JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
行为学

Оценка передних конечностей функции после одностороннего шейки SCI используя Novel Задачи: Лимб Шаг чередование, Постуральной Нестабильность и макаронные изделия Обращение

Published: September 16, 2013
doi:
10.3791/50955
, , ,
1Department of Biomedical Engineering,The University of Texas at Austin, 2Department of Psychology,The University of Texas at Austin, 3The J. Crayton Pruitt Family Department of Biomedical Engineering,University of Florida

Summary

Три новых поведенческие тесты (передняя конечность шаг чередование, постуральной испытаний нестабильность, испытаний обращение паста) для оценки функции передних конечностей после шейки травмы спинного мозга у грызунов описаны.

Abstract

Рак шейки повреждение спинного мозга (CSCI) может привести к разрушительным неврологического дефицита, в том числе ухудшение или потерю верхней конечности и функции рук. Большинство повреждений спинного мозга у человека происходит в шейном уровнях. Таким образом, развитие шейки модели травмы и разработке актуальных, чувствительные поведенческие тесты имеет большое значение. Здесь мы опишем использование недавно разработанной передних конечностей шаг чередования испытания после шейки травмы спинного мозга у крыс. Кроме того, мы опишем два поведенческие тесты, которые не были использованы после травмы спинного мозга: тестовые постуральная нестабильность (НДФЛ), а также тестовые паста-обращение. Все три поведенческие тесты очень чувствительны к травме и просты в использовании. Таким образом, мы считаем, что эти поведенческие тесты могут играть важную роль в расследовании терапевтических стратегий после CSCI.

Introduction

Рак шейки травмы спинного мозга (CSCI) является наиболее распространенной формой ТСМ у больных, что составляет около 62% всех ГЦБИ ( http://www.spinalcord.uab.edu ). Травмы шейного отдела спинного мозга может привести к нарушениями в верхних конечностей, а также дыхания. Недавнее исследование у пациентов с CSCI предполагает, что частичное или полное функция руку и / или стороны считается одним из основных приоритетов 1. Таким образом, разработка моделей CSCI и связанные с ними поведенческие анализы, которые легко, чувствительным и надежным, чтобы использовать является важной целью. Есть несколько полезных поведенческие тесты для оценки функции передних конечностей после CSCI у грызунов 1-17, однако, многие из этих тестов трудно использовать и требуют специального оборудования. Тесты обработки Паста были разработаны другими группами 18,19, но эти тесты требуют, чтобы животные снят в конкретных макаронных питания клеток, которые требуется долгийподготовительный период, в то время как мы предлагаем способ может быть выполнена в доме клетку животных. Ранее описанные тесты макаронные требуют значительного времени анализа и часто дорогое программное обеспечение, в отличие от испытания, описанного здесь. Цель нашего метода заключается в разработке и использовании поведенческие тесты, которые легко в использовании, надежна и не требует дорогостоящего оборудования. В частности, тест шаг чередование передних конечностей, описанный здесь позволяет исследователям оценить объем поражения в ранние сроки после травмы, предоставляя средства для создания эквивалентных групп лечения, прежде чем хроническое лечение. В этом исследовании, мы подробно три новые поведенческие тесты: (1) передних конечностей шаг чередование, (2) постуральной нестабильности, и (3) обработки макаронных изделий.

Определение правильных поведенческих тестов, чтобы использовать может быть затруднено. В самом деле, мы считаем, что никто поведенческая тест не может оценить работу передних конечностей адекватно. Поэтому мы предлагаем, используя комбинацию нескольких поведенческих тестов на задницеESS функция передних конечностей после ТСМ. Категорически говоря, следует использовать тип двигательной задачи открытым поля (например, передних конечностей опорно-двигательного масштаба, цилиндр), где животные оцениваются по использованию их передних конечностей в нормальном передвижения и специальных тестов задачи, где животные просят выполнения конкретной задачи связанных с использованием их передних конечностей (например, паста еду, постуральной нестабильности, прочность сжатия и т.д.). Поведенческие тесты, описанные здесь подробно полезны для определения степени тяжести поражения при ~ одной недели после поражения (передняя конечность шаг чередования, постуральной неустойчивости, обработки паста), эффекты одностороннего поражения на contralesional передней конечности (передняя конечность шаг чередования, постуральной неустойчивости ) и мелкой моторики движение передних конечностей (обработка паста). Зная тяжесть и последствия поражения используется также может диктовать соответствующие поведенческие тесты. Если тонкие движения моторных запястья не возможно после поражения, используя тест, который измеряет и quantifх годов использование передних конечностей лапы неуместно. Например, многие из ранее описанных испытаний обработки паста смотреть более подробно на отдельных движений цифр, однако, мы обнаружили, с тяжестью и расположения нашего травмы, это не имеет никакого значения, а вместо этого наблюдалось различий в общей размещении конечности.

Исследователи может возникнуть соблазн провести много поведенческие тесты и использовать образец них для демонстрации по результатам, однако, рекомендуется для каждой экспериментальной модели используемого пилотное исследование с целью определения соответствующих поведенческих тестов для поражения. Таким образом, важно отметить, что пользователь должен иметь по крайней мере некоторое предварительное знание типа дефицита и объема конкретного типа повреждений до принятия решения о поведенческих тестов, которые будут использованы. Оценка тяжести поражения на основе поведенческого производительности также позволяет терапевтические группы должны быть созданы с равным распределением тяжести поражения до леченияния вводят.

Protocol

Все животные процедуры были выполнены в соответствии с утвержденными протоколами с внутренней IACUC в Университете штата Техас в Остине и под Национальных Институтов Здоровья (NIH) директив. Животные, используемые в этом исследовании был C3/C4 боковой травмы ушиб используя Infinite Horizon импактора, или C3/C4 боковое модель гемисекции и эти методы могут быть применены в более широком смысле к другим моделям 18. Мы рекомендуем, чтобы исследователи подопытных животных в течение 2 недель до травмы, 3 дня после повреждения и регулярно (например, раз в неделю) на протяжении всего исследования. При выполнении поведенческие тесты на послеоперационных животных, особенно на три дня после операции, необходимо позаботиться о том, что животные выздоровели достаточно от операции и, что поведенческие процедуры тестирования не вызывают дополнительную боль или стресс для животных. В общем, 2-3 недель обработки и предварительного тестирования может потребоваться до операции. Это предполагает получение животное комфортно в среде тестирования при обработке их в Аналогично тому, как они будут обработаны во время тестирования, а также позволяет животному свободно передвигаться по поверхности тестирования. Важно также, чтобы животное привык к тому, состоится, это может быть сделано путем перемещения животных на поверхности тестирования и рядом не связанных с прямыми движениями, чтобы акклиматизироваться животное к обработке. Важно также, чтобы расслабиться животных в начале и в перерывах между тестовых сессий. Чтобы расслабиться животных, держать животное на столе в передней конечности только подшипник позиции, в положении "тачка" и отказов животное осторожно на столе, позволяя передние конечности прикасаться к поверхности. Это учит животных чувствовать под ними для устойчивой поверхности и является важным и необходимым шагом в процедуре, потому что это гарантирует, что животные находятся в расслабленном состоянии перед началом тестирования. 1. Передних конечностей Шаг чередование Тест Сводка теста: Наведите животных с обеих передние конечности должна касаться стола, чтобы определить, чередовать ли они использовать свои передние конечности. Перемещение крысу вперед, сдвигая их центр тяжести, заставляя их, чтобы попытаться выйти. Это испытание повторили четыре раза с каждого животного и если шоу животных способность чередовать на или выше, 75%, то считается генератор. Это задача вынужденное движение, поэтому животные, которые считаются не-генераторы будут неоднократно шаг с той же передней конечности. Держите животное на столе в передней конечности только несущие позиции, в положении "тачка" с их тела на почти 90 ° из таблицы. Как только животное появляется расслабленным, нажмите животное вперед двигаться по поверхности стола. Определить и записать ли использовать крыса чередуется из передних конечностей во время движения по поверхности. Примечание и запишите переднюю конечность, который инициировал движение и является ли животное может чередоваться или нет он передних конечностей Шаг Чередование Тест Оценка Лист (прилагается). Повторите этот тест, по крайней мере в два раза, удерживая животное с одной стороны (правой или левой рукой). Повторите по крайней мере дважды снова, удерживая животное в другой руке. Если крысы показали эту способность, шаг чередование может быть проверена снова путем введения 5 сек ожидание после первого шага, чтобы определить, если шаблон чередования остается после задержки. Обратите внимание на результаты и запись в протоколе. Этот тест можно использовать ежедневно, и рекомендуется, что животные будут проверены по крайней мере еженедельно в течение повторных измерений эксперимента. Примечание: Важно чередовать положение рук экспериментатора, так как это может повлиять на поведение чередование подопытных животных. Счет лист Шаг чередование, может быть использован отметить позицию лапы и использовать во время активизации. Хотя мы не включили эти данные в нашу систему скоринга в настоящее время (у нас есть толькоб статус чередование сгруппировать повреждением животных в текущем исследовании), пользователи могут легко включать данные о местоположении лап в рамках анализа в зависимости от конкретного проекта. 2. Постуральной Нестабильность Тест Тест Резюме: Для этого поведенческого теста, провести крыс в таком же положении, как и для теста передних конечностей чередования, однако, каждый передних конечностей должны быть проверены по отдельности. Столешница должна быть покрыта наждачной бумагой (№ 220), чтобы предотвратить скольжение, крепления, или перетащить из передних конечностей во время теста. В этом тесте, расстояние, которое требуется для животного, чтобы сделать шаг с передних конечностей рассматривается, чтобы восстановить свое равновесие будет записан. Животные в рамках исследовательской группы должна быть примерно такой же массы, размера и возраста, как большие различия в массе тела может привести к изменению базового расстояния, необходимого для поддержания центр тяжести для данного животного 19. Обман группа должна бытьвключены при использовании яму, чтобы убедиться, что изменения в поведении обусловлены регенерации или восстановления, а не возраста и веса. Держите животное на столе в удобном позиции и позволит обеим передние конечности, чтобы достигнуть поверхности, животное должно комфортно находиться в положении "тачка" с их тела на почти 90 ° из таблицы. Следует отметить, что очень важно, чтобы держать животное в более вертикальном положении. Это позволит более последовательным расстояние необходимо, чтобы вызвать шаг, чтобы вернуть центр тяжести. Слегка задержать одну переднюю конечность против туловища животного и выровнять нос крысы с нулевой линии, если смотреть сверху. Перемещение крысу вперед. Это будет смещаться центр животного тяжести вперед стимулируя животное к шагу, чтобы восстановить равновесие. Запишите новое положение носа после шагов крыс два раза и использовать среднее значение этих двух шагов, как расстояние необходимо, чтобы вызвать шаг. Проверьте каждый Foreliмб независимо 5x, в результате чего животное обратно в положение 0 и проверки того, что животное продолжает быть смягчены в руках экспериментатора, прежде чем продолжить, чтобы обеспечить устойчивые результаты. Запись на постуральной нестабильности Test (ПИТ) Оценка активов и пассивов, при условии. Этот тест может быть выполнена в день, и рекомендуется, что животные испытывают минимум раз в неделю в течение всего срока эксперимента. 3. Паста обработки тестовых Тест Резюме: Используйте этот тест для определения времени, которое требуется, чтобы съесть кусок пасты и предпочтения лапы во пасты, питающихся сессии. В этом тесте используют 4,0 см нити сухих макаронных изделий (тонкие спагетти, диаметр ~ 1,6 мм). Тест должен быть введен примерно в то же время каждый день тестирования. Грызуны вообще едят сухой макароны легко, однако 4-6 часов изъятия продовольствия рекомендуется перед испытания, если это не происходит. Измерения Исходные должны быть получены за 1-2 недели дотравмы. До исходных записей, крысы должны иметь такой же тип пасты в клетках, где их, чтобы подготовить их для тестирования. Тогда, позвольте крысы съесть макароны в испытательной камере и записать время, чтобы поесть макароны. Паста части должны быть размещены вблизи передней части испытательной камере, где использование передних конечностей можно наблюдать легко. Каждый паста, питающихся сессия должна включать есть по крайней мере три части пасты. Крысы считаются специалистами в еде пасту, если их паста, питающихся время согласуется не менее 3 дней. После обучения крыс к еде пасту последовательно в испытательной камере, поместите крыс в записи камер. Наведите пасты штук на пол возле передней части испытательной камеры и рекордно короткие сроки, чтобы съесть кусок пасты, передние конечности, используемые, и позиции передних конечностей, как видно на бланке Паста Handling. Этот тест может быть выполнена в день, но это рекомендуется выполнять его еженедельно, наблюдая вес животных, как то не слишком кормить животных. Примечание: Оценка лист Паста Обращение предоставляет место для записи времени, чтобы поесть пасту и лапы использование, похожий на данных, содержащихся в данном исследовании. Мы также включили области для записи дополнительных подробную информацию об использовании лапы во время еды сессии пасты, такие как положение лапы.

Representative Results

Мы рекомендуем, что животные регулярно проверять в течение всего эксперимента в повторном меры типа эксперимента для более качественного анализа и проанализировать улучшение с течением времени. Передних конечностей Шаг чередование Тест Этот тест предназначен для определения способности животного чередовать использование своих передних конечностей. Использование тест шаг чередования передних конечностей, только 50% животных смогли чередовать использование их передних конечностей после CSCI 19 на 12-16 недель после травмы (рис. 1А). Затем мы ввели задержку (5 сек), удерживая животное неподвижным после первого шага, прежде чем перейти животное вперед для второго этапа. Только 50% из животных, которые были чередующихся использование своих конечностей (25% от общего поврежденной группы) смогли чередовать после 5-секундная задержка (рис. 1В). Мы коррелирует эти данные с анатомических исследований и анализ показал, что генераторы имеют significantly больше площадь пощадил кортикоспинальных тракта [F (1,1) = 5,56, р <0,05] и столбца спинной [F (1,1) = 19,2, р <0,003] на contralesional стороне 19. Эти данные показывают, что тест чередование передних конечностей шаг может предсказать тяжести поражения, а также унилатеральности повреждений. Этот тест может привести к номинальной категориальной данных, которые должны быть проанализированы с повторного анализа мер. В этом примере, это не было повторил мера, мы использовали один временной точкой для иллюстрации различий между группами. Каждое животное будет классифицировать как "генератора" или "не-генератора", отделяя животных на две группы травм (умеренных против тяжелой, соответственно). Постуральной Нестабильность Тест Односторонние поражения спинного мозга может вызвать изменения не только в нарушенной и / или пораженной конечности, но и к не-нарушения конечности. Постуральная тест нестабильность (НДФЛ) был ранее по убываниюribed и использовали у животных с моделью грызунов болезни Паркинсона 18 и в модели грызунов CSCI 19. Мы использовали НДФЛ после CSCI и обнаружили, что произошло значительное влияние статуса поражения [F (1,1) = 8,17, р <0,01]. Кроме того, передняя конечность смещение (расстояние вернуть центр тяжести) было значительно больше в ipsilesional стороны (справа передних конечностей) травмированных животных по сравнению с животными с мнимой операции (6,00 ± 0,24 см против 8,00 ± 0,10 см, р <0,0001; рис. 2 ). Расстояние смещения на contralesional передних конечностей было значительно меньше в повреждениями животных по сравнению с ложнооперированных животных (6,00 ± 0,25 см для притворство против 4,00 ± 0,10 см для CSCI, р <0,0001; рисунке 2). Этот результат показывает, что contralesional передних конечностей также привело к изменениям в связи с поражением в противоположную сторону (то есть изменения в постуральной регулировки со стороны contralesional Foreliмб вернуть центр тяжести). Данные из этого теста будет количественный и должны быть проанализированы с помощью повторных измерений ANOVA для изучения изменений в группах по всей эксперимента. Паста обработки тестовых Обработка Паста была разработана для тестирования умелое использование передних конечностей во время еды кусок сухой пасты. Аналогичный тест был использован ранее для выявления дефицита в квалифицированного использования передних конечностей на животных моделях одностороннего инсульта и болезни Паркинсона 20,21 и после CSCI 19. При хронических моменты времени после травмы (12 недель после травмы), все ложно животные съели пасту, используя обе лапы в период тестирования. В поврежденной группы, мы обнаружили, что общее время, чтобы съесть кусок пасты похож на контрольной группы (рис. 3). Тем не менее, больше генераторы (мягче травмы; 10 из 15) были в состоянии использовать их ipsilesional переднюю конечность по сравнению с не-генераторов (тяжело ранен группу; 1 из 7; <strong> Рисунок 3). Тест обращение паста обеспечивает данные, которые как непрерывный и количественный (время, чтобы поесть макароны) и категоричен (использование лапа) и должны быть проанализированы надлежащим образом. Рисунок 1. Хронический оценка функции передних конечностей с использованием тест шаг чередования передних конечностей выявлены две различные группы животных с различной степени тяжести поражения. Животные показал разницу в поведении во время вперед шагать с использованием как лапы. Только 50% из повреждениями животных чередовались лапы в процессе перехода (генераторы переменного тока; 5 из 10 повреждением крысы), в то время как другие показали отсутствие ступенчатой ​​чередования, принимая два contralesional шаги в подряд (не Генераторы переменного тока; 5 из 10 поражений крысы). Больше животных отображается эту тенденцию, чтобы взять несколько contralesional шаги, если был введен задержка в 5 сек между степс (8 из 10 повреждениями крыс). .. Рисунок 2 Хронический передних конечностей поведенческая оценка с помощью постуральную тест нестабильности (PIT) Как и ожидалось, ipsilesional передних конечностей у животных с шейки травмы спинного мозга (CSCI) имели значительно большее расстояние смещения, чем животные с мнимой операции (6 см по сравнению с 8 см; * р <0,0001). Кроме того, расстояние смещения на contralesional передних конечностей была значительно меньше в повреждениями животных по сравнению с ложнооперированных животных (6 см по сравнению с 4 см; * р <0,0001). Это позволяет предположить, улучшенную функцию contralesional конечности во время пит-в повреждениями животных. <sоценка передних конечностей Чонг> Рисунок 3. помощью обработки пасты и еды тест показал значительные нарушения в повреждениями, не являющихся генераторами. Животных дали стандартный кусок пасты. Использование и время, чтобы поесть макароны Paw были записаны. Результаты показали, что низкое число генераторов (33%) используется исключительно их contralesional переднюю конечность (означающим, более значительное ухудшение) по сравнению с не-генераторов (86%). Кроме того, животные во всех трех группах (обман, пораженном генераторы и поражений, не-генераторы) занимает аналогичную продолжительность времени, чтобы поесть макароны (р <0,05). Нажмите здесь, чтобы увеличить рисунок .

Discussion

Рак шейки повреждение спинного мозга (CSCI) может привести к разрушительным и жизнь изменения травм у пациентов. Есть целый ряд шейки моделей с повреждением спинного мозга, разработанных на грызунах, которые используются для изучения пластичность нервных субстратов и терапевтических агентов. Разработка чувствительны, эффективным, воспроизводимым и простой в использовании поведенческие тесты для оценки функционального дефицита и восстановление после CSCI является важной целью. Здесь мы подробно описать использование трех таких поведенческих тестов: чередования конечностей, постуральная нестабильность и обработки макаронных изделий.

Травма спинного мозга у грызунов, так как в человеческой популяции, является гетерогенным травмы. Очень похожий повреждение может вызывать множество поведенческих дефицитов. Таким образом, важно определить степень тяжести поражения в травмированных животных. Мы обнаружили, что задача чередование конечностей является очень эффективным способом определения, если contralesional стороны поврежден после одностороннего травмы (гемисекции или ДАЛЕЕдиффузионных тип травмы), чтобы шейного отдела спинного мозга 19. Данные из нашей группы показал, что использование этого чередования конечностей задачи можно определить серьезность травмы в течение первой недели после травмы. Кроме того, более тяжелые ранения животные (не переменного тока), имели значительно другой профиль восстановления по сравнению с генераторами переменного тока (с помощью двигательной масштаб передних конечностей). Поэтому задача чередование конечностей является чрезвычайно полезным в группировки раненых крыс в генераторов и не-генераторов, особенно если исследование включает хронический лечение для обеспечения есть равное распределение тяжести поражения в каждой группе лечения.

Рекомендуется, чтобы тест-передних конечностей чередование быть использованы в сочетании с другими задачами, которые могут изучить использование передних конечностей животных (таких, как шкале передних конечностей опорно-двигательного аппарата или тесте предпочтений цилиндр лапы). В то время как введение этого теста крайне важно, чтобы экспериментатор выполнить тест одинаковое количество разс каждой руке (например, два раза левой рукой и дважды справа), чтобы свести к минимуму влияние экспериментатора положение рук на поведение крыс. Этот тест является эффективным только тогда, когда животное расслабился в руках экспериментатора; на 2-3 недели обработки предложенные должен позволять релаксации. Кроме того, как только животное спокойно, экспериментатор должен держать животное в почти 90 ° в тачка положении, чтобы предотвратить в пределах-животного вариации.

Тест передних конечностей-чередование может также дать представление о кросс-спинномозговых нервных связей, когда животные не в состоянии активизировать индивидуально с лапой, но в состоянии выполнить задачу чередования. Для нормальной четвероногих локомоции животных, таких как крысы, многих областях мозга, а также в центральных генераторов рисунок (ЦГ) по длине спинного мозга вовлечены. Специально для передних конечностей ритмического движения, шейного отдела спинного сегменты, С3-С6, как считается, важно 22. Ранее мы descriкровать анатомические различия между генераторами и не-генераторов в повреждениями животных (боковая гемисекции на C3/C4 была выполнена) и нашел больше вреда contralesional колонке спинной и кортикоспинальных тракта в не чередующихся животных 18. Считается, что для движения передних конечностей, ритмичный генератор модели присутствует на каждом уровне шейного геми-сегменте и что кросс-шнур ингибитор соединения отвечают за чередованием 23. Наши предыдущие анатомические данные также следует, что повреждение contralesional стороны спинного мозга может привести к нарушению в ритмической мощностью двигателя (например, чередование), тогда как, если contralesional спинного мозга является более нетронутыми, ритмические выходы двигателя, скорее всего, нормально функционировать. Мы не наблюдали значительный ущерб любых contralesional медиальных вентральной частей шнуров и, следовательно, что анализ не проводился.

Тест постуральная нестабильность, описанный здесь, вер у полезный тест, потому что это может обнаружить изменения в обоих передних конечностей (ипси-и contralesional), вызванных одностороннего поражения. Важно отметить, что этот тест следует вводить только тогда, когда животное смягчены в руки экспериментатора. По нашему опыту, это может занять ежедневный обращение с животными в течение 2-3 недель. После того, как экспериментатор и животное удобны, этот тест очень чувствителен и может быть использован для получения очень последовательные данные сдвига смещения для каждой передней конечности. Если животное напряженной, экспериментатор может мягко держать животное и переместить их вверх прочь и вниз на стол, пока животное не удобно и понимает, что таблица является безопасное место. После того, как животное спокойно, важно держать животных в тачке позиции в почти 90 ° для достижения одинаковых результатов. Этот тест легко управлять и дает представление за пределами других поведенческих тестов, предоставляя информацию о компенсации и дефицита с одной простой задачей.

т "> Крысы охотно поедают сухие макароны после тренировки в передней части камеры. Таким образом, обращение паста является относительно простой тест, чтобы управлять. В этом исследовании мы записывали и использования данных для использования конечностей (слева, справа или оба) и время есть макароны только. Более детальный анализ в том числе корректировок лап во время пасты еды была описана ранее в животных с травм, таких как односторонних ишемических поражений и одностороннего полосатого тела истощения дофамина 20,21,24. Таким образом, можно разрабатывать и использовать более . чувствительный анализ от теста макароны едят после CSCI Мы включили положение лапы на разметочное листа, так как это может выявить беспристрастности или способность с каждой стороны Кроме того, мы отмечая захват каждой лапе;. некоторые животные отдохнуть лапу на одной стороне паста, используя его, возможно, в качестве поддержки, а не захват пасту во время еды. Если животные не решаются съесть пасту, шаг лишение пищи может быть введен с протоколом до тестирования.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Мы хотели бы выразить признательность финансирование от Миссии Connect, проект TIRR Foundation (CES и ZZK), Крейга Neilsen фонда (CES) и NSF Высшей исследовательский грант (грант №: 2011112479 для SAG).

Materials

Name of Material/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Sand paper 3M 5097 3M Gold Fre-Cut Sandpaper was used.
Any 220-grit sandpaper would work well
Dry Pasta Skinner Skinner Thin Spaghetti was used. It is available at Walmart
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Anderson, K. D., Abdul, M., Steward, O. Quantitative assessment of deficits and recovery of forelimb motor function after cervical spinal cord injury in mice. Exp Neurol. 190, 184-191 (2004).
  2. Anderson, K. D., Gunawan, A., Steward, O. Quantitative assessment of forelimb motor function after cervical spinal cord injury in rats: relationship to the corticospinal tract. Exp Neurol. 194, 161-174 (2005).
  3. Anderson, K. D., Gunawan, A., Steward, O. Spinal pathways involved in the control of forelimb motor function in rats. Exp Neurol. 206, 318-331 (2007).
  4. Anderson, K. D., et al. Forelimb locomotor assessment scale (FLAS): novel assessment of forelimb dysfunction after cervical spinal cord injury. Exp Neurol. 220, 23-33 (2009).
  5. Ballermann, M., Metz, G. A., McKenna, J. E., Klassen, F., Whishaw, I. Q. The pasta matrix reaching task: a simple test for measuring skilled reaching distance, direction, and dexterity in rats. J Neurosci Methods. 106, 39-45 (2001).
  6. Cao, Y., et al. Nogo-66 receptor antagonist peptide (NEP1-40) administration promotes functional recovery and axonal growth after lateral funiculus injury in the adult rat. Neurorehabil Neural Repair. 22, 262-278 (2008).
  7. Dai, H., et al. Delayed rehabilitation with task-specific therapies improves forelimb function after a cervical spinal cord injury. Restorative Neurology and Neurosciencel. 29, 91-103 (2011).
  8. Dai, H., et al. Activity-based therapies to promote forelimb use after a cervical spinal cord injury. J Neurotrauma. 26, 1719-1732 (2009).
  9. Gensel, J. C., et al. Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats. J Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).
  10. Gharbawie, O. A., Whishaw, P. A., Whishaw, I. Q. The topography of three-dimensional exploration: a new quantification of vertical and horizontal exploration, postural support, and exploratory bouts in the cylinder test. Behav Brain Res. 151, 125-135 (2004).
  11. Kim, D., et al. Transplantation of genetically modified fibroblasts expressing BDNF in adult rats with a subtotal hemisection improves specific motor and sensory functions. Neurorehabil Neural Repair. 15, 141-150 (2001).
  12. Liu, Y., et al. Transplants of fibroblasts genetically modified to express BDNF promote regeneration of adult rat rubrospinal axons and recovery of forelimb function. J Neurosci. 19, 4370-4387 (1999).
  13. Metz, G. A., Whishaw, I. Q. Cortical and subcortical lesions impair skilled walking in the ladder rung walking test: a new task to evaluate fore- and hindlimb stepping, placing, and co-ordination. J Neurosci Methods. 115, 169-179 (2002).
  14. Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. The “staircase test”: a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats. J Neurosci Methods. 36, 219-228 (1991).
  15. Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury. Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).
  16. Schallert, T., et al. Tactile extinction: distinguishing between sensorimotor and motor asymmetries in rats with unilateral nigrostriatal damage. Pharmacol Biochem Behav. 16, 455-462 (1982).
  17. Schrimsher, G. W., Reier, P. J. Forelimb motor performance following cervical spinal cord contusion injury in the rat. Exp Neurol. 117, 287-298 (1992).
  18. Woodlee, M. T., Kane, J. R., Chang, J., Cormack, L. K., Schallert, T. Enhanced function in the good forelimb of hemi-parkinson rats: compensatory adaptation for contralateral postural instability?. Exp Neurol. 211, 511-517 (2008).
  19. Khaing, Z. Z., et al. Assessing forelimb function after unilateral cervical spinal cord injury: novel forelimb tasks predict lesion severity and recovery. J Neurotrauma. 29, 488-498 (2012).
  20. Allred, R. P., et al. The vermicelli handling test: a simple quantitative measure of dexterous forepaw function in rats. J Neurosci Methods. 170, 229-244 (2008).
  21. Tennant, K. A., et al. The vermicelli and capellini handling tests: simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice. J Vis Exp. , e2076 (2010).
  22. Ballion, B., Morin, D., Viala, D. Forelimb locomotor generators and quadrupedal locomotion in the neonatal rat. The European journal of neuroscience. 14, 1727-1738 (2001).
  23. Ho, S. M. Rhythmic motor activity and interlimb co-ordination in the developing pouch young of a wallaby (Macropus eugenii. The Journal of physiology. 501 (Pt 3), 623-636 (1997).
  24. Whishaw, I. Q., Coles, B. L. Varieties of paw and digit movement during spontaneous food handling in rats: postures, bimanual coordination, preferences, and the effect of forelimb cortex lesions. Behav Brain Res. 77, 135-148 (1996).

Tags

Cervical Spinal Cord InjuryForelimb FunctionStep-alternation TestPostural Instability TestPasta Handling TestBehavioral AssessmentUpper Limb ImpairmentNeurological Deficits

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Khaing, Z. Z., Geissler, S. A., Schallert, T., Schmidt, C. E. Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling. J. Vis. Exp. (79), e50955, doi:10.3791/50955 (2013).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image