שלב בסולם הליכה משימה: שיטת הניקוד ואת היישום המעשי שלה.
12 ביוני 2009
שלב בסולם הליכה המשימה הוא מבחן חדש להערכת הליכה מיומנים למדוד גם forelimb ו hindlimb הצבת, דריכה, והוא בין איבר תיאום.
מטלת ההליכה על שלבי הסולם מעריכה הליכה מיומנת ומודדת הן את הגפיים הקדמיות והן את הגפיים האחוריות, כולל מיקום, פסיעה ותיאום בין הגפיים. המכשיר מורכב משני קירות פלקסיגלס שקופים, באורך של מטר ובגובה של 20 סנטימטרים, הממוקמים סנטימטר אחד מהבסיס.
חורים קטנים נקדחו במרווחים של סנטימטר אחד. שלבים ממתכת באורך 13 סנטימטרים ובקוטר של שלושה מילימטרים ממוקמים במרווחים קבועים או משתנים לאורך בסיס הדפנות. ניתן להתאים את דפנות המכשיר לגודלו של החולדה הנבדקת.
המרווח בין הקירות צריך להיות צר מספיק כדי למנוע מהחולדה להסתובב בזמן שהיא בתוך המכשיר, אך לא צר מדי כך שיפריע לתנועת ההליכה הטבעית של החולדה. מרווח של סנטימטר אחד בכל צד של החולדה אמור להספיק. כל קצה של מכשיר סולם השלבים מונח על מיכל הובלה.
בקצה אחד נמצאת אמבטיה נייטרלית להתחלה, ובקצה השני נמצאת אמבטיית הבית המוכרת של החולדה. ייתכן שיידרש זמן מסוים עד שהנבדק יתחיל ויסיים את המעבר כדי לשמור על רמות הלחץ. לכל הפחות, אין לדחוף או להניע את החולדה באופן כפיי.
מומלץ לאפשר לבעל החיים לחצות בקצב שלו. אם החולדה פונה שוב ושוב בתוך המכשיר, ייתכן שהרווח בין הקירות רחב מדי. אם צמצום קירות הסולם אינו מונע התנהגות זו, עובד המעבדה עשוי להניח יד בערוץ החצייה מיד מאחורי החולדה כדי לרשום כישול במשימת ההליכה.
נוסחה של מערכת שבע נקודות הוקמה, שבה כל הנחה של כף רגל על שלב מקבלת ציון שנע בין אפס לשש. אלו הן: פספוס מוחלט/החלקה עמוקה, החלקה קלה, החלקה, תיקון, הנחה חלקית, ושש להנחה נכונה. פספוס מוחלט מקבל ציון של אפס ומתרחש כאשר כף רגלו של החולדה אינה נוגעת בשלב במהלך ניסיון הנחה, מה שגורם לבעל החיים ליפול.
נפילה מוגדרת כמצב שבו גפה עוברת בין השלבים, דבר הגורם לשיבוש ביציבת הגוף ובשיווי המשקל. פספוסים מוחלטים עם ארבעת הכפות הם נדירים. החלקה עמוקה מתרחשת כאשר גפה מונחת על שלב, אך מחליקה ממנו בעת נשיאת משקל, דבר הגורם לנפילה.
החלקה עמוקה של אחת מארבע הכפות היא נדירה אף היא. החלקה קלה מתרחשת כאשר כף רגל מחליקה משלב לאחר הנחה, אך הדבר אינו גורם לנפילה המשבשת את ההליכה. החלפה מתרחשת כאשר כף רגל מונחת על שלב, אך מועברת במהירות לשלב אחר לפני שהיא נושאת משקל כלשהו.
תיקון הוא מצב שבו כף רגל מכוונת לשלב אחד, אך מונחת על שלב אחר מבלי לגעת בשלב הראשון. תיקון מתרחש גם כאשר כף רגל מונחת על שלב ומיקומה משתנה במהירות לפני נשיאת משקל. סוג זה של תיקון הוא נדיר בכפות הרגליים האחוריות.
הנחה חלקית מתרחשת כאשר כף רגל מונחת על שלב רק באמצעות פרסוף האסמכתא או האצבעות של גפה קדמית, או באמצעות העקב והאצבעות של גפה אחורית. הנחה נכונה של כף רגל מחייבת שמרכז כף היד יהיה ממוקם ישירות על השלב. בעת נשיאת משקל מלאה, מחזור פסיעה נחשב ככזה שהתרחש כאשר כף רגל קדמית אחת וכף רגל אחורית אחת, בדרך כלל כף הרגל האחורית הסינמטרית (contralateral), נגעו בשלבים ונשאו את מלוא משקל החולדה.
אלו הם למעשה ארבעה צעדים בודדים, כף רגל קדמית ואז כף רגל אחורית, ואחריהן שוב כף רגל קדמית וכף רגל אחורית. דבר זה מאפשר לחולדה לבסס קצב הליכה, שכן רק צעדים עוקבים נספרים. כאשר החולדה עוצרת על הסולם, המחזור האחרון לפני העצירה והמחזור הראשון לאחר העצירה אינם נספרים.
גם המחזור האחרון לפני שהחולדה מגיעה לסוף הסולם אינו נספר. שגיאות הנובעות מהכפות אחרות אינן נרשמות. אין לחדש את הניסור עד שהכף שביצעה את השגיאה תשלים מחזור אחד מוצלח.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
משימת ההליכה על שלבי סולם היא הערכה חדשנית שנועדה לבחון הליכה מיומנת בחולדות. בדיקה זו מודדת את מיקום הגפיים, את הצעידה ואת התיאום בין הגפיים, הן בגפיים הקדמיות והן בגפיים האחוריות.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- מדעי המוח
- הערכה התנהגותית
- קואורדינציה מוטורית
רקע
- משיבת ההליכה על שלבי סולם מספקת תובנות לגבי מיומנויות מוטוריות.
- דבר זה חיוני להבנת הלוקומוציה במודלים של בעלי חיים.
- משימה זו יכולה לסייע בהערכת מצבים נוירולוגיים המשפיעים על התנועה.
- ניתן לכוונן את המכשיר כדי להתאימו לגדלים שונים של חולדות.
מטרת המחקר
- להערכת הליכה מיומנת בחולדות.
- למדידת הקואורדינציה בין הגפיים הקדמיות לגפיים האחוריות.
- לספק שיטה סטנדרטית להערכת תפקוד מוטורי.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- שימוש במכשיר סולם בעל דפנות מתכווננות.
- הערכה של התנהגות ההנחה והדריכה.
- מדידה של קואורדינציה בין הגפיים במהלך המשימה.
- ניתוח הביצועים בהתבסס על המרווחים בין השלבים.
תוצאות עיקריות
- הדגים את היכולת למדוד הליכה מיומנת באופן מדויק.
- הראה וריאציות בביצועים בהתבסס על קואורדינציה של הגפיים.
- הדגיש את חשיבות תכנון המכשיר בתהליך הבדיקה.
- סיפק שיטה מהימנה להערכות נוירולוגיות עתידיות.
מסקנות
- משימת ההליכה על שלבי סולם יעילה להערכת מיומנויות מוטוריות.
- ניתן להשתמש בה כדי להעריך את ההשפעה של הפרעות נוירולוגיות.
- שיטה זו משפרת את ההבנה של תנועה (locomotion) במודלים של בעלי חיים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למסמך סיכום
מטלת ההליכה על שלבי סולם מספקת מדד כמותי ורגיש להליכה מיומנת במודלים של מכרסמים, ומאפשרת זיהוי של ליקויים מוטוריים עדינים במחקר של מחלות ניווניות. באמצעות הערכה סימולטנית של מיקום הגפיים הקדמיות והאחוריות, הדריכה והתיאום הבין-גפי, השיטה תומכת בהפחתת סיכונים מכניסטית של מטרות טיפוליות המשפיעות על התפקוד המוטורי. היכולת להשתמש בה באופן חוזר במחקרי אורך מגבירה את הביטחון החזוי במאמצי תיקוף של מטרות פרה-קליניות וזיהוי מובילים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של השערות טיפוליות הקשורות לתפקוד מעגלים מוטוריים ושל תקינות מסלולים במודלים של מחלות.
- ערך תפעולי: תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים באמצעות כימות של ליקויי מוטוריקה ספציפיים לגפה ואסטרטגיות פיצוי.
- ערך חיזוי: מסייע במיון תיקי פיתוח באמצעות מדדי ביצועים מוטוריים אובייקטיביים וחזרתיים הקשורים למעורבות המטרה (target engagement).
סריקה ופיתוח בדיקה
- מוכנות הבדיקה: מייצר פלטים כמותיים וסטנדרטיים (דירוג של 0-6 לכל הנחת כף רגל), המאפשרים סריקה מהימנה של תרכובות לבחינת השפעות מוטוריות.
- שחזוריות: מרווחים משתנים בין השלבים מונעים ארטיפקטים של למידה, ובכך מבטיחים מדידה עקבית של הביצועים לאורך מפגשים ומעבדות שונות.
- מדרגיות: מכשיר מתכוונן המותאם לגדלי חולדות שונים, מה שתומך בעקביות בין מחקרים ובשימוש חוזר בפלטפורמה במסלולי גילוי.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- המשכיות תרגומית: מודד תפקוד מוטורי רלוונטי למחלה במודלים של מכרסמים, בהלימה עם נקודות סיום קליניות בשבץ מוחי, פגיעה בחוט השדרה והפרעות נוירודגנרטיביות.
- קידום מותאם סיכון: מספק זיהוי רגיש של התאוששות או הידרדרות מוטורית עדינה, ובכך מסייע בקבלת החלטות לגבי המשך או הפסקת הפיתוח (go/no-go) בשלב הפרה-קליני.
- הפחתת סיכונים מכניסטית: מבדיל בין ליקוי מוטורי ממשי לבין פיצוי מבוסס למידה, ובכך מגביר את הביטחון באפקטים המתווכים על ידי המטרה.
שילוב תהליכים וזרימת עבודה
השיטה משתלבת ברצף התגליות, החל מאימות מטרות מוקדם, דרך זיהוי מובילים (leads) ועד לבדיקת יעילות פרה-קלינית, במיוחד עבור תוכניות המתמקדות בתפקוד מוטורי לקוי.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערות לגבי מסלולים עצביים השולטים בהליכה מיומנת ובתיאום בין הגפיים.
- סריקה: מספק נתוני ביצועים מוטוריים כמותיים וניתנים לשחזור, החיוניים להערכת השפעות של תרכובות על התפקוד המוטורי.
- אנליטיקה: מייצר דירוג סדרני (0-6) עבור כל הנחת כף רגל, המאפשר השוואה סטטיסטית של ביצועים מוטוריים בין קבוצות ניסוי.
- מחקר תרגומי: מקשר בין ביצועים מוטוריים במכרסמים לבין ליקויים מוטוריים קליניים במצבים נוירולוגיים, ובכך תומך בהתאמה של סמנים ביולוגיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מהווה פלטפורמת בדיקה סטנדרטית וניתנת להרחבה, הישימה על פני תוכניות גילוי נוירותרפויטיות מרובות.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בתיקוף המטרה על ידי הפחתת העמימות המכניסטית בהערכת הפנוטיפ המוטורי.
- ערך תפעולי: מבטיח סטנדרטיזציה ושחזור באמצעות קריטריונים קבועים לדירוג ותכנון מכשיר ניתן לכיוונון.
- ערך אסטרטגי: משפר את איכות קבלת ההחלטות לגבי המשך התהליך (go/no-go) על ידי אספקת נתונים כמותיים ורגישים על תפקוד מוטורי בשלב מוקדם של מסלול הגילוי.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מבוסס סיכון של תרכובות בהסתמך על פרופילי בטיחות ויעילות מוטורית.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בבדיקות התנהגותיות של מכרסמים ובהערכת תפקוד מוטורי.
- תלוי במכשור ייעודי בעל דפנות פלקסיגלאס מתכווננות ושלבים ניתנים להחלפה.
- מחייב הכשרה סטנדרטית למדרגים על מנת להבטיח יישום עקבי של מערכת דירוג המיקום 0-6.
- כולל התחשבות בקו הבסיס המוטורי הספציפי למין ולזן בעת פרשנות של תוצאות בין מודלים שונים.
- מוגבל להערכת הליכה מיומנת; אינו לוכד פעילות ספונטנית בכלוב הבית או דפוסי הליכה מורכבים.
