Лестница Rung Прогулки Задача: Система подсчета очков и ее практическое применение.
12 июня 2009 г.
Лестницы ступени ходьбе задача нового теста для оценки квалифицированных ходьбе и измерить и передних конечностей и задних конечностей размещения, степпинг, и между конечности координации.
Задание по ходьбе по ступеням лестницы позволяет оценить навыки ходьбы и измерить показатели передних и задних конечностей, включая постановку лап, длину шага и межконечностную координацию. Аппарат состоит из двух прозрачных стенок из плексигласа длиной один метр и высотой 20 сантиметров, расположенных на расстоянии одного сантиметра от основания.
Через каждые один сантиметр были просверлены небольшие отверстия. Металлические перекладины длиной 13 сантиметров и диаметром три миллиметра расположены с регулярными или нерегулярными интервалами вдоль основания стенок. Стенки аппарата можно отрегулировать в соответствии с размером тестируемой крысы.
Расстояние между стенками должно быть достаточно узким, чтобы крыса не могла развернуться внутри аппарата, но не настолько узким, чтобы препятствовать естественному движению животного при ходьбе. Зазора в один сантиметр с каждой стороны от крысы должно быть достаточно. Каждый конец аппарата с лестницей из перекладин устанавливается на транспортировочный контейнер.
С одного конца находится нейтральная стартовая емкость, а с другого — привычная домашняя емкость крысы. Подопытному животному может потребоваться некоторое время, чтобы начать и завершить переход, чтобы поддерживать уровень стресса на низком уровне. В любом случае крысу нельзя толкать или подгонять.
Лучше всего позволить животному пересечь аппарат в своем собственном темпе. Если крыса постоянно разворачивается в аппарате, возможно, расстояние между стенками слишком велико. Если сужение стенок лестницы не предотвращает такое поведение, тестирующий может поместить руку в канал пересечения сразу за крысой, чтобы зафиксировать ошибку при выполнении задания по ходьбе.
Была разработана семибалльная система, при которой каждое касание перекладины лапой оценивается по шкале от нуля до шести баллов. Баллы распределяются следующим образом: полный промах/глубокое соскальзывание, легкое соскальзывание, перестановка, коррекция, частичное касание и шесть баллов за правильное касание. Полный промах оценивается в ноль баллов и происходит, когда лапа крысы не касается перекладины при попытке размещения, что приводит к падению животного.
Падение определяется как случай, когда конечность проходит между перекладинами, что приводит к нарушению позы и равновесия тела. Полные промахи четырьмя лапами встречаются редко. Глубокое соскальзывание происходит, когда конечность помещается на перекладину, но соскальзывает с нее при переносе веса, что приводит к падению.
Глубокие проскальзывания четырех лап также встречаются редко. Незначительное проскальзывание происходит, когда лапа соскальзывает с перекладины после постановки, но это не приводит к падению, которое нарушило бы ходьбу. Перестановка происходит, когда лапа ставится на перекладину, но быстро переносится на другую перекладину до того, как на нее будет перенесен вес.
Коррекцией считается случай, когда лапа направлена к одной перекладине, но ставится на другую, не касаясь первой. Коррекция также происходит, если лапа ставится на перекладину и быстро перемещается до того, как на нее переносится вес. Такой тип коррекции редко встречается у задних лап.
Частичное опирание происходит в тех случаях, когда лапа ставится на перекладину только запястьем или пальцами передней конечности, либо пяткой и пальцами задней конечности. Правильным опиранием лапы считается положение, при котором середина ладони находится непосредственно на перекладине. При полной нагрузке один цикл шага считается завершенным, когда одна передняя и одна задняя лапа (обычно контралатеральная задняя лапа) коснулись перекладин и полностью приняли на себя вес крысы.
Фактически это четыре отдельных шага: передней лапой, затем задней, снова передней и снова задней. Это позволяет крысе установить ритм ходьбы, так как учитываются только последовательные шаги. Если крыса останавливается на лестнице, последний цикл перед остановкой и первый цикл после нее не учитываются.
Последний цикл перед тем, как крыса достигнет конца лестницы, также не засчитывается. Ошибки, допущенные другими лапами в результате этого, не регистрируются. Подсчет баллов не должен возобновляться до тех пор, пока лапа, совершившая ошибку, не выполнит один успешный цикл.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
Тест с ходьбой по перекладинам лестницы представляет собой новый метод оценки навыков ходьбы у крыс. Данный тест позволяет измерить точность постановки передних и задних конечностей, шаг, а также межконечностную координацию.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Нейробиология
- Поведенческая оценка
- Моторная координация
Теоретические основы
- Тест с прохождением по лестнице позволяет получить представление о двигательных навыках.
- Он имеет важное значение для понимания локомоции на моделях животных.
- Данный тест может помочь в оценке неврологических состояний, влияющих на движение.
- Аппарат регулируется для адаптации под крыс разных размеров.
Цель исследования
- Для оценки навыка ходьбы у крыс.
- Для измерения координации между передними и задними конечностями.
- Для обеспечения стандартизированного метода оценки двигательной функции.
Используемые методы
- Использование лестничного аппарата с регулируемыми стенками.
- Оценка поведения при постановке лап и совершении шагов.
- Измерение координации между конечностями во время выполнения задачи.
- Анализ показателей эффективности на основе расстояния между перекладинами.
Основные результаты
- Продемонстрирована возможность точного измерения навыков ходьбы.
- Показаны различия в результатах в зависимости от координации конечностей.
- Подчеркнута важность конструкции аппаратуры при проведении тестирования.
- Предложен надежный метод для будущих неврологических обследований.
Выводы
- Тест на ходьбу по перекладинам лестницы эффективен для оценки двигательных навыков.
- Его можно использовать для оценки влияния неврологических расстройств.
- Этот метод углубляет понимание локомоции на животных моделях.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Тест на ходьбу по лестнице (ladder rung walking task) обеспечивает чувствимую количественную оценку навыков ходьбы у грызунов, что позволяет выявлять незначительные двигательные нарушения при исследовании нейродегенеративных заболеваний. Благодаря одновременной оценке постановки передних и задних конечностей, шага и межконечностной координации, данный метод способствует механистическому снижению рисков при выборе терапевтических мишеней, влияющих на двигательную функцию. Возможность повторного применения в лонгитюдных исследованиях повышает прогностическую достоверность при доклинической валидации мишеней и поиске перспективных соединений.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы, касающиеся функции двигательных цепей и целостности путей в моделях заболеваний.
- Операционная ценность: способствует снижению биологических рисков путем количественной оценки нарушений двигательных функций конкретных конечностей и компенсаторных стратегий.
- Прогностическая ценность: облегчает приоритизацию портфеля препаратов с помощью объективных, воспроизводимых показателей двигательной активности, связанных с воздействием на мишень.
Скрининг и разработка анализа
- Готовность анализа: обеспечивает получение стандартизированных количественных результатов (оценка от 0 до 6 за каждое положение лапы), что позволяет проводить надежный скрининг соединений на предмет влияния на двигательную активность.
- Воспроизводимость: переменное расстояние между перекладинами предотвращает возникновение артефактов обучения, обеспечивая согласованность измерений показателей в разных сессиях и лабораториях.
- Масштабируемость: регулируемый аппарат адаптируется под разные размеры крыс, что поддерживает согласованность между исследованиями и позволяет повторно использовать платформу в процессах поиска новых лекарственных средств.
Трансляционные и доклинические исследования
- Трансляционная преемственность: Позволяет оценивать моторные функции, значимые для патологии, на моделях грызунов, что соответствует клиническим конечным точкам при инсульте, травмах спинного мозга и нейродегенеративных заболеваниях.
- Прогресс с учетом рисков: Обеспечивает чувствительное обнаружение незначительного восстановления или ухудшения двигательных функций, что помогает принимать решения о целесообразности дальнейшей доклинической разработки.
- Снижение механистических рисков: Позволяет отличить истинное нарушение двигательной функции от компенсации за счет обучения, что повышает уверенность в эффектах, опосредованных воздействием на мишень.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Данный метод интегрируется в общий цикл поиска новых лекарств — от ранней валидации мишени и идентификации ведущих соединений до доклинических испытаний эффективности, что особенно актуально для программ, направленных на изучение двигательных нарушений.
- Фундаментальная биология: позволяет проверить гипотезы о нейронных путях, управляющих скоординированной ходьбой и взаимодействием конечностей.
- Скрининг: предоставляет количественные, воспроизводимые данные о двигательной активности, необходимые для оценки влияния соединений на двигательную функцию.
- Аналитика: позволяет формировать порядковую оценку (0-6) для каждого постановки лапы, что дает возможность проводить статистическое сравнение двигательных функций между экспериментальными группами.
- Трансляционные исследования: связывают показатели двигательной активности грызунов с клиническим двигательным дефицитом при неврологических заболеваниях, что способствует поиску соответствующих биомаркеров.
- Корпоративное использование: представляет собой масштабируемую стандартизированную платформу для анализа, применимую в нескольких программах по поиску новых нейротерапевтических средств.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает уверенность в прогнозировании при валидации мишеней за счет снижения механистической неоднозначности при оценке моторного фенотипа.
- Операционная ценность: Обеспечивает стандартизацию и воспроизводимость благодаря фиксированным критериям оценки и регулируемой конструкции аппарата.
- Стратегическая ценность: Повышает качество принятия решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) за счет получения чувствительных количественных данных о моторной функции на ранних этапах цикла поиска.
- Влияние на портфель: Позволяет проводить приоритизацию соединений на основе анализа рисков, опираясь на профили моторной безопасности и эффективности.
Рекомендации по реализации
- Требуется опыт в области проведения поведенческих тестов на грызунах и оценки моторных функций.
- Зависимость от специализированного оборудования с регулируемыми стенками из плексигласа и сменными перекладинами.
- Необходим стандартизированный инструктаж для лиц, проводящих оценку, чтобы обеспечить единообразное применение системы балльной оценки размещения от 0 до 6.
- При интерпретации результатов для различных моделей необходимо учитывать базовые показатели моторной функции, специфичные для конкретного вида и линии животных.
- Метод ограничен оценкой навыков ходьбы; он не позволяет зафиксировать спонтанную активность в домашней клетке или сложные паттерны походки.
