מחקר זה מציג ריצה חדשנית מערכת ניידות חית גלגל מבוססת לכמת פעילות גופנית יעילה אצל חולדות. Testbed עכברוש ידידותי בנוי, באמצעות עקומת תאוצה אדפטיבית מוגדר מראש, ואת מתאם גבוה בין שיעור המימוש היעיל ואת נפח האוטם מצביע על הפוטנציאל של הפרוטוקול לניסויים למניעת שבץ.
מחקר זה מציג מערכת ניידות חיה, מצויד גלגל ריצת מיצוב (PRW), כדרך לכמת את היעילות של פעילות גופנית להפחתת חומרת התופעות של השבץ אצל חולדות. מערכת זו מספקת באימונים בעלי חיים יעילים יותר במערכות זמינות מסחרי כגון הליכונים וגלגלי ריצה ממונעים (MRWs). בניגוד ל MRW שיכול להגיע למהירויות רק מתחת ל -20 מ '/ דקה, חולדות רשאיות לפעול במהירות יציבה של 30 מ' / דקה על מסלול ריצה גומי מרווח יותר בצפיפות גבוהה על ידי גלגל 15 ס"מ רוחב אקרילי עם בקוטר של 55 ס"מ בעבודה זו. באמצעות עקומת תאוצה אדפטיבית מוגדר מראש, המערכת לא רק מפחיתה את לטעויות המפעילות אלא גם רכבות החולדות לרוץ בהתמדה עד בעצמה שצוינה הוא הגיע. כדרך להעריך את יעילות התרגיל, מיקום בזמן האמת של עכברוש הוא זוהה על ידי ארבעה זוגות של חיישני אינפרא אדומים פרוסים על גלגל הריצה. ברגעעקומת תאוצה אדפטיבית היא יזמה באמצעות מיקרו, הנתונים שהתקבלו על ידי חיישני אינפרא אדום נרשמים אוטומטית וניתח מחשב. לשם השוואה, אימון בשבוע 3 מתנהל על חולדות באמצעות הליכון, MRW וכן PRW. לאחר בניתוח גרימת חסימת עורק המוח אמצעי (MCAo), עשרות חומרת נוירולוגיות שונות (mNSS) וכן בדיקת מישור משופעת נערכו במדידת ניזקי הנוירולוגי החולדות. PRW הוא תוקף באופן ניסיוני כמו היעיל ביותר בקרב מערכות ניידות חיה כזו. יתר על כן, מדד יעילות פעילות גופנית, על סמך ניתוח העמדה חולדה, הראה כי קיים מתאם שלילי גבוה בין פעילות גופנית יעילה ואת נפח האוטם, והוא יכול להיות מועסק על מנת לכמת אימון עכברוש כל סוג של ניסויים הפחתת נזק מוחי.
הסטרוקס להתקיים ברציפות כנטל כספי מדינות ברחבי העולם, עוזב חולים אינספור נכה ומפגר 1, 2. ישנן ראיות קליניות המצביעות על כך פעילות גופנית סדירה יכולה לשפר התחדשות עצבה ולחזק קשרים עצביים 3, 4, והוא גם הראה שאימון גופני יכול להקטין את הסיכון של שסבל משבץ איסכמי 5. עם או הליכון או גלגל ריצה כמערכת באימונים, מכרסמים, כגון חולדות, לשמש פרוקסי עבור בני אדם לבדיקת היעילות של תרגילים בתוך רוב מכריע של ניסויים קליניים 6 – 8. מערכת הדרכה בדרך כלל כרוכה אימוני עכברוש לתקופה מסוימת של זמן, שבמהלכו חולדה חולפת במהירות מסוימת. לכן, עצימות האימון מחושבת בדרך כלל על פי מהירות התרגיל ומשך 6 – 8. אותה הגישה מוחלתלהעריך את כמות הפעילות הגופנית הנדרשת להגנה נוירופיזיולוגיים. עם זאת, את התרגילים הניסיוניים לפעמים הם מצאו להיות יעילים, כגון כאשר מועדת חולדה, נופלת, או תופסת את המסילות פעם הם אינם מסוגלים להדביק את מהירות גלגל ריצת 9 – 11. למותר לציין, תקריות של פעילות גופנית יעילה להפחית את יתרון התרגיל משמעותי. למרות שאין כל גישה מקובלת כיום לכמת את התרגילים היעילים לצמצום נזק מוחי, רמת התרגילים היעילים עדיין עומדת בתור הערכה אובייקטיבית לחוקרים קליניים כדי להמחיש את היתרונות של פעילות גופנית בדיסציפלינה של לנוירופיזיולוגיה.
קיים מספר המגבלות על מערכות ניידות חיה זמינות מסחרי השתמשו בניסויי הפחתת הניזק המוחי של היום 12. במקרה הליכון, חולדות נאלצות לרוץ באמצעות שוקים חשמליים, גרימה עצומה פסיכולוגילחץ על בעלי החיים והפרעה ובכך במבחן הנוירופיזיולוגיים הסופי תוצאות 8, 13, 14. גלגלי ריצה יכולים להיות מסווגים לשני סוגים, כלומר בהתנדבות וללא כפייה. גלגלי ריצה מרצון לאפשר עכברים שירוצו באופן טבעי, יצירת השתנות יתר בשל ההבדלים תכונות ויכולות פיזיות החולדות 15, בעוד גלגלי ריצה ממונע (MRWs) להעסיק מנוע לסובב את הגלגל, מה שאילץ חולדות לרוץ. למרות גם להיות סוג של אימון בכפייה, MRWs מטיל לחץ פסיכולוגי פחות על חולדות מאשר הליכונים 13, 16, 17. עם זאת, ניסויים באמצעות MRWs דיווחו כי חולדות לפעמים להפריע פעילות גופנית על ידי גרירה של מסילות על המסלול גלגל ומסרב לרוץ במהירויות מעל 20 מ '/ דקה 9. דוגמאות אלו מראות כי מערכות ניידות חיה שזמינות כעת חסרון טמון מעכבת פעילות גופני יעיל. לאימון עכברוש מטרה ועניין, פיתוח מערכת הדרכה אפקטיבית מאוד אבל עם התערבות נמוכה ולכן נתפס כסוגיה דחופה ניסויי תרגיל נוירופיזיולוגיים.
מחקר זה מציג מערכת גלגל ריצה יעילה מאוד עבור ניסויים על הפחתת חומרת התופעות של השבץ 11. בנוסף מספר מופחת של גורמים להפרעה במהלך תהליך הכשרה, מערכת זו מזהה את מיקום הריצה של עכברוש באמצעות חיישני אינפרא אדומים מוטבעים ההגה, ובכך להשיג אומדן מהימן יותר של פעילות גופנית יעילה. הלחץ הפסיכולוגי שהטיל הליכונים מסורתי ואת הפרעות תרגיל התכופות MRWs הוא מעקם את האובייקטיביות של אומדני התרגיל שהתקבלו. גלגל ריצת מיצוב (PRW) מערכת המתוארת בעבודה זו מפותחת בניסיון להקטין למינימום את ההפרעה הרצויה תוך מתן מודל אימון אמין לכימות exe היעילrcise.
פרוטוקול זה מתאר מערכת גלגל ריצה יעילה מאוד להפחתת חומרת התופעות של השבץ בבעלי חיים. כתוצאת testbed עכברוש ידידותי, פלטפורמה זו נועדה גם בצורה כזאת כי מהירות ריצה יציבה יכולה להיות מתוחזק על ידי חולדות לאורך תהליך רץ באמצעות עקומת תאוצה אדפטיבית שנקבעה מראש. במערכות אימ…
The authors have nothing to disclose.
The authors would like to thank Dr. Jhi-Joung Wang, who is the Vice Superintendent of Education at Chi-Mei Medical Center, and Dr. Chih-Chan Lin from the Laboratory Animal Center, Department of Medical Research, Chi-Mei Medical Center, 901 Zhonghua, Yongkang Dist., Tainan City 701, Taiwan, for providing the shooting venue. They would also like to thank Miss Ling-Yu Tang and Mr. Chung-Ham Wang from the Department of Medical Research, Chi-Mei Medical Center, Tainan, Taiwan, for their valuable assistance in demonstrating the prototype system in real experiments with rats. The author gratefully acknowledges the support provided for this study by the Ministry of Science and Technology (MOST 104- 2218-E-167-001-) of Taiwan.
Brushless DC motor | Oriental Motor | BLEM512-GFS | |
Motor driver | Oriental Motor | BLED12A | |
Motor reducer | Oriental Motor | GFS5G20 | |
Speedometer | Oriental Motor | OPX-2A | |
Treadmill | Columbus Instruments | Exer-6M | |
Infrared transmitter | Seeed Studio | TSAL6200 | |
Infrared Receiver | Seeed Studio | TSOP382 | |
Microcontroller | Silicon Labs | C8051F330 | |
CCD camera | Canon Inc. | EOS 450D | |
Image processing software | Adobe Systems Incorporated | ADOBE Photoshop CS5 12.0 | |
Image analysis | Media Cybernetics | Pro Plus 4.50.29 | |
Sodium pentobarbital | Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA) | SIGMA P-3761 | |
Ketamine | Pfizer (Kent, UK) | 1867-66-9 | |
Atropine | Taiwan Biotech Co., Ltd. (Taoyuan, Taiwan) | A03BA01 | |
Xylazine | Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA) | SIGMA X1126 | |
Buprenorphine | Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA) | B9275 | |
Anesthesia | Sigma Chemical |