ERRATUM NOTICE
Summary
Rotorod test hemi-Parkinson analog sıçanlarda yürüme hareketi motor durumunu değerlendirmek için kullanılır.
Cite this ArticleCopy Citation | Download Citations
Whishaw, I. Q., Li, K., Whishaw, P. A., Gorny, B., Metz, G. A. Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat. J. Vis. Exp. (22), e1030, doi:10.3791/1030 (2008).
Translate text to:
Please note that all translations are automatically generated.
Abstract
Hayvanlar dönen bir tambur üzerinde yürümek rotorod testi, yaygın laboratuar kemirgenler motor durumunu değerlendirmek için kullanılır. Performans, bir hayvan, davul hızının bir fonksiyonu olarak davul üzerinde kalmasını süresi ile ölçülür. Burada görev yürüme hareketleri nitel yönleri hakkında bilgi zengin bir kaynak sağladığını bildirmektedir. Hareketleri sabit bir yerde yapılır çünkü, onlar hemen yüksek hızda video kayıt yöntemleri kullanılarak incelenir olabilir. Bu çalışmada (nigrostriatal dopamin tüketmek için, sağ nigrostriatal paket içine enjeksiyon, 6 hydroxydopamine (6-OHDA) tarafından üretilen hemi-Parkinson analog sıçan, yürüme hareketleri niteliksel değişiklikler ortaya çıkarmak için rotorod potansiyelini incelemek için yapıldı DA .) Gün cerrahi sonrası başlayan ve onlar rotorod üzerinde yürürken daha sonra periyodik olarak önümüzdeki iki ay içinde, fareler, ön, yan ve arka kez çekildi. Davranış kare-kare video kayıtları tekrar analiz edildi. Davranış adım Derecelendirme ölçekleri, hemi-Parkinson sıçanlarda kronik kendi duruş ve DA-tükenmesi kontralateral kol ve bacaklarda kullanımı engelli olduğunu belirtti. Sadece postural ve hareket anormallikleri görüntülenmez kontralateral bacaklarda, ipsilateral bacaklarda daha tahrik başlatılması ve sürdürülmesi daha katıldı. Bu bulgular, sadece tek taraflı DA tükenmesi ikincil yeni açıkları ortaya çıkarmak değil, aynı zamanda rotorod hareketin nitel analiz için güçlü bir araç sağlayabilir olduğunu göstermektedir.
Protocol
Rotorod yürüme aparatı
Rotorod dönen bir silindir, 4 cm, çapı 35 cm yerden sabit ve şeffaf pleksiglas çevrili idi. Rotorod silindir çekiş kolaylaştırır dokulu kauçuk kaplama, kaplıydı. Cihazların katında hayvanların düştü sırasında yaralanmaları önlemek için köpük tabakası ile kaplıydı. Küçük bir elektrikli motor, lastik bir bant ile rotorod açmak için güç sağladı. Rotorod her 5 saniyede bir kez döndürmek için kuruldu
Video kayıtları ve kinematik
1000 ikinci bir deklanşör hızı kullanarak yüksek hızlı bir dijital video kamera, hayvanlar film kullanıldı. Hayvan rotorod yürürken ön, yan ve arka görünümleri çekildi. Iki kol Nikon, MII soğuk ışık kaynağı ve fiber optik ışıkların bir set kayıt sırasında yeterli ışık sağlamak için kullanılmıştır. Sony DSR 20 DV CAM güverte bantlar kullanarak kare kare incelendi. Video kareleri bir frame grabber ve Macintosh bilgisayar kullanarak ele geçirildi.
Test prosedürü ve analiz
6 OHDA ve kontrolü sıçanlarda yürüme hareketleri arasındaki farklılıkları değerlendirmek için, ameliyat sonrası gün 15 video kayıtları - 30 (lezyon herhangi bir kurtarma büyük ölçüde tamamlanmış olması beklenebilir sonra), iki bağımsız tarafından incelenmiştir deneysel koşullara kör gözlemciler. 6-OHDA nigrostriatal lezyon, sol ön ve arka bacaklarda kalıcı bozuklukları sağ hemisfer sağlandı. Bir derecelendirme ölçeği oranı sıçan 'duruş ve ön ayakları atlama hareketleri için geliştirilmiştir (Whishaw ve ark, 2003). Step beş bileşen değerlendirildi:
- duruş, duruş derece tambur üzerinde sıçan konumunu inceleyerek tarafından yapıldı;
- asansör ve açıklaması, pençe davul kaldırıldı adım döngüsünün kısmı;
- sıçan ileriye taşındı uzuv tambur üzerinde gerçekleştirildi adım döngüsü kısmını taşımak;
- avans, uzuv tambur ile temas yeniden uzatıldı erişemeyeceği bir kısmını;
- yerleştirme, pençe davul yerleştirilmiş olduğu.
Aşağıdaki kriterlere normal bir hareketi tanımlamak için kullanılmıştır:
- Postür: sıçan vücut kaldırdı kafa ile davul üzerine odaklı.
- Asansör ve sürüm: davul yüzeyinden pençe yükselterek omuz, dirsek ve el bileği fleksiyonda.
- Carry: pençe yüzeyi üzerinde davul düzenlenen basamak gevşek fleksiyonda, haneli ipuçları vücut orta hat üzerinde yoğunlaşmış. Avans: ekstremite semiflexed bir pozisyondan basamak uzun ve açık pozisyon hareketli ileri uzatılır.
- Yerleştirme: bacak, omuz, dirsek, ve bilek uzatılmış olan ve rakamları farenin yaklaşık merkezinde bulunan haneli 2 (orta hat haneli ikinci), ileri ve tambur yüzeyine pençe yerleştirmek için açıldı . gövde.
Her hareketi 3-noktalı bir ölçekte Oy: 1 = / hareket / hareketi biraz anormal ortaya çıkan bir kontrol sıçan, 0.5 benziyordu ve 0 = / hareketi açıkça anormal (Whishaw ve ark, 2003). Bu derecelendirme ölçeği, sonra beş adım postoperatif günlerde her sıçan hareketleri 1, 3, 5, 7, 9, ve 15 değerlendirmek için kullanılmıştır. Beş önlemler puanlar, her gün her bir sıçan için ortalama gün tekrarlanan bir tedbir olarak bir ANOVA sonuçlar tabi.
6-OHDA ve kontrolü sıçanlarda yürüme rotorod Genel Bakış
Niteliksel hareket analizi için postoperatif test oturumları için hareket derecelendirme ölçeği uygulandı. Test oturumları sırasında, 6-OHDA lezyon grubu F (1,8) = 33.2, p <0.001 kontrol grubuna göre anlamlı ölçüde daha düşük puanlar aldı, ama Test Günü anlamlı bir etkisi vardı, ne de önemli bir Grubu Test Gün etkileşim. Step puanlar daha sonra bir değişken (kontrol sıçanlar için, sol, sağ pençe vs pençe 6-OHDA sıçanlarda lezyona ipsilateral ön ayakları karşısında lezyona kontralateral ön ayakları) olarak ön ayakları ile ayrı ayrı analiz edildi. Ön ayakları, F (1,40) = 15.8, p <0.01 önemli bir etkisi vardı ve ön ayakları Grup, F (1,40) = 15.0, p <0.01 önemli bir etkileşim vardı. Takip t-testi, 6-OHDA grubunun kontralateral-lezyon ön ayakları ipsilateral lezyon ön ayakları veya farklı değildi kontrol sıçanlarda, ön ayakları göre anlamlı derecede düşük puanlar aldığını göstermiştir. Hareketin bileşenleri, 6-OHDA grup tarafından elde edilen yoksul puanları, duruş önlemler katkıda belirlemek için6-OHDA grup ipsilateral ve kontralateral ön ayakları adım döngüsü bileşenleri tek tek kontrol sıçanların elde edilen değerler ile karşılaştırılmıştır. 6-OHDA grup duruş ve kontralateral bacak tarafından yapılan atlama bileşenleri tüm farklıydı, ama ipsilateral ekstremite bileşenlerinin hiçbiri (p <0.05).
Niteliksel ve tanımlayıcı farklılıklar kontrolü ve 6-OHDA sıçanlarda duruş
Bir kontrol sıçan, baş yatay konumda düzenlenen ve destekleyici ön ayakları ve arka bacaklarda, destekleyici bir kemer oluşturan davul binme. 6-OHDA sıçanlar genellikle kontrol sıçanların ipsilateral bacaklarda veya kol ve bacaklarda meydana gelen daha drum yüzeyine daha yukarıda engelli birbirlerine daha yakın konumlandırılmış ön ayakları (izleyici bakan) ve (bkz. kontrol sıçan video ile baş aşağı yürüdü Skor duruş için "1" ve "0" puan ile 6-OHDA lezyon hayvan). Tipik olarak, duruş anormallik, bir fare kafası göreli konumunu bir bakışta görülebilir.
Ön ayakları step
Kontrol dizisi, adım ön ayakları omuz, dirsek ve el bileği esneme kaldırdı. Bacak kaldırdı olduğu gibi, rakamlar gevşek fleksiyonda ve uzuv tambur yüzeyi üzerinde kaldırdı. Ekstremite gelişmiş, omuz, dirsek ve el bileği uzatılır ve yerleştirilir rakam genişletilmiş ve açık. Kontrol sıçanlara kıyasla, lezyon uzuv kontralateral DA-tükenmiş sıçanlarda tüm bileşenlerinin genlik zayıflatılmış. Uzuv, daha sonra davul bültenleri az kaldırdı ve daha kısa bir mesafe kontrolü ön ayakları daha ileri düzeydedir. Buna ek olarak, bacak kaldırıldığında, basamak daha fleksiyonda ve bacak yerleştirilir, kontrol sıçan göre daha az basamak genişletilmiş ve açılır. Davul üst ulaştığında kontrolü ön ayakları kaldırdı, bilek pençe ileri yukarı kaldırın ve fleksiyonda ve bilek, bacak gelişmeler olarak genişletilmiştir. Buna karşılık, 6-OHDA sıçan lezyon ön ayakları kontralateral tambur hareketi ile daha kaudal yapılan ve bu nedenle hala uzatılmış bilek ile daha sonraki sürümlerde. Bilek fleksiyon pasif olarak görünür ve tambur hareketi ile basamak geriye doğru yapılır ve ön ayakları öne çıkarılıyor, pençe ve önkol drum yüzeyine kapalı açıkça kaldırdı değildir oluşur. Bir kontrol sıçan ön ayakları iyice ileriye doğru uzatır ve rakamları ekstremite ilerledikçe açık. Bacak yerleştirilir, 4, 3, ve 2 basamak art arda takip, tambur ilk yüzey ile iletişime rakam 5, arpej hareketi ile konur. Buna karşılık, 6-OHDA sıçan bacak kaldırdı ve uzun süreli, daha az basamak daha genişletilmiş ve bir 'tokat' ile hemen hemen aynı anda davul yüzey teması. Video "1" puan, ağırlıklı olarak "0" olarak skorlandı 6-OHDA lezyon hayvan ön ayakları adım hareketleri kontrol hayvan ön ayakları adım hareketleri gösterir.
Adım Hind ekstremite
6-OHDA sıçanların kontralateral-lezyon arka bacaklarda engelli de vardı. Kontrolü arka bacak geriye doğru hareket ettikçe, dönüm davul karşı itmek için görünür ve öyle olduğu gibi, ayak parmakları dışa doğru döndürün. Bacak ileriye doğru hareket ettikçe, ayağı dışa doğru salladı. 6-OHDA sıçan arka bacak davul rotasyon ile doğrudan geriye doğru hareket eder ve eğer bir şey, biraz içe döner. Bacak ileriye doğru hareket ettikçe, ayak doğrudan ileriye yapılır. Kontrol sıçan salıncaklar dışa ve gelişmiş olarak, ayak, ayak bileği daha yüksek tutulur, ayak ve ayak uzatmak. Ilk davul ve kilo kontrolü sıçan yerleştirme, ayak 5 temaslarında yüzey, avuç içi ve ayak parmakları arasında dağıtılır. Buna karşılık, taşıma sırasında 6-OHDA sıçan ayak parmakları fleksiyonda ve yerleştirme arpej bir hareket olmadan yapılır. Kontrol sıçan ayak parmakları, ayak 5 ilk kaldırdı ve ayak 1 son kaldırdı ters arpej desen serbest bırakılır. Bu hareket, ayak bileği, taşıma hareketi sırasında duruş fleksiyondayken devam ederken, 6-OHDA lezyon rat eksikti. Yine 6-OHDA sıçan önceden hareketleri, az exorotated uzuv, zayıflatılmış az kaldırdı ve kontrol sıçan daha az gelişmiş. Kontrolü sıçan, ayak parmakları yer olarak, onlar sıçan vücut için 5 puan yanal göreceli gibi ayak genişletilmiş ve açılır. Toe 5 kontak ilk olarak, sıçan, ayak uçları ağırlık desteklediği gibi kalan ayak parmakları ardından davul. Ayak taşınan 6-OHDA sıçan, ayak parmakları biraz fleksiyonda, ayak parmakları, ayak bileğine kadar yatay düşük, ayak ayak tambur üzerine yerleştirilir az açılışı var. Adım uzunluğu da kontrol sıçanların biraz daha kısadır. Devam arasındaki farklılıkları ölçmek içinrol ve 6-OHDA arka bacak hareketleri, asansör ve serbest bileşenleri, terfi taşıma ve yerleştirme 3-noktalı bir ölçekte değerlendirildi, ön ayakları. Bu önlemler, cerrahi sonrası 20 günde yapılan video kayıtları yapılmış, ve üç adım döngüsü, her bir sıçan için değerlendirildi. Önemli Grup farklılıkları, F (1,8) = 47.6, p <0.001 vardı. Bileşenleri takip t-testi, 6-OHDA sıçanların bileşenleri daha kontrol sıçanların tüm bileşenlerinin önemli ölçüde daha yüksek puan aldıklarını gösterdi. Video "1" olarak skorlandı kontrol hayvan arka bacak adım hareketleri gösterir. Video gösterilen 6-OHDA hareketleri adım Hind bacak ağırlıklı olarak "0" puan ile değerlendirildi.
Discussion
Bu çalışmanın amacı, kemirgen lokomosyon beceri rotorod testi duruş niteliksel inceleme, ön ayakları adımlama ve sinir sistemi yaralı sıçanlarda arka bacak adım için kullanılabilir olup olmadığını incelemektir. Analizi için, tek taraflı DA tükenişleri ve kontrol sıçanlarda fareler, ön, yan ve arka görünümleri kaydedilen video. Duruş ve ön ayakları hareketleri bir derecelendirme ölçeği adım hareketleri kronik cerrahi sonrası engelli olduğunu belirtti. Bacak hareketlerinin incelenmesi DA-tükenmiş sıçanlarda destek için lezyona kontralateral kol ve bacaklarda ise kilo geçiş için en az kullanımda aldığını belirtti. Bu çalışmanın sonuçları rotorod görev, motor bozukluk kantitatif tedbirler, sağlamanın yanı sıra nitel bozukluklar da içine bir anlayış sağlamak olduğunu göstermektedir.
Rotorod görev kemirgenler motor durumu değerlendirmek için yaygın olarak kullanılır olmuştur. Görev alınan en önemli tedbir Bugüne kadar uç nokta önlemler, hız / yürüyebilen bir hayvan bu sürenin önlemler. Biz yürüme hareketleri niteliksel muayene için ideal hale getirebileceğini görevin nitelikleri olduğunu hissettim. İlk olarak, bir hayvan denge ve adım gerekir, çünkü, görev, önemli bir beceri gerektirir ve böylece üstü hareketlilik basit görevler (Schallert ve ark, 1992 yılında belirgin olmayabilir bozuklukları ortaya çıkmasına yol açabilir. Olsson ve ark, 1995; Chang ve ark. , 1999; Muir ve Whishaw1999b, Metz ve ark, 2005).. Lezyon sonrası akut ve kronik aşamaları bozuklukların varlığı ile bu görev ve video analiz yöntemi hassasiyet gösterilmiştir. İkincisi, hayvan davranışı motive etmek için, yetenekli bir ön ayakları (Miklyaeva ve ark, 1994) ulaşan çalışma için gerekli yiyecek ya da su, yoksun olması gerekmez. Üçüncü olarak, görev, en az eğitim gerektirir. Örneğin, hayvan aparat yerleştirildi gibi yakında adım hareketleri film başardık. Adım ise hayvan yerinde kaldığından Dördüncü, çeşitli açılardan video kayıt hareketleri kolaydır. Beşinci olarak, analiz yöntemi basit derecelendirme sistemleri ile yürüme hareketleri nitel yönlerini değerlendirme sağlar. Derecelendirme sistemleri, bir hayvan bile bir kayıt sırası güvenilir sonuçlar üretmek ve böylece deneyci için zaman verimli.
Duruş basit bir 3-nokta derecelendirme ölçeği geliştirmek suretiyle, adım döngüsünün dört bileşeni (kaldırma, taşıma, önceden, yer ve), DA-tükenmiş sıçanların kontralateral-lezyon bacaklarda bozuklukları tespit etmek mümkün cerrahi sonrası gibi erken bir gün. Bozukluğu bozukluğu ameliyattan sonra 15 gün benzer olması nedeniyle kronik ve gayri resmi testlerinde, ameliyattan sonra bir ay numarası verilir. Önlemler sıçan başına kadar beş adım döngüleri elde edilmiştir rağmen, değer düşüklüğü, ön ayakları veya arka bacaklarda ya tek bir adım döngüsü tespit edilmesi yeterince sağlam oldu. Hayvanın duruş basit bir muayene, bir bozulma olduğunu ortaya koyabilir ve böylece hayvanların duruş bozukluğu, kol ve bacaklarda kullanımı da belirgin oldu.
Önceki çalışmaların sayısı 6-OHDA lezyon hayvanlar (Morrissey ve ark, 1989; Muir ve Whishaw, 1999a; Schallert ve ark, 1979 Miklyaeva ve ark, 1995) Kol ve bacaklarda bozukluğun kaynağını tespit ettik. Engelli bacaklarda mevcut vücut ağırlığı ve müttefik refleksler duruş korumak için gerekli desteği mümkün. Böylece hayvanlar uzuvları üzerinde durmak, onları yerinden girişimlerine karşı brace. Destek kaybolduğunda uzuvların, postural destek kazanmak için kullanılır. Bu nedenle hayvanların adım veya onların dengenizi kaybettiğiniz zaman desteğini yeniden kazanmak için hop. Yürüme veya Dönüş sırasında, kol ve bacaklarda adım katılmak, ancak hayvanın ivme postural destek rolünü uzuv yerini sadece. Böylece, engelli bacaklarda hayvanın ileri hareketi yerinden postural destek uzuv yakalamak üstü hareketlilik sırasında tek taraflı lezyon hayvan 'limps'. Açarken, engelli arka bacak hayvan pivotlar engelli uzuv ipsilateral açarken, 'düşme' destekleyici eylem yerinden için bozulmuş arka bacak kontralateral açarken. Biz davul yürürken tek taraflı 6-OHDA lezyonlar alınan sıçanların kontralateral-lezyon bacaklarda, değişen çok benzer bozukluklar, kilo desteği değil, kilo gözlemlemek mümkün. Hem ön ayakları ve arka bacak postural destek için kullanılmış olmasına rağmen, ne bacak ağırlık kayması için kullanılan olduğu ortaya çıktı. Örneğin, her iki ön ayakları ve arka bacak bozulmamış bir uzuv veya kontrol sıçanların kol ve bacaklarda meydana gelen daha çok daha sonra davul kaldırıldı. Davul hareketi destekleyici işlevleri uzuvların yerini alırken, onların ileri hareketi, sadece vücut ağırlığını desteklemek için gerekli mesafe taşıma, zayıflatılmış oldu. I nempaired ön ayakları ne de arka bacak, vücut yeteri kadar onun çifti eşini drum yüzeyi açık salıncak kaldırmak için ortaya çıktı. Kol ve bacaklarda da farelerin kilo ileri vites katılmak için ortaya çıkmadı. Örneğin, kontrol sıçan kaçırıldı ve davul karşı itti hayvan ileriye itmek için arka bacak ise, sıçanlar bozulmuş arka bacak ile benzer hareketler yaptı.
Ayrıca, sıçan adım hareketleri böylece bazı yeni özellikler ve yeni bozukluklar DA-tükenmiş sıçanlarda bozulmuş bir uzuv taşındı şekilde gözlemlemek mümkün. Ön ayakları ve arka bacak, dış haneli (rakam 5) ilk drum yüzeyine temas hangi bir arpej hareketi ile drum yüzeyine temas, 4, 3, ve 2 basamak art arda izledi. Bozulmuş ön ayakları ve arka bacak benzer bulmak için görünür ve drum yüzeyine tahmin ve böylece, düz bir palmiye aşağı hareket yüzeye temas etmedi. Benzer bir arpej hareketin sıçanların forepaw forepaw gıda (Whishaw ve Gorny, 1994) kavramak için bir yer olarak tarif edilmiştir, ve bu hareketin aynı zamanda engelli DA-tükenmiş sıçanlarda ekstremite (Miklyaeva ve ark, 1994 bozulur .) Özetle, bu çalışmanın sonuçları rotorod duruş inceleyerek ve beyin yaralı sıçanlarda adım çok yararlı bir yol sağlamak olduğunu göstermektedir. Görevi, dengeleme ve yetenekli adım hareketleri talepleri, en az eğitim, motive edici bir yiyecek ödül gerektirir ve skoru ve film kolaydır. Ayrıca, bozuklukları, diğer test durumlarda jeneralize olabilir rotorod gözlemledi.
Acknowledgments
Kanada Sağlık Araştırma, Kanada İnme Network ve Tıbbi Araştırma Alberta Heritage Vakfı Enstitüleri hibe ile desteklenir.
References
- Chang, J. W., Wachtel, S. R., Young, D., Kang, U. J. Biochemical and anatomical characterization of forepaw adjusting steps in rat models of Parkinson's disease: studies on medial forebrain bundle and striatal lesions. Neuroscience. 88, 617-628 (1999).
- Metz, G. A., Tse, A., Ballermann, M., Smith, L. K., Fouad, K. The unilateral 6-OHDA rat model of Parkinson's disease revisited: an electromyographic and behavioural analysis. Eur J Neurosci. 22, 735-744 (2005).
- Miklyaeva, E. I., Castaneda, E., Whishaw, I. Q. Skilled reaching deficits in unilateral dopamine-depleted rats: impairments in movement and posture and compensatory adjustments. J Neurosci. 14, 7148-7158 (1994).
- Miklyaeva, E. I., Martens, D. J., Whishaw, I. Q. Impairments and compensatory adjustments in spontaneous movement after unilateral dopamine depletion in rats. Brain Res. 68, 23-40 (1995).
- Morrissey, T. K., Pellis, S. M., Pellis, V. C., Teitelbaum, P. Seemingly paradoxical jumping in cataleptic haloperidol-treated rats is triggered by postural instability. Behav Brain Res. 35, 195-207 (1989).
- Muir, G. D., Whishaw, I. Q. Complete locomotor recovery following corticospinal tract lesions: measurement of ground reaction forces during overground locomotion in rats. Behav Brain Res. 103, 45-53 (1999).
- Muir, G. D., Whishaw, I. Q. Ground reaction forces in locomoting hemiparkinsonian rats: a definitive test for impairments and compensations. Exp Brain Res. 126, 307-314 (1999).
- M, O. lsson, Nikkhah, G., Bentlage, C., Bjorklund, A. Forelimb akinesia in the rat Parkinson model: differential effects of dopamine agonists and nigral transplants as assessed by a new stepping test. J Neurosci. 15, 3863-3875 (1995).
- Schallert, T., DeRyck, M., Whishaw, I. Q., Ramirez, V. D., Teitelbaum, P. Excessive bracing reactions and their control by atropine and LDOPA in an animal analog of Parkinsonism. Exp Neurol. 64, 33-43 (1979).
- Schallert, T., Norton, D., Jones, T. A. A clinically relevant unilateral rat model of Parkinsonian akinesia. J Neural Transpl Plasticity. 3, 332-333 (1992).
- Whishaw, I. Q., Gorny, B. Arpeggio and fractionated digit movements used in prehension by rats. Behav Brain Res. 60, 15-24 (1994).
- Whishaw, I. Q., O'Connor, W. T., Dunnett, S. B. The contributions of motor cortex, nigrostriatal dopamine and caudate-putamen to skilled forelimb use in the rat. Brain. 109, 805-843 (1986).
- Whishaw, I. Q., Pellis, S. M., Gorny, B., Kolb, B., Tetzlaff, W. Proximal and distal impairments in rat forelimb use in reaching follow unilateral pyramidal tract lesions. Behav Brain Res. 56, 59-76 (1993).
- Whishaw, I. Q., Woodward, N. C., Miklyaeva, E., Pellis, S. M. Analysis of limb use by control rats and unilateral DA-depleted rats in the Montoya staircase test: movements, impairments and compensatory strategies. Behav Brain Res. 89, 167-177 (1997).
Erratum
Formal Correction: Erratum: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat
Posted by JoVE Editors on 04/01/2012. Citeable Link.
A correction was made to: Use of Rotorod as a Method for the Qualitative Analysis of Walking in Rat. An additional paragraph was added to the discussion, the abstract was modified, and another reference was included.
Additional reference:
15. Whishaw IQ, Li K, Whishaw PA, Gorny B, Metz GA. Distinct forelimb and hind limb stepping impairments in unilateral dopamine-depleted rats: use of the rotorod as a method for the qualitative analysis of skilled walking. J Neurosci Meth 126, 13-23 (2003).
Revised Abstract:
High speed videoanalysis of the details of movement can provide a source of information about qualitative aspects of walking movements. When walking on a rotorod, animals remain in approximately the same place making repetitive movements of stepping. Thus the task provides a rich source of information on the details of foot stepping movements. Subjects were hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). The present report provides a video analysis illustration of animals previously were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked (15). Rating scales and frame-by-frame replay of the video records of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in posture and limb use contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs participated less in initiating and sustaining propulsion than the ipsilateral limbs. These deficits secondary to unilateral DA-depletion show that the rotorod provides a use task for the analysis of stepping movements.
Additional Discussion Paragraph:
A more detailed presentation of the present study has been made (Whishaw et al, 2003), but the present study presents the video support describing the stepping movement in the good and affected limbs of unilateral dopamine-depleted rats. For the analysis, rats with unilateral DA depletions and control rats were video recorded from front, lateral and posterior views. A rating scale of posture and forelimb movements indicated that stepping movements were chronically impaired following surgery. Examination of limb movements indicated that whereas the DA-depleted rats could use the limbs contralateral to the lesion for support, they received minimal use for shifting weight. The results of this study indicate that the rotorod task, in addition to providing quantitative measures of motor impairments, can also provide insights into the qualitative impairments.
Original Abstract:
The rotorod test, in which animals walk on a rotating drum, is widely used to assess motor status in laboratory rodents. Performance is measured by the duration that an animal stays up on the drum as a function of drum speed. Here we report that the task provides a rich source of information about qualitative aspects of walking movements. Because movements are performed in a fixed location, they can readily be examined using high-speed video recording methods. The present study was undertaken to examine the potential of the rotorod to reveal qualitative changes in the walking movements of hemi-Parkinson analogue rats, produced by injection of 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right nigrostriatal bundle to deplete nigrostriatal dopamine (DA). Beginning on the day following surgery and then periodically over the next two months, the rats were filmed from frontal, lateral, and posterior views as they walked on the rotorod. Behavior was analyzed by frame-by-frame replay of the video records. Rating scales of stepping behavior indicated that the hemi-Parkinson rats were chronically impaired in their posture and in the use of the limbs contralateral to the DA-depletion. The contralateral limbs not only displayed postural and movement abnormalities, they participated less in initiating and sustaining propulsion than did the ipsilateral limbs. These findings not only reveal new deficits secondary to unilateral DA-depletion, but also show that the rotorod can provide a robust tool for the qualitative analysis of movement.