Name: paw-print analysis of contrast-enhanced recordings (prancer): a low-cost, open-access automated gait analysis system for assessing motor deficits
Uploaded: 2019-08-12T13:00:00
Duration: 6 min 25 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits at JoVE.com

وقد دعم هذا العمل معهد كارني لعلوم الدماغ في جامعة براون.

وكانت جميع الإجراءات متفقة مع المبادئ التوجيهية للجنة الرعاية والاستخدام المؤسسية للأمم المتحدة.
1. جهاز تحليل مشية
<ol><li>إعداد المشية تحليل الممشى يتكون من ممر زجاج شبكي واضح المغلقة (36 "L × 3" W × 4.5 "H) وضعت على أرضية زجاج شبكي واضح (الشكل2A). جعل الكلمة زجاج شبكي شبه شفافة من خلال تغطيتها مع قطعة من 16 LB الألياف القطنية صياغة القطيفة قطع إلى نفس العرض مثل الممشى. ملاحظة: هناك طرق أخرى لجعل الكلمة شبه شفافة.</li>
	<li>وضع كاميرا مع معدل الإطار من 30 لقطة على الأقل في الثانية (إطارا في الثانية) مباشرة تحت الممر لالتقاط منتصف المسار (الشكل2B).</li>
	<li>تأمين شريط من 12 V أضواء LED مع 18 المصابيح / القدم ما يقرب من 2 بوصة بعيدا عن و 1 بوصة فوق أرضية الممر لإلقاء الضوء على المسار.</li>
</ol>2. إعداد الحيوانات
<ol><li>السماح للالحيوانات للتكيف مع حيوية لمدة أسبوع على الأقل قبل التعامل معها. التعامل مع الفئران لمدة 5 أيام على الأقل قبل بدء التجربة. استخدمت هذه الدراسة 8 ذكور الفئران إيفانز طويلة ما يقرب من 3 أشهر من العمر.</li>
	<li>
اعتاد الحيوانات إلى غرفة الاختبار ومشية الممشى مع أضواء الغرفة إيقاف
	<ol>
<li>وضع قفص الفئران المنزل على مستوى السطح في نهاية ممر مشية لتكون بمثابة مربع الهدف. لاحظ أنه إذا كان القفص المنزلي عميقًا، فقد تستفيد الفئران التي تعاني من ضعف في السن أو اللوجاز بالمحرك من منحدر أو خطوة لتوفير سهولة الوصول إلى القفص المنزلي.</li>
		<li>السماح للفأر على المشي من يد المجرب أسفل طول الممشى للوصول إلى قفص المنزل.</li>
		<li>الفئران سوف تتوقف في كثير من الأحيان في نهاية الممشى للنظر حولها قبل القفز إلى أسفل إلى القفص المنزلي. إذا كان الفئران يستغرق وقتا أطول من 1 دقيقة للخروج من الممشى، وتشجيعه على دخول قفص المنزل مع دفعة لطيف.</li>
		<li>إذا استدار الجرذ، استخدم قطعة صغيرة من زجاج شبكي لمنع نهاية "البداية" من الممشى. كرر لما مجموعه 3 أشواط.</li>
	</ol>
</li>
	<li>عادة لمدة يومين على الأقل أو حتى الفئران مريحة عبور الممشى بوتيرة ثابتة دون تجميد.</li>
</ol>3. Gait إجراء الاختبار
<ol><li>ضبط الإعدادات على برنامج كاميرا ويب لتحقيق أوضح صورة لمطبوعات مخلب. إيقاف أضواء الغرفة لجميع اختبار مشية.</li>
	<li>قم بتسجيل كل تشغيل بشكل منفصل وتسمية بشكل مناسب للاستخدام مع برنامج التحليل التلقائي.</li>
	<li>تأكد من عدم وجود بقع أو حطام على القطيفة. بدء تسجيل بضع ثوان قبل أن يدخل الفئران الممشى والتوقف بمجرد خروج الفئران من الممشى ويدخل قفصه المنزلي.</li>
	<li>استمر حتى يتم إكمال ثلاثة أشواط مقبولة أو 10 دقائق قد انقضت.</li>
	<li>مسح أسفل الممر مع الإيثانول بين كل فأر واستبدال القطيفة حسب الحاجة. ملاحظة: يتم تعريف محاكمة مقبولة كتجربة حيث يمشي الحيوان باستمرار ودون توقف للخطوات 4 الأولى من المدى. إذا كان هذا من الصعب تحقيقه، قم بتعديل المعايير لتشمل التجارب التي توجد فيها 4 خطوات متتالية في أي نقطة في المدى التي تحدث دون توقف أو تسارع مفاجئ.</li>
</ol>4- التحليل الآلي لـ PrAnCER
<ol><li>ضع جميع مقاطع الفيديو لتحليلها في مجلد.</li>
	<li>إطلاق PrAnCER عن طريق تشغيل السيناريو بيثون PrAnCER. ستقوم PrAnCER بتحليل مقاطع الفيديو استنادًا إلى الخطوات الموضحة في الشكل 3 والشكل 4.</li>
	<li>في القائمة المنبثقة، حدد المجلد المحدد عن طريق الضغط على الزر اختيار مجلد. حدد خيارات مخصصة للتحليل إذا رغبت في ذلك. يمكن العثور على أوصاف تفصيلية لكل معلمة بالنقر فوق علامة الاستفهام المجاورة لها. انقر فوق متابعة عند الانتهاء.</li>
	<li>حدد منطقة اهتمام (ROI) على صورة الممشى الذي يظهر. للقيام بذلك، انقر بزر الماوس الأيمن لتعريف الحافة العليا والنقر بزر الماوس الأيمن لتعريف الحافة السفلية. إذا كان المربع الذي يظهر صحيحاً، اضغط N للمتابعة. إذا لم يكن الأمر كذلك، اضغط Z للتراجع. بمجرد الضغط على N، سيتم تشغيل البرنامج تلقائيًا.</li>
	<li>بعد اكتمال PrAnCER، قم بإنهاء البرنامج عن طريق الضغط على Enter في المحطة الطرفية.</li>
	<li>لمراجعة إخراج النتائج يدوياً بواسطة PrAnCER، قم بتشغيل البرنامج النصي بيثون GaitEditorGUI وحدد ملف .mp4 المناسب لكل فيديو. إذا لزم الأمر، قم بتصحيح أي ة تم التعرف عليها بشكل خاطئ أو دمجها.</li>
	<li>لاستخراج معلمات مشية المكانية والزمنية، قم بتشغيل برنامج بيثون النصي ParameterAnalyzer. اختر عدد المطبوعات الخلفية لتحليلها ومجلد مقاطع الفيديو لتحليلها، ثم انقر على متابعة. سيؤدي ذلك إلى إخراج ملف .csv لكل فيديو يحتوي على عدد من معلمات المشي الشائعة، والتي يتم وصفها في الجدول 2 والموضحة في الشكل 5. ملاحظة: تتوفر البرامج النصية الكاملة، بالإضافة إلى إرشادات قراءة البيانات وتحليلها، في GitHub (www.github.com/hayleybounds) الخاص بالمؤلف. نفذنا هذه الخوارزمية باستخدام الحرة، مفتوحة المصدر مكتبة بيثون OpenCV21. وشملت أيضا على GitHub هي تعليمات لبناء لدينا المشية تحليل الممشى.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Lakes, E. H., Allen, K. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+analysis+methods+for+rodent+models+of+arthritic+disorders:+reviews+and+recommendations.">Gait analysis methods for rodent models of arthritic disorders: reviews and recommendations.</a> Osteoarthritis and Cartilage. 24 (11), 1837-1849 (2016).</li><li>Lee, H. Y., Hsieh, T. H., Liang, J. I., Yeh, M. L., Chen, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+video-based+gait+pattern+analysis+for+hemiparkinsonian+rats.">Quantitative video-based gait pattern analysis for hemiparkinsonian rats.</a> Medical &amp; Biological Engineering &amp; Computing. 50 (9), 937-946 (2012).</li><li>Zhou, 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=Gait+analysis+in+three+different+6-hydroxydopamine+rat+models+of+Parkinson&#8217;s+disease.">Gait analysis in three different 6-hydroxydopamine rat models of Parkinson&#8217;s disease.</a> Neuroscience Letters. 584, 184-189 (2015).</li><li>Batka, R. J., Brown, T. J., Mcmillan, K. P., Meadows, R. M., Jones, K. J., Haulcomb, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+need+for+speed+in+rodent+locomotion+analyses.">The need for speed in rodent locomotion analyses.</a> Anatomical Record. 297 (10), 1839-1864 (2014).</li><li>Guillot, T. S., Asress, S. A., Richardson, J. R., Glass, J. D., Miller, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treadmill+gait+analysis+does+not+detect+motor+deficits+in+animal+models+of+Parkinson&#8217;s+disease+or+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Treadmill gait analysis does not detect motor deficits in animal models of Parkinson&#8217;s disease or amyotrophic lateral sclerosis.</a> Journal of Motor Behavior. 40 (6), 568-577 (2008).</li><li>Williams, M. T., 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=Kaolin-induced+ventriculomegaly+at+weaning+produces+long-term+learning,+memory,+and+motor+deficits+in+rats.">Kaolin-induced ventriculomegaly at weaning produces long-term learning, memory, and motor deficits in rats.</a> International Journal of Developmental Neuroscience. 35, 7-15 (2014).</li><li>Hamers, F. P. T., Koopmans, G. C., Joosten, E. A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CatWalk-assisted+gait+analysis+in+the+assessment+of+spinal+cord+injury.">CatWalk-assisted gait analysis in the assessment of spinal cord injury.</a> Journal of Neurotrauma. 23 (3-4), 537-548 (2006).</li><li>Kloefkorn, H. 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=Automated+Gait+Analysis+Through+Hues+and+Areas+(AGATHA):+A+Method+to+Characterize+the+Spatiotemporal+Pattern+of+Rat+Gait.">Automated Gait Analysis Through Hues and Areas (AGATHA): A Method to Characterize the Spatiotemporal Pattern of Rat Gait.</a> Annals of Biomedical Engineering. 45 (3), 711-725 (2017).</li><li>Pereira, J. 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=A+comparison+analysis+of+hindlimb+kinematics+during+overground+and+treadmill+locomotion+in+rats.">A comparison analysis of hindlimb kinematics during overground and treadmill locomotion in rats.</a> Behavioural Brain Research. 172 (2), 212-218 (2006).</li><li>Nakamura, A., 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=Low-cost+three-dimensional+gait+analysis+system+for+mice+with+an+infrared+depth+sensor.">Low-cost three-dimensional gait analysis system for mice with an infrared depth sensor.</a> Neuroscience Research. 100, 55-62 (2015).</li><li>Hamers, F. P., Lankhorst, A. J., van Laar, T. J., Veldhuis, W. B., Gispen, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+quantitative+gait+analysis+during+overground+locomotion+in+the+rat:+its+application+to+spinal+cord+contusion+and+transection+injuries.">Automated quantitative gait analysis during overground locomotion in the rat: its application to spinal cord contusion and transection injuries.</a> Journal of Neurotrauma. 18 (2), 187-201 (2001).</li><li>Mendes, C. S., Bartos, I., M&#225;rka, Z., Akay, T., M&#225;rka, S., Mann, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantification+of+gait+parameters+in+freely+walking+rodents.">Quantification of gait parameters in freely walking rodents.</a> BMC Biology. 13 (50), (2015).</li><li>Machado, A. S., Darmohray, D. M., Fayad, J., Marques, H. G., Carey, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+quantitative+framework+for+whole-body+coordination+reveals+specific+deficits+in+freely+walking+ataxic+mice.">A quantitative framework for whole-body coordination reveals specific deficits in freely walking ataxic mice.</a> eLife. 4, (2015).</li><li>Duty, S., Jenner, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+Parkinson&#8217;s+disease:+a+source+of+novel+treatments+and+clues+to+the+cause+of+the+disease.">Animal models of Parkinson&#8217;s disease: a source of novel treatments and clues to the cause of the disease.</a> British Journal of Pharmacology. 164 (4), 1357-1391 (2011).</li><li>Kulkarni, S. K., Bishnoi, M., Chopra, K. <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+microdialysis+studies+of+striatal+level+of+neurotransmitters+after+haloperidol+and+chlorpromazine+administration.">In vivo microdialysis studies of striatal level of neurotransmitters after haloperidol and chlorpromazine administration.</a> Indian Journal of Experimental Biology. 47 (2), 91-97 (2009).</li><li>Jain, N. S., Tandi, L., Verma, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+the+central+histaminergic+transmission+in+the+cataleptic+and+neuroleptic+effects+of+haloperidol.">Contribution of the central histaminergic transmission in the cataleptic and neuroleptic effects of haloperidol.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 139 (Part A), 59-66 (2015).</li><li>Steinpreis, R. E., Anders, K. A., Branda, E. M., Kruschel, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effects+of+Atypical+Antipsychotics+and+Phencyclidine+(PCP)+on+Rotorod+Performance.">The Effects of Atypical Antipsychotics and Phencyclidine (PCP) on Rotorod Performance.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 63 (3), 387-394 (1999).</li><li>Baptista, P. P. A., 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=Physical+exercise+down-regulated+locomotor+side+effects+induced+by+haloperidol+treatment+in+Wistar+rats.">Physical exercise down-regulated locomotor side effects induced by haloperidol treatment in Wistar rats.</a> Pharmacology, Biochemistry, and Behavior. 104, 113-118 (2013).</li><li>Chuang, C. S., Su, H. L., Cheng, F. C., Hsu, S., Chuang, C. F., Liu, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+evaluation+of+motor+function+before+and+after+engraftment+of+dopaminergic+neurons+in+a+rat+model+of+Parkinson&#8217;s+disease.">Quantitative evaluation of motor function before and after engraftment of dopaminergic neurons in a rat model of Parkinson&#8217;s disease.</a> Journal of Biomedical Science. 17 (9), (2010).</li><li>Bugalho, P., Alves, L., Miguel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gait+dysfunction+in+Parkinson&#8217;s+disease+and+normal+pressure+hydrocephalus:+a+comparative+study.">Gait dysfunction in Parkinson&#8217;s disease and normal pressure hydrocephalus: a comparative study.</a> Journal of Neural Transmission. 120 (8), 1201-1207 (2013).</li><li>Bradski, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The OpenCV Library. , (2000).</li><li>Chen, H., Du, J., Zhang, Y., Barnes, K., Jia, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishing+a+Reliable+Gait+Evaluation+Method+for+Rodent+Studies.">Establishing a Reliable Gait Evaluation Method for Rodent Studies.</a> Journal of Neuroscience Methods. 283, 92-100 (2017).</li><li>De Ryck, M., Hruska, R. E., Silbergeld, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogen+and+haloperidol-induced+versus+handling-related+catalepsy+in+male+rats.">Estrogen and haloperidol-induced versus handling-related catalepsy in male rats.</a> Pharmacology, Biochemistry, and Behavior. 17 (5), 1027-1035 (1982).</li><li>Bellardita, C., Kiehn, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotypic+Characterization+of+Speed-Associated+Gait+Changes+in+Mice+Reveals+Modular+Organization+of+Locomotor+Networks.">Phenotypic Characterization of Speed-Associated Gait Changes in Mice Reveals Modular Organization of Locomotor Networks.</a> Current Biology. 25 (11), 1426-1436 (2015).</li><li>De Ryck, M., Schallert, T., Teitelbaum, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphine+versus+haloperidol+catalepsy+in+the+rat:+a+behavioral+analysis+of+postural+support+mechanisms.">Morphine versus haloperidol catalepsy in the rat: a behavioral analysis of postural support mechanisms.</a> Brain Research. 201 (1), 143-172 (1980).</li></ol>

وليس لدى أصحاب البلاغ أي تضارب في المصالح للكشف عنها.

في هذه الدراسة، اختبرنا PrAnCER، وهو نظام تحليل مشية آلي جديد يستخدم مقاطع فيديو معززة على النقيض من التباين تم إنتاجها باستخدام أرضية شفافة لحجب جسم الحيوان ولإنتاج مطبوعات مخلب محددة بوضوح للكشف الآلي البسيط. PrAnCER يحدد بدقة بصمات مخلب وحساسة للتغيرات في وظيفة المحرك. استخدمنا PrAnCER لتقييم التعديلات مشية في نموذج هالوبيريدول الحاد من PD. على الرغم من أن haloperidol لم تحفز العجز الحركي المتوقع من نموذج PD قوية، كنا مع ذلك قادرة على إثبات أن PrAnCER يمكن الكشف بدقة عن التغيرات في أنماط مشية. وأخيراً، قمنا بتحديد دقة PrAnCER وأثبتنا أن قياسها لبارامترات المشي الرئيسية مماثل لقياس التهديف اليدوي.
في كل من الظروف المعالجة haloperidol، لاحظنا ارتفاع معدل حدوث سلوك التجميد (akinesia) تليها استجابة الهروب من تشغيل أو المحيطة إلى الأمام. في حين لوحظ akinesia في جرعة مماثلة (0.25 ملغ / كغ) في العديد من الدراسات16,23, هذا السلوك المحيطة لا يتسق مع أعراض باركنسون نموذجية3,14,19, 24. ومن المثير للاهتمام, وجدنا أن جرعة عالية العلاج haloperidol أدى إلى زيادة كبيرة في طول خطوة. وكان هذا الاستنتاج في البداية من المستغرب لأن نماذج هالوبيريدول أخرى من PD أظهرت انخفاضا في طول خطوة3،19. ومع ذلك، فإنها منطقية في ضوء نمط السلوك "تستعد الهروب" التي وصفها دي ريك وآخرون (1980)، الذي أفاد أن الفئران تشغيل للهروب بعد فترات حركية، وأن مشيات عالية السرعة مثل تشغيل وحدود ترتبط مع زيادة خطوة طول4،25 (الشكل8C). كما أدى العلاج بالجرعة العالية إلى زيادة كبيرة في منطقة الاتصال القصوى للالكفوف الخلفية. جرعة منخفضة العلاج haloperidol أدى إلى تعديلات مشية PD أكثر تميزا بما في ذلك زيادة كبيرة في مدة الموقف والحد الأقصى لمنطقة الاتصال (الشكل8A-B). قد تكون هذه النتائج انعكاسا لصلابة العضلات المرتبطة akinesia الناجمة عن هالوبيريدول.
على الرغم من السلوك غير عادية تستعد الهروب، كنا قادرين على إثبات أن PrAnCER يمكن في الواقع الكشف عن التعديلات في مشية. أظهرنا أنه في ظروف الإضاءة الصحيحة، يمكن أن تنتج أرضية شفافة صورة متناقضة للغاية ومفصلة من الكفوف. في هذه الدراسة، جعلنا أرضية شفافة شفافة من خلال تغطيتها مع القطيفة. ويمكن تحقيق نفس التأثير بوضع غطاء شفاف آخر، مثل ميلار، على أرضية شفافة. بدلا من ذلك، يمكن أن تكون الكلمة نفسها شفافة باستخدام، على سبيل المثال، زجاج شبكي متجمد. الكلمة شفافة وممر زجاج شبكي بسيط غير مكلفة ويمكن بناؤها في فترة ما بعد الظهر. لدينا نظام تحليل القائم على حافة الكشف هو مرونة لكثير من الاختلافات في الجهاز ويوفر عتبات قابل للتعديل لتكييف النظام مع مختلف الإعدادات، ونماذج المرض، أو الحيوانات الصغيرة مثل الفئران.
تم تغيير بعض تحليلات معلمة مشية من الصيغ التقليدية بسبب جوانب من الممشى. على سبيل المثال، يختلف أسلوبنا في حساب السرعة عن دراسات مشية أخرى. الكلمة شفافة جنبا إلى جنب مع إضاءة LED يحجب وجهة نظر الجسم، لذلك ليس من الممكن لتتبع موقف الجسم لحساب السرعة كما هو الحال عادة. لهذه الدراسة، تم حساب السرعة عن طريق تقسيم المسافة المقطوعة بين اثنين من الاتصالات من نفس مخلب في الوقت من الاتصال الأول إلى الاتصال الثاني. وبطبيعة الحال، يمكن استخدام صيغ أخرى. على سبيل المثال، إذا كانت هناك حاجة إلى قياس إجمالي للسرعة، يمكن تقسيم المسافة من متوسط مواقع الصدارة في بداية ونهاية التشغيل بمدة التشغيل.
يؤكد تحليلنا أنه على الرغم من عدم تطابقه مع التهديف اليدوي، فإن نظامنا الآلي يؤدي بدقة عالية وينشئ مقاييس موثوقة للمشية. تم تحسين الجهاز الموصوف هنا لتحليل بسيط ومنخفض التكلفة لوظيفة المحرك. ومع ذلك، يمكن إجراء عدة تعديلات من شأنها أن توسع من فائدة PrAnCER. أحد القيود على نظامنا هو أن الكلمة شبه شفافة، في حين يسمح الكشف مخلب ممتازة، يحجب محور جسم الحيوانات. على الرغم من أننا لم نجد أنه من الضروري، يمكن معالجة هذا عن طريق إضافة كاميرا علوية إلى النظام. وثمة تحسن آخر هو استخدام كاميرا فيديو ذات معدل إطارات أعلى. في حين كنا قادرين على الحصول على تقديرات متسقة من المعلمات الزمنية، يتم اختراق دقة هذه التدابير بمعدلات الإطار أقل من 100 إطارا في الثانية8. وإضافة كاميرا فيديو عالية السرعة لا يتطلب أي تغيير في برمجيات التحليل مع زيادة دقة ودقة التدابير الزمنية. بالإضافة إلى ذلك، العديد من أنظمة مشية أخرى استخدام مرآة لتسجيل وجهات النظر الجانبية والبطينية للفأر2،8،13. إضافة هذه الميزة إلى جهازنا من شأنه أن يسمح بالقياس الكمي أكثر دقة للسرعة ومراقبة أفضل للسلوك أثناء التشغيل.
في هذه الدراسة، أظهرنا أن استخدام أرضية شبه شفافة يعزل بشكل فعال بصمات مخلب عن طريق منع رؤية الكائنات غير على اتصال مع أرضية الممشى. قمنا بتطوير نظام تسجيل تلقائي يستفيد من طباعة الكفو عالية التباين هذه لتحديد الكفوف بدقة. أظهرنا أن هذا النظام، PrAnCER، معلمات مشية كمية مع دقة مماثلة للنظم التجارية. قررنا أن إعطاء جرعة عالية من haloperidol زيادة طول خطوة وأقصى منطقة اتصال بالمقارنة مع المالحة. في حين أن هذا التغيير هو عكس ما كنا نتوقع، مزيد من الاستعراض للأدب الموجود يشير إلى أنه من المرجح أن يكون جزءا من سلوك الهروب لوحظ ردا على الإدارة الحادة من haloperidol. أدى العلاج الهالوبيريدول جرعة منخفضة في أعراض PD أكثر نموذجية مثل زيادة مدة الموقف والحد الأقصى لمنطقة الاتصال. نخلص إلى أنه في حين أن إدارة هالوبيريدول الجرعة العالية الحادة هي نموذج ضعيف لدراسة ضعف مشية المرتبطة PD، أظهرت دراستنا مع ذلك قدرة PrAnCER على الكشف بدقة عن التغيرات في وظيفة المحرك. في المستقبل، نأمل في مزيد من التحقق من صحة PrAnCER من خلال دراسة التغيرات الحركية في نماذج المرض الأخرى.

وتستخدم القوارض عادة كنماذج لدراسة مجموعة واسعة من الأمراض والإصابات بما في ذلك التهاب المفاصل1, مرض باركنسون (PD)2,3, الاضطرابات العصبية العضلية4,5, استسقاء الرأس6 ، وإصابة الحبل الشوكي7. في هذه الحالات، يمكن قياس أعراض مثل الألم والتوازن والوظيفة الحركية من خلال دراسة أنماط مشية الحيوانات. يتم تحديد هذه الأنماط كمياً باستخدام مجموعة من معلمات مشية الفناء الصدغية التي تلخص موقع وتوقيت مطبوعات الكف، فضلاً عن منطقة ملامسة الكفة على الأرض.
على الرغم من وجود العديد من الخيارات لتحليل المشية، فإن الأنظمة الحالية لها العديد من العيوب. في اختبار الحبر والورق التقليدي، يتم تغطية الكفوف الحيوان بالحبر قبل أن يمشي عبر ورقة من الورق الأبيض (الشكل1A). ويمكن بعد ذلك قياس مطبوعات الكف الناتجة لطول الخطوة وعرض الموقف، ولكن لا يمكن تقييم معلمات مشية مؤقتة رئيسية مثل السرعة أو مدة الخطوة. الأنظمة الحديثة القائمة على الفيديو هي أكثر موثوقية، ولكن تحليل الفيديو يتطلب شاقة الإطار على حدة تسجيل ما لم يتم استخدام نظام آلي مناسب8. وهناك العديد من نظم تسجيل النقاط الآلية التجارية المتاحة حاليا، ولكن هذه النظم يمكن أن تكون باهظة التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد هذه الأنظمة على أرضيات واضحة أو في بعض الحالات، أجهزة المشي، وكلاهما يغير الحركة الطبيعية. وقد ثبت أن أجهزة المشي تخفي العجز الحركي في بعض نماذج المرض9، في حين أن الأرضيات الواضحة (الشكل 1B) تسبب الفئران لقضاء المزيد من الوقت على محيط حقل مفتوح ، مما يشير إلى زيادة القلق10. من الناحية المثالية، فإن جهاز تحليل مشية لا تعتمد على أي منهما، مما ينتج أنماط الحركة الأكثر طبيعية مع أقل الإجهاد على الحيوان.
تستخدم الخيارات المتاحة المفتوحة المصدر والتجارية مجموعة متنوعة من الطرق للتغلب على صعوبة عزل بصمة عن جسم الحيوان على الرغم من ظروف الإضاءة المتغيرة ولون الحيوان وأشكال الطباعة. بعض تعزيز التباين من الاتصال الكفوف باستخدام الأسطحالتي تطلق الضوء استجابة للضغط 7،11،12،ولكن هذه مكلفة وصعبة من الناحية الفنية لبناء. وتستخدم نظم أخرى زوايا عرض متعددة تسمح بمراقبة التنسيق بين الجسم كله8و13. في حين أن هذه الخيارات توفر مزايا لقياس المعلمات الحركية الإضافية وراء مشية، فهي معقدة دون داع لتحليل مشية بسيطة. وعلاوة على ذلك، كل هذه التقنيات تعتمد على الأرضيات واضحة، مما يغير السلوك الطبيعي.
ويستند PrAnCER على ما نسميه التسجيلات المحسنة التباين، والتي تستخدم مزيج من الإضاءة وأرضية شبه شفافة لتعزيز الكشف عن المطبوعات. عند النظر إليها من أدناه، وهذا يخلق صورة عالية التباين (مخلب الطباعة) في حين حجب وجهة نظر الكائنات غير على اتصال مع السطح (جسم الحيوان) (الشكل1D). عند النظر إليها من فوق، تبدو الكلمة غير شفافة. البروز الناتج من الكفوف في طريقتنا يسمح تحديد دقيق لمجموعة متنوعة من الخصائص مشية والحركية من قبل نظامنا الآلي وضعت حديثا. في هذه الدراسة، ونحن نوصف الجهاز، لدينا بروتوكول تحليل مشية، ونظامنا التهديف الآلي، PrAnCER. يتم تجميع جهازنا بسهولة ويمكن استخدام PrAnCER لتقييم العجز الحركي في مجموعة واسعة من نماذج الأمراض والإصابات.
لإثبات أن PrAnCER يمكن استخدامها للكشف عن أنماط مشية غير طبيعية، استخدمنا نموذج haloperidol من PD، نموذج بسيط للتحريض عابرة من التغييرات الحركية14. هالوبيريدول هو مضاد مستقبلات الدوبامين يستخدم على نطاق واسع كمضاد للذهان1. وهو يؤثر على أنظمة المحرك عن طريق تغيير إشارات الدوبامين في السترياتوم, عنصر مهم من مسار المحرك في العقد القاعدية14. حتى جرعة واحدة من haloperidol يقلل بسرعة مستويات الدوبامين خارج الخلية في السترياتوم, مما تسبب في التغوط السيارات مثل باركنسون15. الآثار السلوكية هي صلابة العضلات، akinesia، وcatalepsy، والتي تعرف على أنها عدم القدرة على العودة إلى وضع طبيعي بعد وضعها في موقف غير عادي11،16. جرعات حادة من haloperidol تسبب العجز الحركي يمكن التعرف عليها في اختبار روتارود من وظيفة المحرك17. وقد سببلنا أن العاهات الحركية الحركية التي يتم التوصل إليها بوساطة هالوبيريدول ستكون واضحة أيضاً في عدد من الخصائص التي يمكن الوصول إليها لتحليل المشية الآلي.
على الرغم من أن الاستجابات لهلوبيريدول تختلف على نطاق واسع عبر الدراسات، تظهر آثار الهالوبيريدول المحفزة بجرعات تبلغ 0.5 ملغم/كغم وأعلى، في حين أن انخفاض الاستجابة وضعف المحرك يمكن اكتشافه بجرعات أقل (0.1 - 0.3 ملغم/كغم)16، 17.في محاولة لتجنب الآثار المحفزة من haloperidol، قررنا اختبار جرعتين من haloperidol: جرعة عالية (0.30 ملغ / كغ) وجرعة منخفضة (0.15 ملغ / كغ). كما هو مبين في الجدول 1، درست التجربة 1 آثار الهالوبيريدول جرعة عالية ، في حين أن التجربة 2 اختبار آثار الهالوبيريدول جرعة منخفضة. استخدمنا تصميمًا داخل الموضوع تم فيه اختبار كل فأر في ظروف الجرعة العالية والجرعة المنخفضة والتحكم (المالحة). تم موازنة ترتيب الحالة عبر الفئران. وتوقعنا أن الإدارة الحادة من haloperidol من شأنه أن يسبب العاهات مشية مماثلة لتلك الموجودةفي نماذج أخرى من PD مثل انخفاض السرعة، وانخفاض طول خطوة، وأطول مدة موقف 3،14،18 ،19. لاحظنا التغيرات السلوكية بما في ذلك akinesia بعد إدارة هالوبيريدول في كلتا الجرعات. في حالة الجرعة المنخفضة، كانت الفئران قد زادت بشكل ملحوظ مدة الموقف ومنطقة الاتصال مخلب الخلفية، كما هو متوقع. هذه التغييرات مشية قابلة للمقارنة مع الخطوات البطيئة، خلط المشتركة بين مرضى PD2،20. في حالة جرعة عالية، ومع ذلك، رأينا زيادة في طول خطوة، فضلا عن زيادة في منطقة الاتصال مخلب. وعلى الرغم من أن الزيادة في طول الخطوة لم تكن متوقعة، فقد أشار استعراض آخر للمؤلفات إلى أنه من المرجح أن يكون جزءاً من استجابة هروب من الهالوبيريدول. نخلص إلى أن PrAnCER هو في الواقع قادرة على الكشف عن التغيرات مثل باركنسون في مشية القوارض بما يتفق مع استخدام neuroleptics.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Gait Walkway Apparatus</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4&#34; clear plexiglass</td>
			<td>RISD 3D Store, Providence, RI</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $50 
			1 piece cut to 3 1/2&#34; W x 36&#34; L; 2 pieces cut to 4 1/2&#34; W x 36&#34; L 
			Note: We made our walkway 36&#34; long based off of an exisiting plexiglass table we had in house, it could easily be made longer if desired.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4&#34; clear plexiglass</td>
			<td>RISD 3D Store, Providence, RI</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $10 
			4 pieces, cut to 1&#34; W by 4&#34; L 
			These will be used to keep the tunnel in place</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 series 80/20 framing pieces, 1&#34; x 1&#34; T-Slotted Profile</td>
			<td>80/20 Inc.</td>
			<td>1010-S</td>
			<td>Approximate Price: $16 
			2 pieces cut to 36&#34; L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12V Flexible LED Strip Lights, 16.4ft/5m LED Light Strips, Daylight White</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $10</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bostik Blu-Tack Adhesive</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clearprint 1000H drafting vellum, 16 LB cotton fiber</td>
			<td>Dick Blick Art Supplies</td>
			<td>11101-1046</td>
			<td>Approximate Price: $50 
			Cut to 4&#34; W x 36&#34; L 
			Note: This particular vellum comes as a roll; we kept it on the roll and cut it to 4&#34; W. 
			Mylar or frosted plexiglass could also be used in place of the vellum, but the camera software detection settings would need to be adjusted.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Logitech HD Pro Webcam C920, 1080p</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $50</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mobile Laptop Computer Desk Cart Height-Adjustable</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $40 
			Small table to place the animals&#39; home cage on at the end of the walkway.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic ramp</td>
			<td>Pets Warehouse</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $6 
			Optional: Ramp to assist the animals descend into home cage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RetiCAM Tabletop Tripod with 3-Way Pan/Tilt Head</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $30</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SCIGRIP #16 solvent cement for acrylic - clear, medium bodied</td>
			<td>Amazon</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plexiglass table</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 series 80/20 framing pieces, 1.5&#34; x 1.5&#34; T-Slotted Profile</td>
			<td>80/20 Inc.</td>
			<td>1515</td>
			<td>Approximate Price: $110 
			6 pieces cut to 36&#34; L, 2 pieces cut to 12&#34; With both ends tapped with standard 5/16-18 threads 
			Framing for the plexiglass table top and table legs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 series 3 Way - Light Squared Corner Connector</td>
			<td>80/20 Inc.</td>
			<td>14177</td>
			<td>Approximate Price: $24 
			4 connectors 
			To connect the table top and legs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1/4&#34; clear plexiglass sheet</td>
			<td>RISD 3D Store, Providence, RI</td>
			<td></td>
			<td>Approximate Price: $50 
			Cut at 15&#34; W x 39&#34; L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5/16-18 x 1&#34; Button Head Socket Cap Screw</td>
			<td>80/20 Inc.</td>
			<td>3118</td>
			<td>Approximate Price: $5 
			Quantity = 12</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deluxe Leveling Feet, 5/16-18 x 2&#34;</td>
			<td>80/20 Inc.</td>
			<td>2194</td>
			<td>Approximate Price: $50 
			Quantity = 4 
			For table legs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#8220;T&#8221; Handle Ball End Hex Wrench, 3/16&#34;</td>
			<td>80/20 Inc.</td>
			<td>6000</td>
			<td>Approximate Price: $5</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

paw-print analysis of contrast-enhanced recordings (prancer): a low-cost, open-access automated gait analysis system for assessing motor deficits

يستخدم تحليل مشية لتحديد التغيرات في وظيفة المحرك في العديد من نماذج القوارض من المرض. وعلى الرغم من أهمية تقييم المشية ووظيفة المحرك في العديد من مجالات البحث، فإن الخيارات التجارية المتاحة لها عدة قيود مثل ارتفاع التكلفة وعدم وجود شفرة مفتوحة يسهل الوصول إليها. ولمعالجة هذه القضايا، قمنا بتطوير تحليل PrAnCER، وتحليل طباعة Paw-Print للتسجيلات المحسنة على النقيض من التباين، من أجل التحديد الكمي التلقائي للمشية. يتم إنتاج التسجيلات المحسنة على النقيض باستخدام أرضية شفافة تحجب الأجسام غير المتلامسة مع السطح، مما يؤدي إلى عزل بصمات مخلب الفأر بشكل فعال أثناء سيره. باستخدام أشرطة الفيديو هذه، لدينا برنامج بسيط يقيس بشكل موثوق مجموعة متنوعة من المعلمات المشي spatiotemporal. لإثبات أن PrAnCER يمكن الكشف بدقة عن التغيرات في وظيفة المحرك، وظفنا نموذج haloperidol لمرض باركنسون (PD). اختبرنا الفئران بجرعتين من الهالوبيريدول: جرعة عالية (0.30 ملغم/كغم) وجرعة منخفضة (0.15 ملغم/كغم). Haloperidol زيادة كبيرة مدة الموقف والخلفية مخلب منطقة الاتصال في حالة جرعة منخفضة, كما قد يكون من المتوقع في نموذج PD. في حالة الجرعة العالية, وجدنا زيادة مماثلة في منطقة الاتصال ولكن أيضا زيادة غير متوقعة في طول خطوة. مع مزيد من البحوث، وجدنا أن هذا طول خطوة زيادة يتسق مع ظاهرة تستعد الهروب لوحظ عادة في جرعات أعلى من haloperidol. وهكذا، تمكنت PrAnCER من الكشف عن كل من التغيرات المتوقعة وغير المتوقعة في أنماط مشية القوارض. بالإضافة إلى ذلك، أكدنا أن PrAnCER متسقة ودقيقة عند مقارنتها مع التهديف اليدوي لمعلمات مشية.

Watch this Scientific Journal Video about Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits at JoVE.com

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings PrAnCER: A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

تحليل بطبعة مخلب من التسجيلات المحسنة على النقيض من التباين (PrAnCER): نظام تحليل مشية آلي منخفض التكلفة ومفتوح الوصول لتقييم حالات العجز في المحرك

نحن نصف نظام تحليل مشية جديدة، Paw-Print تحليل التسجيلات المحسنة على النقيض (PrAnCER)، وهو نظام آلي مفتوح الوصول لتحديد كمية خصائص مشية في الفئران التي تستخدم أرضية شبه شفافة جديدة تلقائيا تحديد مقدار المشية. تم التحقق من صحة هذا النظام باستخدام نموذج هالوبيريدول لمرض باركنسون.

Gait analysis is used to quantify changes in motor function in many rodent models of disease. Despite the importance of assessing gait and motor function ...

نحن نقدم نظام جديد لتحليل المشية الذي هو سهل الاستعمال ، وبأسعار معقولة ، وبديل دقيق لأنظمة المشي التجارية. استخدام أرضية شبه شفافة في الإضاءة الصحيحة يخلق عالية التباين مطبوعات مخلب في حين حجب جسم الحيوان. يمكن استخدام نظامنا لتقييم الوظائف الحركية في مجموعة واسعة من نماذج الإصابات والأمراض، مثل النخاع الشوكي أو تلف الأعصاب، والأمراض العصبية، والاضطرابات العصبية العضلية.يمكن تكييف كل من جهاز المشي لدينا وبرنامج PrAnCER الآلي بسهولة لتناسب الاجهزة المختلفة أو نماذج الحيوانات. لإعداد ممشى تحليل المشية ، ضع ممرًا واضحًا مغلقًا من زجاج شبكي على أرضية زجاجية صافية وتغطية الأرضية بقطعة من vellum الصياغة 16 رطلًا بنفس عرض الممشى. ثم، ضع كاميرا مع ما لا يقل عن 30 لقطة في الثانية معدل الإطار مباشرة تحت الممشى لالتقاط منتصف المسار وتأمين شريط من أضواء الصمام الثنائي 12 فولت الضوء الباعث مع 18 الصمامات الباعثة للضوء في القدم الواحد ما يقرب من بوصتين من و شبر واحد فوق أرضية الممشى للقضاء على المسار.لتعود الحيوانات إلى الممشى، ضع قفص الفئران الرئيسية على مستوى السطح في نهاية الممشى المشية لتكون بمثابة مربع الهدف والسماح للجرذ على المشي من جهة أسفل طول الممشى إلى القفص المنزل. سوف تتوقف الفئران في كثير من الأحيان في نهاية الممشى للنظر حولها قبل القفز إلى أسفل في القفص المنزلي. إذا استغرق الجرذ أكثر من دقيقة واحدة للخروج من الممشى ، فشجع الحيوان على دخول القفص المنزلي بدفعة لطيفة.إذا استدار الجرذ، استخدم قطعة صغيرة من زجاج شبكي لمنع نهاية البداية للممشى. عندما تكون الفئران مريحة عبور الممشى بوتيرة ثابتة دون تجميد، وضبط الإعدادات على برنامج كاميرا ويب لتحقيق أوضح صورة لبصمات مخلب وتسجيل كل تشغيل على حدة، ووضع العلامات على أشواط مناسبة للاستخدام مع برنامج التحليل الآلي. بعد التأكد من عدم وجود بقع أو حطام على vellum ، ابدأ في التسجيل قبل بضع ثوان من دخول الجرذ إلى الممشى والتوقف بمجرد خروج الجرذ من الممشى ويدخل القفص المنزلي.من المهم التأكد من أن مقاطع الفيديو المسجلة تلتقط أربع خطوات متتالية على الأقل تحدث دون توقف مؤقت أو تسريع لتعكس بدقة وظيفة الحيوان الحركية. امسح الممشى بالإيثانول بعد كل جرذ، واستبدل الفلوم حسب الحاجة. لتحليل تسجيلات المشية ، ضع جميع مقاطع الفيديو ليتم تحليلها في مجلد واحد وتشغيل تحليل طباعة مخلب التسجيلات المحسنة على النقيض ، أو PrAnCER ، سيناريو Python.في القائمة المنبثقة، انقر فوق اختيار مجلد لتحديد مجلد مقاطع الفيديو وتحديد الخيارات المخصصة المناسبة للتحليل حسب الرغبة. انقر فوق متابعة عند الانتهاء. لتحديد منطقة ذات أهمية على صورة الممشى ، انقر يسارًا لتحديد الحافة العلوية وانقر بزر الماوس الأيمن لتحديد الحافة السفلية.إذا كان المربع الذي يظهر صحيحاً، اضغط N للمتابعة. سيتم تشغيل البرنامج تلقائياً. بعد اكتمال PrAnCER، انقر فوق Enter في المحطة الطرفية لإنهاء البرنامج.ثم، يدويا مراجعة إخراج الصور بواسطة PrAnCER عن طريق تشغيل البرنامج النصي بيثون، Gait محرر واجهة المستخدم الرسومية واختيار ملف MP4 المناسبة لكل فيديو. قم بتصحيح أية طباعة تم تحديدها بشكل خاطئ أو دمجها حسب الضرورة. لاستخراج معلمات مشية المكانية والزمانية، قم بتشغيل محلل المعلمة النصية Python، وحدد عدد النسخ المطبوعة لتحليلها ومجلد مقاطع الفيديو التي يجب تحليلها.ثم انقر فوق متابعة لإخراج ملف csv لكل فيديو يحتوي على عدد من معلمات المشي الشائعة. في حين أن لا يماثل إلى التهديف اليدوي، وPrAnCER ينفذ بدقة عالية ويولد مقاييس موثوق بها من مشية. تظهر النتائج من مجموعة من مقاطع الفيديو الخاصة بالتحكم هنا للمقارنة.لم يكن تحليل PrAnCER لطول الخطوات مختلفًا بشكل كبير عن التسجيل اليدوي ، ولكن كان هناك اختلاف كبير لوحظ في قاعدة قياس الدعم. ويُرجح أن يرجع ذلك إلى التباينات في تحديد التوسّط بدلاً من اكتشاف الأخطاء. في الحيوانات المعالجة بجرعة عالية من الهالوبيريدول، لوحظت زيادة كبيرة في طول الخطوة والحد الأقصى لمنطقة الاتصال.الحيوانات نظرا لجرعات منخفضة haloperidol أيضا إظهار زيادة كبيرة في مدة الموقف والحد الأقصى لمنطقة الاتصال. بالإضافة إلى ذلك، هناك فرق كبير بين ارتفاع وانخفاض جرعة الهالوبيريدول الشروط في قاعدة الدعم، أقصى منطقة اتصال، والمعلمات مشية المسافة interlimb. في حين أن PrAnCER تحلل بالفعل العديد من معلمات مشية اشق الزمانية الشائعة ، يمكن تعديل الشفرة لتقييم أي خصائص مشية إضافية يرغب المستخدم.نأمل أن نظامنا سيجعل تحليل المشية أكثر سهولة للباحثين الذين يرغبون في طريقة بسيطة وبأسعار معقولة لقياس الوظيفة الحركية.

Research

JoVE Journal

Behavior

Paw-Print Analysis of Contrast-Enhanced Recordings (PrAnCER): A Low-Cost, Open-Access Automated Gait Analysis System for Assessing Motor Deficits

Construction of Microdrive Arrays for Chronic Neural Recordings in Awake Behaving Mice

بناء صالحة ميكرودريفي للتسجيلات العصبية المزمنة في الفئران يتصرفون استيقظ

State-of-the-art electrophysiological recordings from the brains of freely behaving animals allow researchers to simultaneously examine local field ...

Contextual and Cued Fear Conditioning Test Using a Video Analyzing System in Mice

السياقية وملقن الخوف تكييف اختبار باستخدام نظام تحليل الفيديو في الفئران

The contextual and cued fear conditioning test is one of the behavioral tests that assesses the ability of mice to learn and remember an association ...

Cortical Source Analysis of High-Density EEG Recordings in Children

القشرية تحليل مصدر عالي الكثافة EEG تسجيلات في الأطفال

EEG is traditionally described as a neuroimaging technique with high temporal and low spatial resolution. Recent advances in biophysical modelling and ...

Protocol for Data Collection and Analysis Applied to Automated Facial Expression Analysis Technology and Temporal Analysis for Sensory Evaluation

بروتوكول لجمع البيانات وتحليل التطبيقية لالآلي الوجه تقنية تحليل التعبير والتحليل الزمني للتقييم الحسي

We demonstrate a method for capturing emotional response to beverages and liquefied foods in a sensory evaluation laboratory using automated facial ...

Automated Analysis of a Nematode Population-based Chemosensory Preference Assay

التحليل الآلي من النيماتودا القائم على السكان الحسية الكيميائية تفضيل التفضيل

The nematode, Caenorhabditis elegans' compact nervous system of only 302 neurons underlies a diverse repertoire of behaviors. To facilitate the dissection ...

A Simple and Low-cost Assay for Measuring Ambulation in Mouse Models of Muscular Dystrophy

مقايسة بسيطة ومنخفضة التكلفة لقياس أمبوليشن في نماذج الماوس من ضمور العضلات

Measuring functional outcomes in the treatment of muscular dystrophy is an essential aspect of preclinical testing. The assessment of voluntary ambulation ...

Clinical-oriented Three-dimensional Gait Analysis Method for Evaluating Gait Disorder

أسلوب التحليل السريري المنحى مشيه ثلاثية الأبعاد لتقييم اضطراب مشيه

Three-dimensional gait analysis (3DGA) is shown to be a useful clinical tool for the evaluation of gait abnormality due to movement disorders. However, ...

Low-cost Protocol of Footprint Analysis and Hanging Box Test for Mice Applied the Chronic Restraint Stress

تطبيق البروتوكول منخفضة التكلفة لتحليل البصمة والمعلق اختبار مربع للفئران الإجهاد المزمن من ضبط النفس

Gait disturbance is frequently observed in patients with movement disorders. In mouse models used for movement disorders, gait analysis is important ...

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

تحليل مشية حركية ثلاثية الدلل للدراسات ما قبل السريرية في القوارض

The utility of three-dimensional (3D) kinematic motion analysis systems is limited in rodents. Part of the reason for this inadequacy is the use of ...

Evaluating Skilled Prehension in Mice Using an Auto-Trainer

تقييم السبق الماهر في الفئران باستخدام مدرب تلقائي

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that ...