kas Aktivitesinin Kaydedilmesi

Powerful genetic and molecular tools available in mouse systems neuroscience research have enabled researchers to interrogate motor system function with ...

In vivo Measurement of Knee Extensor Muscle Function in Mice

Skeletal muscle plasticity in response to countless conditions and stimuli mediates concurrent functional adaptation, both negative and positive. In the clinic and the research laboratory, maximal muscular strength is widely measured longitudinally in humans, with knee extensor musculature the most reported functional outcome. Pathology of the knee extensor muscle complex is well documented in aging, orthopedic injury, disease, and disuse; knee extensor strength is closely related to functional capacity and injury risk, underscoring the importance of reliable measurement of knee extensor strength. Repeatable, in vivo assessment of knee extensor strength in pre-clinical rodent studies offers valuable functional endpoints for studies exploring osteoarthritis or knee injury. We report an in vivo and non-invasive protocol to repeatedly measure isometric peak tetanic torque of the knee extensors in mice across time. We demonstrate consistency using this novel method to measure knee extensor strength with repeated assessment in multiple mice producing similar results.

Quantification of knee extensor maximal strength is imperative to understand functional adaptations to aging, disease, injury, and rehabilitation. We present a novel method to repeatedly measure in vivo knee extension isometric peak tetanic torque.

Farelerde Diz Ekstensör Kas fonksiyonunun in vivo ölçümü

Skeletal muscle plasticity in response to countless conditions and stimuli mediates concurrent functional adaptation, both negative and positive. In the ...

Vivo Bileşik kas aksiyon potansiyeli Motor nöron hastalığı, fare modellerinde ön ayakları üzerinden elektrofizyolojik ölçümü

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Elektrofizyolojik Motor Ünite Sayısı Tahmini (MUNE) Fare Arka ayağın KASLARDAKİ bileşik kas aksiyon potansiyeli (BKAP) Ölçme

Erişkin Fare yılında Motor Ünite tarafından üretilen bir Lomber Motonöron ve Kuvvet Eşzamanlı intrasellüler Kaydı

Fare Siyatik Sinir Vivo elektrofizyolojik ölçümlerde

Nöromüsküler kavşak işlevleri ölçme

Vivo Aksonal uyarılabilirlik test ile sıçan Ulnar sinirin Elektrofizyolojik ölçüm

Non-invaziv Dorsiflexor kas fonksiyonu farelerde değerlendirilmesi

Kronik İmplante EMG Elektrotları ile Başa Sabit Farelerde Ön Ayak Kas Aktivitesinin Kaydedilmesi

Kronik İmplante EMG Elektrotları ile Başa Sabit Farelerde Ön Ayak Kas Aktivitesinin Kaydedilmesi

Kronik İmplante EMG Elektrotları ile Başa Sabit Farelerde Ön Ayak Kas Aktivitesinin Kaydedilmesi

Farelerde Diz Ekstensör Kas fonksiyonunun in vivo ölçümü