OpenStride: un sistema económico y de código abierto de plataforma de fuerzas para la actometría y la cuantificación de la actividad y el comportamiento de roedores

Por qué importa medir pisadas diminutas

La manera en que se mueve un animal puede revelar mucho sobre su cerebro y su cuerpo, desde temblores sutiles hasta pasos torpes e inestables. Los investigadores a menudo estudian estos cambios en ratones y ratas para explorar afecciones como temblor similar al de Parkinson, ataxias hereditarias o los efectos de nuevos fármacos. Sin embargo, las herramientas para medir movimiento natural con precisión han sido costosas, cerradas y difíciles de conseguir. Este artículo presenta OpenStride, un sistema de bajo coste y código abierto que permite a laboratorios de todo el mundo seguir el movimiento de roedores con gran detalle usando piezas que pueden imprimir y montar por sí mismos.

Una plataforma simple con un sentido del tacto oculto

OpenStride parece una pequeña caja con un suelo plano, pero su superficie de marcha descansa sobre cuatro sensores de fuerza, uno cerca de cada esquina. A medida que un ratón o una rata se mueve libremente, su peso se desplaza entre los sensores. A partir de estas fuerzas cambiantes, el sistema calcula el centro de masa del animal cientos de veces por segundo, convirtiendo cada paso en una trayectoria precisa de posiciones. El hardware se construye con piezas de plástico impresas en 3D, una caja de metacrilato transparente, celdas de carga económicas y una única placa de adquisición de datos, todo montado sobre una base de hormigón pesada con almohadillas de espuma para amortiguar las vibraciones. Todo el montaje cuesta alrededor de 550 dólares estadounidenses utilizando herramientas comunes en los talleres universitarios.

De fuerzas en bruto a mapas de movimiento

Los autores desarrollaron un software que registra las señales sin procesar de los cuatro sensores, las convierte en posiciones a lo largo del tiempo y luego calcula medidas útiles de movimiento. Para la actividad general, OpenStride suma la distancia recorrida por el animal, la velocidad a la que se desplaza y con qué frecuencia se detiene durante al menos un segundo. También rastrea si el animal prefiere los bordes del recinto cuadrado o pasa tiempo en el centro abierto, una prueba clásica de comportamiento ansioso. Todos estos cálculos se basan en la trayectoria del centro de masa, tras un suavizado simple que los usuarios pueden ajustar. Debido a que el sistema almacena los datos sin filtrar, los investigadores pueden aplicar posteriormente nuevos análisis sin volver a realizar los experimentos.

Poniendo a prueba la precisión y la estabilidad

Para demostrar que las mediciones de OpenStride son fiables, el equipo primero probó el dispositivo sin animales. Un pequeño peso colocado en el centro de la placa apenas derivó durante un minuto, con cambios de posición medidos en fracciones de milímetro. Pesos mayores redujeron en realidad los pequeños temblores y también hicieron al sistema menos sensible a perturbaciones, como una pelota de ping pong lanzada cerca. A continuación, los investigadores trazaron trayectorias diagonales rectas con el dedo de esquina a esquina y de vuelta. Las distancias calculadas a partir de los datos de los sensores coincidieron estrechamente con la longitud diagonal real del suelo de 30 por 30 centímetros en ensayos repetidos, confirmando que el sistema puede capturar la longitud de la trayectoria con precisión.

Observando el movimiento de animales sanos e inestables

El equipo grabó después animales reales. Un ratón normal y una rata normal exploraron el recinto durante varios minutos, produciendo trayectorias enmarañadas que reflejaban sus distintos estilos de movimiento. El ratón deambuló de forma más continua y permaneció mayormente cerca de las paredes, mientras que la rata caminó menos y pasó más tiempo casi inmóvil. A partir de los mismos datos, el software identificó periodos de baja movilidad y acumuló un total acumulado, así como el tiempo en el centro frente al borde. Finalmente, los investigadores compararon ratas sanas con ratas “temblorosas” que portan una mutación que provoca daño cerebeloso progresivo y una marcha inestable. Al examinar qué tan sinuoso era cada segmento de un segundo de la trayectoria, derivaron una «razón de ataxia», que fue mayor en las ratas temblorosas. También analizaron la señal de velocidad en el dominio de la frecuencia y encontraron potencia extra en la banda de 3 a 8 Hz, reflejando un temblor más fuerte en los animales afectados.

Qué significa esta nueva herramienta para estudios futuros

OpenStride no iguala la máxima precisión de los sistemas comerciales antiguos y caros, y registra a una tasa de muestreo más baja, pero este intercambio permite que sea asequible, flexible y fácil de reproducir. Los autores han publicado todos los archivos de diseño, la lista de piezas y los scripts de software en un sitio público de alojamiento de código para que otros grupos puedan construir, adaptar y ampliar el sistema. Para muchas preguntas en neurociencia, psicología y farmacología, especialmente aquellas centradas en la actividad general, medidas simples de marcha inestable o temblor en ratas, OpenStride ya funciona bien. A medida que más investigadores lo adopten y modifiquen, esta plataforma abierta podría ayudar a orientar el estudio del comportamiento animal hacia un movimiento más rico y natural, medido con herramientas que cualquier laboratorio bien equipado puede ensamblar.

Cita: Yang, Y., Cooper, B., Houghton, M. et al. OpenStride: an inexpensive, open-source force plate actometry system for quantification of rodent motor activity and behaviour. Sci Rep 16, 15147 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44953-z

Palabras clave: comportamiento de roedores, placa de fuerzas, análisis de la marcha, temblor, hardware de código abierto