Name: automated gait analysis in mice with chronic constriction injury
Uploaded: 2017-10-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 49 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury at JoVE.com

이 연구는 충남 국립 대학, 연구원의 동양 의학 (KIOM)와 한국 건강 기술 연구의 보조금에 의해 지원 되었다 &#38; D 프로젝트 통해는 한국 보건 산업 개발 연구소 (진흥원), 보건 복지부에 의해 자금 &#38; 복지, 한국 (번호 부여: HI15C0007).

모든 실험 통증 연구에 대 한 국제 협회의 윤리 지침에 따라 실시 했다와 충남대 (에서 기관 동물 관리 및 사용 위원회에 의해 승인 되었다 대전, 한국).
 1. 좌 골 신경에 CCI 유도 <ol><li>집 남성 ICR 마우스 제어 실내 온도 (20-25 ° C에서 유지 하는)와 습도 (40-60%), 12 h 명암 주기에서 20-25 g 무게 무료 음식에 접근 하 고 물입니다. 수술 하기 전에 적어도 일주일의 동물 관리 실에서 쥐에 대 한 새 환경 순응 기간 허용.
	<ol><li>주택, 동안 모양 및 마우스의 동작을 관찰 하 고 비정상적인 운동 활동을 보여주는 마우스를 사용 하지 마십시오. 
		참고: CCI 수술 전에 1 일 폰 Frey 필 라 멘 트를 적용 하 여 뒷 발을의 기계적 감도 측정 하 고 정상적인 기준선 값 자동된 걸음 걸이 분석을 수행. 마우스 제어 및 실험적인 그룹에 무작위로 할당 다음,.</li>
	</ol></li> <li>수술 당일, 2,2,2-tribromoethanol (250 mg/kg, 복 (IP))를 주입 하 여 마우스 anesthetize. 
	참고: 외과 용 가운, 장갑, 마스크 등 개인 보호 장비를 착용 하십시오.
	<li><ol>2,2,2 tribromoethanol의 2.5 g의 무게와 5 mL의 최종 볼륨을 2-메 틸-2-buthanol를 추가 합니다. 멀리 빛 솔루션 유지 (예를 들어, 어두운 컨테이너를 사용 하 여 또는 호 일에 포장).</li>
		<li>40 ° C에가 열 하 고 10-30 분에 대 한 교 반에 의해 완전히 분해를 허용 시 약</li>
		<li>증류수 200 mL의 최종 볼륨을 추가 하 고 잘 혼합 때까지 저 어.</li>
		<li>4 ° C에서 aliquots를 저장 하 고 어둠 속에서 계속. 2 주 후, 마 취 새로운 aliquots로 대체 되어야 합니다.</li>
		<li>주사 1 g 몸 무게 당 20 µ L의 볼륨. 예를 들어 마우스의 몸 무게는 25 g, 500 µ L의 솔루션을 제공 합니다. 이 마 취의 일반적인 기간은 1 h. 
		참고:이 솔루션 빛에 노출 되 면 유독한 될 것입니다 하거나 열 빛과 열에 노출 하지 않도록 조심 해야 합니다. IP 주입 경로 사용 하지 않는 것이 좋습니다.</li>
	</ol></li> <li>마우스 깊은 마 취에 빠지고 때 (즉, 발생 하기 쉬운 위치)를 등 쪽으로 운영 테이블에 그것을 배치 하 고 70% 알코올 면봉으로 오른쪽의 외부 중반 허벅지 영역 소독. 
	참고: 꼬 집 거 나 뒷 발 또는 꼬리에 자극 압력에 응답의 부족을 확인 하 여 깊은 마 취 확인.</li>
	<li>마우스 오른쪽 좌 골 신경에 CCI 유도.
	<ol><li>메스 칼 날 길이가 1.0-1.5 cm의 중반 허벅지 주변 피부에 절 개를 만들기.</li>
		<li>노골적 노출 좌 골 신경에 마이크로-모기 hemostat와 허벅지 근육을 해 부.</li>
		<li>3 번 4-0 크롬 다 봉합 사를 사용 하 여 1.0-1.5 m m 간격으로 노출 된 좌 골 신경 선. 
		참고: 가벼운 떨고 동측 뒷 발에 나타날 때까지 좌 골 신경에서 매 여 느슨한 ligations를 확인 합니다. 쥐의 가짜 그룹 받은 신경 결 찰 하지 않고 제외 하 고 비슷한 조건에서 같은 외과 여.</li>
	</ol></li> <li>3-4 5-0 실크를 사용 하 여 간단한 중단 봉합 수술 열기를 닫고 povidone 요오드 수술의 바깥 영역의 살 균 소독.</li>
	<li>수술 후,가 열 패드에서 깨끗 한 장에 마우스 장소. 동물 마 취에서 회복은 때 케이지 그들의 가정 그들이 돌아갑니다. 
	참고:이 연구에서 항생제 안 사용 되었다. 일단 긍정적인 제어로 매일 50 mg/kg의 복용량에 CCI + GBP 받은 그룹 IP gabapentin (GBP).</li>
</ol> 2. 기계적인 용어인의 측정 (테스트 폰 Frey) 참고: 동측 뒷 발의 발바닥 표면에 폰 Frey 필 라 멘 트의 1 g를 사용 하 여 기계적 자극에 철수 응답의 주파수를 평가.
<ol><li>각 시험 당일 행동 테스트 룸에 마우스를가지고 하 고는 테스트 하기 전에 적어도 30 분 동안 그들의 자신의 가정 장에 마우스 적응 
	참고: 외과 용 가운, 장갑, 마스크 등 개인 보호 장비를 착용.</li>
	<li>금속 메쉬 바닥에 투명 한 아크릴 상자에 마우스를 놓고 마우스 30 분에 대 한 적응</li>
	<li>부드럽게 1 g 폰 Frey 필 라 멘 트의 뒷 발의 발바닥 표면에 적용 하는 필 라 멘 트 굴절 될 때까지.</li>
	<li>적용 필 라 멘 트 자극 동측 뒷 다리를 10 번 이상 10 s 간격으로 발 하 고 결과 기록. 
	참고:이 연구에서 10 타석에서 발 철수 응답 수 발 철수 주파수 (PWF, %)의 비율로 표시 됩니다. 폰 Frey 테스트 CCI 수술 후 매 2 일 수행한.</li>
</ol> 3. 걸음 걸이 분석 자동화 참고: 동물 걷고는 및 매개 변수를 자동으로 다양 한 걸음 걸이 분석 하는 동안 각 발 인쇄를 시각화 하는 걸음 걸이 분석 시스템, 등으로 발 인쇄, 강도, 보 폭 길이, 발 자세 위상, 스텝 시퀀스, 스윙, 스윙 속도, 등이 연구에서 우리는 발 인쇄 영역 및 백분율 데이터 변환 후 하나의 자세 변경 contralateral 사이 왼쪽 동측 오른쪽 뒷 발 대 보였다. 따라서, 50%의 결과 나타냅니다 발 인쇄의 크기와 바닥, 왼쪽과 오른쪽 사이의 접촉 발 지역 기간 동일한. 또한 0%에 접근 하는 더 낮은 데이터 값 표시 크기와 접촉의 기간 contralateral 측면에 비해 동측 뒷 발에 감소 (참조 그림 2의 B 패널 및 그림 3).
<ol><li>새 환경 순응, 계속 10 분 걸음 걸이 분석 장치 내에서 마우스 CCI 수술 전 5 일 하루에 한 번. 
	참고: 새 환경 순응을 포함 한 걸음 걸이 분석 테스트는 어둠 속에서 수행 되어야 합니다.</li>
	<li>걸음 걸이 분석을 위한 검사 실에 쥐 하 고는 테스트 하기 전에 적어도 30 분 동안 그들의 가정 장에 적응
	<ol><li>프로그램 메뉴의 설정 탭에서 설정는 &#34; 산책로 길이 &#34; 30 cm, 그리고 설정 하는 &#34; 기간을 실행 하는 최대 &#34; 5 s와 &#34; 변화를 실행 하는 최대 &#34; 50%.</li>
		<li>선택에서 등록 된 카메라는 &#39; 설치 &#39;의 탭은 &#39; 프로그램 &#39; 메뉴.</li>
		<li>선택 &#34; 수집 열 &#34;에서 &#39; 취득 &#39;의 탭에서 &#39; 프로그램 &#39; 메뉴.</li>
		<li>상태 메시지 다음 클릭은 &#39; 배경 스냅 &#39; (즉, 빈) 빈 보도의 배경 그림을 버튼.</li>
	</ol></li> <li>클릭는 &#39; 수집을 시작 &#39; 버튼 및 산책로;에 마우스를 놓고 녹음 마우스의 움직임에 따라 자동으로 시작 됩니다. 
	참고: 때 마우스는 명확 하 게 산책로에서 산책, 프로그램 자동으로 분류로이 이동 &#34; 준수 실행 &#34; 녹색 아이콘. 소프트웨어를 발 인쇄를 검색 하지 못했습니다, 경우는 실험 빨간색 아이콘을 볼 것 이다 하 고 녹음을 반복 해야 합니다. 적어도 5 개의 성공적인 준수 실행 분석을 위해 필요 하다.</li>
	<li>선택 테스트 후 &#39; 실행 분류 &#39;의 취득 탭에서는 &#39; 프로그램 &#39; 메뉴.</li>
	<li>선택 분석 및 클릭에 대 한 실행은 &#39; 자동 분류 &#39; 단추. 
	참고: 분류, 후 모든 통계 매개 변수는 자동으로 저장 하 고는 실험 클릭 하 여 결과 찾을 수 있습니다 &#34; 보기 실행 통계 &#34; 분석 메뉴에서.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Loeser, J. D., Treede, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Kyoto+protocol+of+IASP+Basic+Pain+Terminology.">The Kyoto protocol of IASP Basic Pain Terminology.</a> Pain. 137 (3), 473-477 (2008).</li><li>Colloca, L., 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=Neuropathic+pain.">Neuropathic pain.</a> Nat Rev Dis Primers. 3, 17002 (2017).</li><li>Vranken, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+and+treatment+of+neuropathic+pain.">Mechanisms and treatment of neuropathic pain.</a> Cent Nerv Syst Agents Med Chem. 9 (1), 71-78 (2009).</li><li>DeLeo, J. 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=Characterization+of+a+neuropathic+pain+model:+sciatic+cryoneurolysis+in+the+rat.">Characterization of a neuropathic pain model: sciatic cryoneurolysis in the rat.</a> Pain. 56 (1), 9-16 (1994).</li><li>Kim, S. H., Chung, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+model+for+peripheral+neuropathy+produced+by+segmental+spinal+nerve+ligation+in+the+rat.">An experimental model for peripheral neuropathy produced by segmental spinal nerve ligation in the rat.</a> Pain. 50 (3), 355-363 (1992).</li><li>Seltzer, Z., Dubner, R., Shir, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+behavioral+model+of+neuropathic+pain+disorders+produced+in+rats+by+partial+sciatic+nerve+injury.">A novel behavioral model of neuropathic pain disorders produced in rats by partial sciatic nerve injury.</a> Pain. 43 (2), 205-218 (1990).</li><li>Bennett, G. J., Xie, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+peripheral+mononeuropathy+in+rat+that+produces+disorders+of+pain+sensation+like+those+seen+in+man.">A peripheral mononeuropathy in rat that produces disorders of pain sensation like those seen in man.</a> Pain. 33 (1), 87-107 (1988).</li><li>Dixon, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+analysis+of+experimental+observations.">Efficient analysis of experimental observations.</a> Annu Rev Pharmacol Toxicol. 20, 441-462 (1980).</li><li>Bonin, R. P., Bories, C., De Koninck, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simplified+up-down+method+(SUDO)+for+measuring+mechanical+nociception+in+rodents+using+von+Frey+filaments.">A simplified up-down method (SUDO) for measuring mechanical nociception in rodents using von Frey filaments.</a> Mol Pain. 10, 26 (2014).</li><li>Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+tactile+allodynia+in+the+rat+paw.">Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw.</a> J Neurosci Methods. 53 (1), 55-63 (1994).</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> J Neurosci Methods. , (2017).</li><li>Kang, D. W., 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=Antinociceptive+Profile+of+Levo-tetrahydropalmatine+in+Acute+and+Chronic+Pain+Mice+Models:+Role+of+spinal+sigma-1+receptor.">Antinociceptive Profile of Levo-tetrahydropalmatine in Acute and Chronic Pain Mice Models: Role of spinal sigma-1 receptor.</a> Sci Rep. 6, 37850 (2016).</li><li>Huehnchen, P., Boehmerle, W., Endres, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+paclitaxel+induced+sensory+polyneuropathy+with+&amp;#34;Catwalk&amp;#34;+automated+gait+analysis+in+mice.">Assessment of paclitaxel induced sensory polyneuropathy with &amp;#34;Catwalk&amp;#34; automated gait analysis in mice.</a> PLoS One. 8 (10), e76772 (2013).</li><li>Vrinten, D. H., Hamers, F. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term='CatWalk'+automated+quantitative+gait+analysis+as+a+novel+method+to+assess+mechanical+allodynia+in+the+rat;+a+comparison+with+von+Frey+testing.">'CatWalk' automated quantitative gait analysis as a novel method to assess mechanical allodynia in the rat; a comparison with von Frey testing.</a> Pain. 102 (1-2), 203-209 (2003).</li><li>Martinov, T., Mack, M., Sykes, A., Chatterjea, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+changes+in+tactile+sensitivity+in+the+hind+paw+of+mice+using+an+electronic+von+Frey+apparatus.">Measuring changes in tactile sensitivity in the hind paw of mice using an electronic von Frey apparatus.</a> J Vis Exp. (82), e51212 (2013).</li><li>Ferland, C. E., Laverty, S., Beaudry, F., Vachon, P. <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+and+pain+response+of+two+rodent+models+of+osteoarthritis.">Gait analysis and pain response of two rodent models of osteoarthritis.</a> Pharmacol Biochem Behav. 97 (3), 603-610 (2011).</li><li>Mogil, J. S., 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=Hypolocomotion,+asymmetrically+directed+behaviors+(licking,+lifting,+flinching,+and+shaking)+and+dynamic+weight+bearing+(gait)+changes+are+not+measures+of+neuropathic+pain+in+mice.">Hypolocomotion, asymmetrically directed behaviors (licking, lifting, flinching, and shaking) and dynamic weight bearing (gait) changes are not measures of neuropathic pain in mice.</a> Mol Pain. 6, 34 (2010).</li><li>Ferreira-Gomes, J., Adaes, S., Castro-Lopes, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+movement-evoked+pain+in+osteoarthritis+by+the+knee-bend+and+CatWalk+tests:+a+clinically+relevant+study.">Assessment of movement-evoked pain in osteoarthritis by the knee-bend and CatWalk tests: a clinically relevant study.</a> J Pain. 9 (10), 945-954 (2008).</li></ol>

저자는 공개 없다.

현재 폰 Frey 필 라 멘 트를 사용 하 여 기계적 용어인의 측정은 가장 널리 방법 고통 동물 모델에서 보여 주기 위해 사용 촉각 과민 증. Neuropathic 고통에 대 한 동물 모델 개발을 계속, 감각 기능에 대 한 평가의 방법론이 되었습니다 또한 향상 된8,,910,15. 그 보고서에서 그것은 이러한 수정 이전 방법에 대 한 더 빠르고, 정확 하 고 사용 하기 쉬운 대체를 제공할 수 있습니다 제안 되었습니다. 그러나, 그 방법에서 데이터 여전히 수 있습니다 제한 될 그것의 주관과 메서드를 수행 하는 기술 또는 경험의 요구에 의해. 또한, 동물 억제 폰 Frey 테스트를 수행할 때 피할 수 없는 및 따라서 구속 관련 스트레스는 동물의 고통 응답 결과 영향을 미칠 수 있습니다.
자동화 된 걸음 걸이 분석 시스템 자동으로 동물 산책 (예를 들어, 바닥, 발 인쇄, 입장 시간, 등의 각도를 발 접촉의 전체 면적)의 다양 한 매개 변수를 측정 하 고 따라서는 실험에 대 한 보다 객관적인 데이터를 사용할 수 있습니다. 분석12,13,14,,1617,18. 또한,이 방법은 어떤 자극; 없이 수행할 수 있습니다. 따라서, 보다 적게 침략 적 이며 자유롭게 이동 설치류에서 데이터를 얻을 수 있습니다. 이 연구의 결과 에서처럼 발 인쇄 크기 및 동측 뒷 발의 입장 시간 CCI 수술에 의해 감소 되는 GBP 치료; 비슷한 결과 또한에서 발견 되는 폰 Frey 테스트. 이전 관측14와 일치, neuropathic 고통 동물 모델에서 걸음 걸이 분석의 결과 CCI 관련 변경 된 매개 변수는 정도 반영 수 있습니다 나타내는 폰 Frey 테스트에서 그 긍정적인 상관 관계의 높은 학위를가지고 neuropathic 고통의 가장 자극 증상 중 하나 기계적 용어인의
여기, 우리는 CCI neuropathic 생쥐에서 고전 폰 Frey 테스트와 정보 및 데이터의 간단한 비교에 자동된 보 행 분석 시스템을 운영 하는 방법에 대 한 방법을 제공 합니다. 결론적으로, 자동화 된 걸음 걸이 분석 그것 때문에 neuropathic 고통의 학문을 위한 가장 향상 된 액세스할 수 있는 도구 이며 사용자 친화적인, 객관적인, 민감한 있을 수 있습니다.

외상, 대사 장애, 염증, 감염, 허 혈에 의해 유도 된 신경의 병 적인 변화 또는 자가 면역 질환은 때때로 neuropathic 고통, 병 변 또는 질병의 직접적인 결과로 발생 하는 통증으로 정의 되는 결과 somatosensory 시스템1에 영향을 미치는. Neuropathic 고통을 일반적으로 견딜 수 이며 불행 하 게도, 기존의 진통제 일반적으로 생성 하지 않습니다 충분 한 고통 릴리프2. Neuropathic 고통의 주요 기능은 자연과 자극 갖는 (즉, 용어인 및 통) 통증을 포함합니다. 용어인 가벼운 터치 등 따뜻한 자극 일반적으로 비-고통 스러운 자극에 나타나는 nociceptive 응답 이다. 통 유해 기계적 또는 열 자극3에 향상 된 고통 응답을 나타냅니다. 비록이 두 증상 모두 비판적으로 환자의 삶의 질 저하, 기계적 용어인 부드러운 촉각 자극에 의해 불러 일으켰다는 가장 악화 증상 부드러운 접촉은 일상 생활에서 피하기 어렵다 때문입니다.
기본 메커니즘 및 neuropathic 고통의 처리를 위한 새로운 진통제를 조사, 고통 응답의 정확한 측정은 필수적입니다. 수많은 neuropathic 고통을 동물 모델 개발 nociceptive 답변은 뒷 다리에 때문에 그것의 높은 접근성4,5,,67지역 발. 따라서, 대부분 통증 응답 평가 폰 Frey 필 라 멘 트 같은 특별 한 악기를 사용 하 여 기계적 자극을 적용 하 여 뒷 발 발바닥 또는 등 쪽 표면에 수행 되었습니다. 가장 자주 사용 되는 방법 중 하나는 최대 이며 딕슨에 의해 설명 하는 방법을 아래로8 그리고 나중 수정 버전9,10. 그러나, 매우 숙련 된, 경험 있는 경험 폰 Frey 테스트를 수행 하는 데 필요한 되며 결과 주관적 일 수 있습니다.
자동된 보 행 분석 시스템은 자유롭게 이동 하는 설치류에서 걷기의 다양 한 매개 변수를 측정 하 여 신경 및 신경 근육 학 장애를 조사할 수 있습니다. 다양 한 신경 손상 동물 모델에서에서 nociception 정도와 여러 치료의 antinociceptive 효과 평가 될 수는 고통 자극11,12,13, 를 추가 하지 않고 14.이 분석 시스템 같은 정적 및 동적 걸음 걸이 매개 변수를 검색할 수 있습니다: 인쇄 영역 (바닥 연락처 전체 발 인쇄의 영역)를 발, 발 강도 (접촉 발 영역의 평균 강도), 길이 (보 폭 같은 발의 연속 게재 위치 사이의 거리), 자세 단계 (단일 뒷 발에 대 한 지상 접촉의 기간), 단계 시퀀스 (순서는 4 발 바닥에 배치 됩니다), 스윙 (스윙 단계 기간), 그리고 스윙 속도 (계산 기간에서 보 폭 길이 스윙과 초당 픽셀으로 표시). 이 종이 사용 분석 시스템 및 하 고 만성 수축 부상 (CCI) neuropathic 마우스를 사용 하 여 폰 Frey 테스트와 함께 데이터의 간단한 비교를 제공 합니다.

<table><tbody><tr><td>0.9% Saline</td><td>JW Pharmaceutical</td><td>N/A</td><td>Vehicle for drugs</td></tr><tr><td>1ml syringe</td><td>BD Plastipak</td><td>300013</td><td>Injecting device</td></tr><tr><td>2, 2, 2-tribromoethanol (97% purity)</td><td>Sigma</td><td>T48402</td><td>Anesthetic</td></tr><tr><td>2-methyl-2-buthanol (99% purity)</td><td>Sigma</td><td>152463</td><td>Solvent for 2, 2, 2-tribromoethanol</td></tr><tr><td>Catwalk Automated gait analysis system</td><td>Noldus</td><td>N/A</td><td>Automatic analysis software of aniaml gait</td></tr><tr><td>Chromic catgut (4-0 thickness)</td><td>AILEE</td><td>C442</td><td>Ligature to make chronic constriction injury on the sciatic nerve</td></tr><tr><td>Gabapentin</td><td>Sigma</td><td>Y0001280</td><td>Analgeisc, Used as a positive control drug in this study</td></tr><tr><td>Graefe Forceps</td><td>F.S.T</td><td>11051-10</td><td>Surgical instrument</td></tr><tr><td>Heating Pad</td><td>DAESHIN ELECTRONICS</td><td>M-303AT</td><td>Regulation of body temperature</td></tr><tr><td>ICR Mouse</td><td>Samtaco</td><td>N/A</td><td>Experimental animal</td></tr><tr><td>Mersilk (3-0 thickness)</td><td>ETHICON</td><td>W598H</td><td>Suture material for surgical closure of skin</td></tr><tr><td>Micro-Mosquito</td><td>F.S.T</td><td>13010-12</td><td>Surgical instrument</td></tr><tr><td>Micro-scissors</td><td>F.S.T</td><td>14090-09</td><td>Surgical instrument</td></tr><tr><td>Needle holder</td><td>F.S.T</td><td>12002-12</td><td>Surgical instrument</td></tr><tr><td>Povidone Iodine</td><td>Firson</td><td>N/A</td><td>Disinfectant to prevent infection after surgery</td></tr><tr><td>Scalpel blade</td><td>F.S.T</td><td>10010-00 (#10)</td><td>Surgical instrument to make an incision</td></tr><tr><td>Scalpel handle</td><td>F.S.T</td><td>10003-12 (#3)</td><td>Surgical instrument to make an incision</td></tr><tr><td>Von-Frey filaments</td><td>North Coast</td><td>NC12775-99</td><td>Measurement device to test sensory function for mechanical stimulation</td></tr></tbody></table>

automated gait analysis in mice with chronic constriction injury

폰 Frey 테스트 neuropathic 고통 동물의 감각 기능 검사에 널리 이용 되는 고전적인 방법 이다. 그러나, 그것은 주관적인 데이터와 같은 몇 가지 단점이 고 숙련 된, 경험 있는 실험의 요구 사항이 있다. 날짜 하려면, 다양 한 수정 폰 Frey 방법 개선 하지만 여전히 몇 가지 한계가 있다. 최근 보고서는 걸음 걸이 분석 neuropathic 동물에서 더 정확 하 고 객관적인 데이터를 생성 하는 건의 했다. 이 프로토콜을 쥐에 neuropathic 고통의 결정 자동화 된 걸음 걸이 분석을 수행 하는 방법을 보여 줍니다. 새 환경 순응의 몇 일 후 쥐 발자국을 밝히는 유리 바닥에 자유롭게 걸을 허용 되었다. 발자국과 걸음 걸이의 정량화 발 인쇄, 그네 시간, 발, 등 의 각도의 영역 등 다양 한 걷는 매개 변수 자동 분석 비디오 클립을 통해 수행 된 다음,
이 연구의 주요 목적은 자동화 된 걸음 걸이 분석의 방법론을 설명 하 고 간단히 폰 Frey 필 라 멘 트를 사용 하 여 고전적인 감각 테스트에서 데이터와 비교 하는 것입니다.

우리 폰 Frey 테스트를 수행 하 고 CCI 수술 후 10 일 이내 CCI 쥐에서 걸음 걸이 분석을 자동화. 통계 분석에 대 한 양방향 분산 분석 (ANOVA)의 반복된 측정 전반적인 효과 결정 하 고 Dunnett의 게시물-특별 분석 실험 그룹 중 p-값을 결정 하기 위해 수행 합니다.
그림 1 에 표시 된 결과 고전 폰 Frey 테스트 데이터의 시간 과정을 나타냅니다. CCI 쥐의 (%) PWF CCI 수술 후 증가 2 일 이었고 가짜 그룹에 비해 10 일 동안. CCI 긍정적인 통제 그룹, GBP (50 mg/kg, IP, 일단 10 일 시작 1 일 수술 후 매일)에서 크게 CCI 강화 PWF 완화. 패널 A의 가짜 그룹에서 PWF (%)는 8.00 ± 수술에 대 timepoint 사전 (예약), 6.00 ± 2.45에 하루 2, 4.00 ± 2.00 ± 2.00에 하루 6, 4, 일에 2.45 5.83 4.00 ± 8, 당일 22.45 및 6.00 ± 2.45 10 일에. CCI 그룹에서 PWF (%)은 사전, 하루에 2, 68.57 ± 4.59에 하루 4, 72.86 ± 5.22에 하루 6, 61.43 ± 5.95에 2.86 ± 1.84 75.71 ± 8, 당일 6.49 및 75.71 ± 3.69 10 일에. CCI + GBP 그룹에서 PWF (%)은 사전, 하루에 2, 50.00 ± 4.04에 하루 4, 45.00 ± 4.81에 하루 6, 57.50 ± 5.22에 2.50 ± 1.43 46.25 ± 8, 당일 5.65 및 47.50 ± 4.88 날 10. B 패널에서 곡선 (AUC)에서 지역 되었고 가짜에서 23.00 ± 6.00, CCI에서 317.86 ± 17.04 223.75 ± 17.05 CCI + GBP 그룹.
그림 2 에 표시 된 결과 CCI 수술 후 발 인쇄 영역의 시간 과정 변화를 나타냅니다. 데이터는 왼쪽 및 오른쪽 뒷 발 사이의 발 인쇄 영역의 백분율 변경 표시 됩니다. 발 인쇄 영역 표준 상태에 왼쪽과 오른쪽에 동일한 경우 데이터는 50% 될 것입니다. CCI는 크게 수술 후 2 일 동측 뒷 발의 발 인쇄 영역을 감소 하 고 10 일 동안 유지 되었다. GBP는 현저 하 게 감소 된 발 인쇄 영역을 복구. 패널 B의 가짜 그룹에서 발 인쇄 영역 (%)은 사전, 하루에 2, 53.24 ± 0.80에 하루 4, 50.30 ± 1.68에 하루 6, 50.30 ± 1.45에 50.13 ± 2.13 52.08 ± 1.79 날 8, 및 49.66 ± 10 일째에 2.24. CCI 그룹에서 발 인쇄 영역 (%)은 사전, 하루에 2, 0 ± 0에 일 4, 8.86 ± 3.27에 하루 6, 0 ± 0에 50.71 ± 3.17 6.6 ± 3.20 하루 8에 그리고 10.30 ± 5.60 날 10. CCI + GBP 그룹에서 발 인쇄 영역 (%)은 사전, 하루 2, 하루에 4, 20.20 ± 4.00에 하루 6, 15.18±5.57에 4.65±4.17에 55.59 ± 2.01 26.01 ± 8, 당일 5.53 및 28.40 ± 6.04 날 10.
그림 3 에 표시 된 결과 CCI 수술 후 단일 입장의 시간 과정 변화를 나타냅니다. 데이터 계산 되었고 (발 인쇄 영역 데이터와 유사한) 백분율 변경 표시. CCI 감소 동측 측의 단일 자세 하 고 GBP 크게 그것을 복구. 패널 B의 가짜 그룹에서 하나의 자세 (%)은 사전, 하루에 2, 50.76 ± 0.44에 하루 4, 50.60 ± 1.11에 하루 6, 50.71 ± 0.67에 49.31 ± 2.15 51.50 ± 8, 당일 0.96 및 49.00 ± 2.35 10 일에. CCI 그룹에서 하나의 자세 (%)은 사전, 하루에 2, 0 ± 0에 일 4, 11.5 ± 3.25에 하루 6, 0 ± 0에 50.36 ± 3.17 13.61 ± 8, 당일 5.04 그리고 12.94 ± 6.40 날 10. CCI + GBP 그룹에서 하나의 자세 (%)은 사전, 하루에 2, 18.66 ± 4.33에 하루 4, 25.48 ± 4.10에 하루 6, 5.44 ± 4.87에 52.35 ± 0.91 30.26 ± 2.17 날 8, 및 32.24 ± 4.95 하루 10에.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56402/56402fig1.jpg"> 
그림 1: CCI 쥐에서 폰 Frey 시험에 의해 평가 하는 기계적 용어인. (A) 발 철수 주파수 (PWF, %)는 폰 Frey 테스트 CCI 수술 후 증가 2 일 이었고 가짜 그룹에 비해 10 일 동안에. Gabapentin (GBP, 50 mg/kg, IP) 크게 CCI 유도 기계 용어인 반전. (B) PWF의 축적 데이터 곡선 아래의 영역으로 표시 됩니다. * * p &#60; 0.01와 * * * p &#60; 0.001 CCI 그룹 대. 오차 막대 표시 평균 ± sd. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56402/56402fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56402/56402fig2.jpg"> 
그림 2: 인쇄 영역 CCI 쥐에 자동화 된 걸음 걸이 분석에 의해 발. (A) 분석 소프트웨어에 의해 뒷 발 가짜, CCI, CCI + GBP (gabapentin, 50 mg/kg, IP)의 그룹에서의 이미지를 캡처. 흰색 사각형은 뒷 발 분석 시스템에 의해 감지의 지표. CCI의 작은 발 크기를 참고 및이 감소 GBP 처리에 의해 부분적으로 복구. (B) 발 인쇄 영역 (%)의 시간 과정. 왼쪽 및 오른쪽 뒷 발 사이의 인쇄 영역의 백분율 변경 데이터 계산 됩니다 (예를 들어, 50%는 왼쪽과 오른쪽에 동일한 발 인쇄 영역 나타냅니다). * p &#60; 0.05와 * * p &#60; 0.01 CCI 그룹 대. 오차 막대 표시 평균 ± sd.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56402/56402fig3.jpg"> 
그림 3: CCI 쥐에 자동화 된 걸음 걸이 분석에 의해 단일 자세. (A) 캡처됨 및 각 발에 대 한 다른 색상으로 강조 표시 하는 단일 입장의 변환 된 이미지. Note 동측 뒷 발에 대 한 핑크 추적 CCI 그룹에 단축 및 gabapentin (GBP, 50 mg/kg, IP) 크게 복구 그것은 마찬가지로 가짜 수준. (B) 단일 입장 (%)의 시간 과정. 데이터는 왼쪽 및 오른쪽 뒷 발 사이의 단일 입장의 % 변화를 계산 후 선 그래프로 요약 (왼쪽과 오른쪽에 동일한 단일 입장을 나타냅니다예를 들어, 50%). * p &#60; 0.05, * * p &#60; 0.01와 * * * p &#60; 0.001 CCI 그룹 대. 오차 막대 표시 평균 ± sd. <a href="//ecsource-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/56402/56402fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury at JoVE.com

Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

Neuropathic 동물 모델에서 고통 응답의 정확한 평가 통증 질환의 병 태 생리학을 조사 하 고 새로운 진통제 개발에 중요 한. 우리는 뒷 다리 발 자동된 보 행 분석 시스템에 의해 설치류의 감각 기능을 결정 하는 과민 하 고 객관적인 방법을 제시.

만성 수축 부상으로 쥐에 있는 자동화 된 걸음 걸이 분석

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

automated-gait-analysis-in-mice-with-chronic-constriction-injury

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.0K 조회수.  Chungnam National University. Neuropathic 동물 모델에서 고통 응답의 정확한 평가 통증 질환의 병 태 생리학을 조사 하 고 새로운 진통제 개발에 중요 한. 우리는 뒷 다리 발 자동된 보 행 분석 시스템에 의해 설치류의 감각 기능을 결정 하는 과민 하 고 객관적인 방법을 제시.

비디오: Automated Gait Analysis in Mice with Chronic Constriction Injury

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3. Specifically, it affects the ability of neurons to receive inputs from other cells2 and contributes to the propagation of action potentials4,5. The morphology of the neurites also affects how information is processed. The diversity of dendrite morphologies facilitate local and long range signaling and allow individual neurons or groups of neurons to carry out specialized functions within the neuronal network6,7. Alterations in dendrite morphology, including fragmentation of dendrites and changes in branching patterns, have been observed in a number of disease states, including Alzheimer's disease8, schizophrenia9,10, and mental retardation11. The ability to both understand the factors that shape dendrite morphologies and to identify changes in dendrite morphologies is essential in the understanding of nervous system function and dysfunction.
Neurite morphology is often analyzed by Sholl analysis and by counting the number of neurites and the number of branch tips. This analysis is generally applied to dendrites, but it can also be applied to axons. Performing this analysis by hand is both time consuming and inevitably introduces variability due to experimenter bias and inconsistency. The Bonfire program is a semi-automated approach to the analysis of dendrite and axon morphology that builds upon available open-source morphological analysis tools. Our program enables the detection of local changes in dendrite and axon branching behaviors by performing Sholl analysis on subregions of the neuritic arbor. For example, Sholl analysis is performed on both the neuron as a whole as well as on each subset of processes (primary, secondary, terminal, root, etc.) Dendrite and axon patterning is influenced by a number of intracellular and extracellular factors, many acting locally. Thus, the resulting arbor morphology is a result of specific processes acting on specific neurites, making it necessary to perform morphological analysis on a smaller scale in order to observe these local variations12.
The Bonfire program requires the use of two open-source analysis tools, the NeuronJ plugin to ImageJ and NeuronStudio. Neurons are traced in ImageJ, and NeuronStudio is used to define the connectivity between neurites. Bonfire contains a number of custom scripts written in MATLAB (MathWorks) that are used to convert the data into the appropriate format for further analysis, check for user errors, and ultimately perform Sholl analysis. Finally, data are exported into Excel for statistical analysis. A flow chart of the Bonfire program is shown in Figure 1.

We have developed a computer program to analyze neuronal morphology. In combination with two existing open source analysis tools, our program performs Sholl analysis and determines the number of neurites, branch points, and neurite tips. The analyses are performed so that local changes in neurite morphology can be observed.

여러 스케일에서 디지털의 연결 형태론의 자동 숄 분석

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

연구

신경과학

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and mortality. Based on the nature of primary injury following TBI, complex and heterogeneous secondary consequences result, which are followed by regenerative processes 1,2. Primary injury can be induced by a direct contusion to the brain from skull fracture or from shearing and stretching of tissue causing displacement of brain due to movement 3,4. The resulting hematomas and lacerations cause a vascular response 3,5, and the morphological and functional damage of the white matter leads to diffuse axonal injury 6-8. Additional secondary changes commonly seen in the brain are edema and increased intracranial pressure 9. Following TBI there are microscopic alterations in biochemical and physiological pathways involving the release of excitotoxic neurotransmitters, immune mediators and oxygen radicals 10-12, which ultimately result in long-term neurological disabilities 13,14. Thus choosing appropriate animal models of TBI that present similar cellular and molecular events in human and rodent TBI is critical for studying the mechanisms underlying injury and repair.
Various experimental models of TBI have been developed to reproduce aspects of TBI observed in humans, among them three specific models are widely adapted for rodents: fluid percussion, cortical impact and weight drop/impact acceleration 1. The fluid percussion device produces an injury through a craniectomy by applying a brief fluid pressure pulse on to the intact dura. The pulse is created by a pendulum striking the piston of a reservoir of fluid. The percussion produces brief displacement and deformation of neural tissue 1,15. Conversely, cortical impact injury delivers mechanical energy to the intact dura via a rigid impactor under pneumatic pressure 16,17. The weight drop/impact model is characterized by the fall of a rod with a specific mass on the closed skull 18. Among the TBI models, LFP is the most established and commonly used model to evaluate mixed focal and diffuse brain injury 19. It is reproducible and is standardized to allow for the manipulation of injury parameters. LFP recapitulates injuries observed in humans, thus rendering it clinically relevant, and allows for exploration of novel therapeutics for clinical translation 20.
We describe the detailed protocol to perform LFP procedure in mice. The injury inflicted is mild to moderate, with brain regions such as cortex, hippocampus and corpus callosum being most vulnerable. Hippocampal and motor learning tasks are explored following LFP.

Lateral fluid percussion (LFP), an established model of traumatic brain injury in mice, is demonstrated. LFP fulfills three major criteria for animal models: validity, reliability and clinical relevance. The procedure, consisting of surgical craniotomy, fixation of hub followed by induction of injury, resulting in focal and diffuse injuries, is described.

측면 유체 타악기 : 마우스의 외상성 뇌 손상 모델

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

3D Kinematic Gait Analysis for Preclinical Studies in Rodents

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 complex algorithms and mathematical modeling that accompany 3D data collection and analysis procedures. This work provides a simple, user-friendly, step-by-step detailed methodology for 3D kinematic gait analysis during treadmill locomotion in healthy and neurotraumatic rats using a six-camera motion capture system. Also provided are details on 1) calibration of the system in an experimental set-up customized for quadrupedal locomotion, 2) data collection for treadmill locomotion in adult rats using markers positioned on all four limbs, 3) options available for video tracking and processing, and 4) basic 3D kinematic data generation and visualization and quantification of data using the built-in data collection software. Finally, it is suggested that the utility of this motion capture system be expanded to studying a variety of motor behaviors before and after neurotrauma.

Presented here is a protocol to collect and analyze three-dimensional kinematics of quadrupedal locomotion in rodents for preclinical studies.

설치류의 전임상 연구를 위한 3D 운동걸음걸이 분석

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 ...

행동분석학

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

Motor behavior tests are commonly used to determine the functional relevance of a rodent model and to test newly developed treatments in these animals. Specifically, gait analysis allows recapturing disease relevant phenotypes that are observed in human patients, especially in neurodegenerative diseases that affect motor abilities such as Parkinson&#39;s disease (PD), Alzheimer&#39;s disease (AD), amyotrophic lateral sclerosis (ALS), and others. In early studies along this line, the measurement of gait parameters was laborious and depended on factors that were hard to control (e.g., running speed, continuous running). The development of ventral plane imaging (VPI) systems made it feasible to perform gait analysis at a large scale, making this method a useful tool for the assessment of motor behavior in rodents. Here, we present an in-depth protocol of how to use kinematic gait analysis to examine the age-dependent progression of motor deficits in mouse models of neurodegeneration; mouse lines with decreased levels of endophilin, in which neurodegenerative damage progressively increases with age, are used as an example.

In this study, we demonstrate the use of kinematic gait analysis based on ventral plane imaging to monitor the subtle changes in motor coordination as well as the progression of neurodegeneration with advancing age in mouse models (e.g., endophilin mutant mouse lines).

연령에 따라 모터 손상 Neurodegeneration와 쥐의 걸음 걸이 분석

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

발생학

Low-Cost Gait Analysis for Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neuromuscular Disease

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method of gait analysis demonstrated here is a simple but effective measure of gait abnormalities in murine models. Footprints are analyzed by painting a mouse&#8217;s feet with non-toxic washable paint and allowing the subject to walk through a tunnel on a sheet of paper. The design of the testing tunnel takes advantage of natural mouse behavior and their affinity for small dark places. The stride length, stride width, and toe spread of each mouse is easily measured using a ruler and a pencil. This is a well-established and reliable method, and it generates several metrics that are analogous to digital systems. This approach is sensitive enough to detect changes in stride early in phenotype presentation, and due to its non-invasive approach, it allows for testing of groups across life-span or phenotypic presentation.

Footprint analysis is a low-cost alternative to digitized gait analysis programs for researchers quantifying movement abnormalities in mice. Because of its speed, simplicity, and longitudinal potential, it is ideal for behavioral phenotyping of mouse models.

신경 근육 질환의 마우스 모델의 행동 현상형에 대한 저렴한 걸음걸이 분석

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method ...

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

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

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

MOG35-55를 받게 하는 C57BL/6 쥐에 화살 평면 운동학 걸음 걸이 분석 실험적인 자기 면역 뇌 유발

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

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

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

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

주변 신경 또는 척수 타박상 부상으로 설치류의 기능적 회복을 평가하기 위한 자동 걸음걸이 분석

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

Multifactorial Assessment of Motor Behavior in Rats after Unilateral Sciatic Nerve Crush Injury

The induction of a peripheral nerve injury is a widely used method in neuroscience for the assessment of repair and pain mechanisms among others. In addition, in the research field of movement disorders, sciatic crush injury has been employed to trigger a dystonia-like phenotype in genetically predisposed DYT-TOR1A rodent models of dystonia. To achieve consistent, reproducible and comparable results after a sciatic nerve crush injury, a standardized method for inducing the nerve crush is essential, in addition to a standardized phenotypical characterization. Attention must be paid not only to the specific assortment of behavioral tests, but also to the technical requirements, the correct execution and consecutive data analysis. This protocol describes in detail how to perform a sciatic nerve crush injury and provides a behavioral test battery for the assessment of motor deficits in rats that includes the open field test, the CatWalk XT gait analysis, the beam walking task, and the ladder rung walking task.

We provide a protocol for the assessment of motor behavior via a behavioral test battery in rats after sciatic nerve crush injury.

일방적인 상시 신경 호감 부상 후 쥐에서 모터 행동의 다인 평가

The induction of a peripheral nerve injury is a widely used method in neuroscience for the assessment of repair and pain mechanisms among others. In ...

Comprehensive Understanding of Inactivity-Induced Gait Alteration in Rodents

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics is still unclear. The present study describes a motion analysis approach that utilizes three-dimensional (3D) reconstruction from video captures. Using this technology, disuse-evoked alterations of walking performances were observed in rodents exposed to a simulated microgravity environment by unloading their hindlimb by their tail. After 2 weeks of unloading, the rats walked on a treadmill, and their gait motions were captured with four charge-coupled device (CCD) cameras. 3D motion profiles were reconstructed and compared to those of control subjects using the image processing software. The reconstructed outcome measures successfully portrayed distinct aspects of distorted gait motion: hyperextension of the knee and ankle joints and higher position of the hip joints during the stance phase. Motion analysis is useful for several reasons. First, it enables quantitative behavioral evaluations instead of subjective observations (e.g., pass/fail in certain tasks). Second, multiple parameters can be extracted to fit specific needs once the fundamental datasets are obtained. Despite hurdles for broader application, the disadvantages of this method, including labor intensity and cost, may be alleviated by determining comprehensive measurements and experimental procedures.

The present protocol describes three-dimensional motion tracking/evaluation to depict gait motion alteration of rats after exposure to a simulated disuse environment.

설치류의 비활동으로 인한 보행 변화에 대한 포괄적인 이해

It is well known that disuse affects neural systems and that joint motions become altered; however, which outcomes properly exhibit these characteristics ...

MouseWalker를 사용한 척수 손상 마우스의 운동 기능 장애 정량화

Using the MouseWalker to Quantify Locomotor Dysfunction in a Mouse Model of Spinal Cord Injury

The execution of complex and highly coordinated motor programs, such as walking and running, is dependent on the rhythmic activation of spinal and supra-spinal circuits. After a thoracic spinal cord injury, communication with upstream circuits is impaired. This, in turn, leads to a loss of coordination, with limited recovery potential. Hence, to better evaluate the degree of recovery after the administration of drugs or therapies, there is a necessity for new, more detailed, and accurate tools to quantify gait, limb coordination, and other fine aspects of locomotor behavior in animal models of spinal cord injury. Several assays have been developed over the years to quantitatively assess free-walking behavior in rodents; however, they usually lack direct measurements related to stepping gait strategies, footprint patterns, and coordination. To address these shortcomings, an updated version of the MouseWalker, which combines a frustrated total internal reflection (fTIR) walkway with tracking and quantification software, is provided. This open-source system has been adapted to extract several graphical outputs and kinematic parameters, and a set of post-quantification tools can be to analyze the output data provided. This manuscript also demonstrates how this method, allied with already established behavioral tests, quantitatively describes locomotor deficits following spinal cord injury.

저자 스포트라이트: MouseWalker를 사용하여 척수 손상 마우스 모델에서 운동 기능 장애 정량화  

An experimental pipeline to quantitatively describe the locomotor pattern of freely walking mice using the MouseWalker (MW) toolbox is provided, ranging from initial video recordings and tracking to post-quantification analysis. A spinal cord contusion injury model in mice is employed to demonstrate the usefulness of the MW system.