Summary
Deficit di coordinazione motoria fine può essere valutata con il test trave. Prestazioni sulla trave viene quantificato la velocità con cui è attraversato il raggio e il numero di volte il mouse scivola sulla trave.
Abstract
Lesione cerebrale, manipolazioni genetiche e trattamenti farmacologici possono provocare alterazioni delle capacità motorie nei topi. Coordinazione motoria fine e l'equilibrio può essere valutato dal saggio breve raggio. L'obiettivo di questo test è per il mouse per rimanere in piedi e camminare attraverso un fascio di elevata stretto a una piattaforma sicura. Questo test si svolge nell'arco di 3 giorni consecutivi: 2 giorni di allenamento e 1 giorno di test. Prestazioni sulla trave viene quantificato misurando il tempo necessario per il mouse per attraversare il raggio e il numero di polizze di zampa che si verificano nel processo. Qui riportiamo il protocollo utilizzato nel nostro laboratorio, ed i risultati rappresentante di un gruppo di topi C57BL / 6. Questo compito è particolarmente utile per la rilevazione di sottili deficit nelle abilità motorie e di equilibrio che può non essere rilevato da altri test motore, come il rotarod.
Protocol
1. Il presente protocollo si basa su quelli di Southwell et. al. (2009) e Carter et. al. (2001).
- L'apparato è costituito raggio di 1 metro con travi in una superficie piatta di 12 mm o 6 mm di larghezza) a riposo 50 cm sopra il piano del tavolo su due poli. Una scatola nera è posto alla fine della trave come punto di arrivo. (Compensato e altri tipi di legno per le travi, pali, e la scatola si possono trovare in qualsiasi negozio di ferramenta). Materiale di nidificazione da gabbie di casa si trova nella scatola nera per attirare il mouse al punto di finire. Una lampada (lampadina con 60 watt di luce) è utilizzato per illuminare al di sopra del punto di inizio e funge da stimolo avversivo. Il tempo di attraversare il centro 80 centimetri è misurata da due sensori di movimento (fabbricate da Visopia): uno a 0 cm, che avvia un timer e uno a 80 cm che ferma il timer. Un amaca in nylon (che può essere ottenuto da un deposito del tessuto locale) è allungata al di sotto del fascio, ~ 7,5 cm sopra il piano del tavolo, per attutire eventuali cadute. Una videocamera è impostata su un treppiede per registrare l'efficacia. L'apparecchio utilizzato in questa dimostrazione è stato costruito in loco.
- Una coorte di almeno 10 topi per ogni condizione è raccomandata per questo test. I topi sono alloggiati come gruppi, quando possibile, in una luce 12 ore (07:00-7:00) / ciclo buio e acclimatati alle loro gabbie nella struttura comportamentale per almeno 2 settimane prima dell'inizio del test. Circa 10 minuti prima formazione / test, i topi possono essere trasportate nel locale che contiene l'apparato fascio.
- Nei giorni di training, ogni topo attraversa il fascio di 12 mm 3 volte e poi il 6 millimetri fascio 3 volte. Travi di una più ampia larghezza (ovvero 28 mm) può essere utilizzato per i topi che non sono in grado di attraversare le strette o per i più grandi topi. I topi sono posti ad una estremità di una trave e il tempo necessario per attraversare alla casella fuggire dall'altro lato (80 cm di distanza) si misura con i rivelatori di movimento. Il timer viene avviato il naso del mouse che entrano nel centro 80 cm, e si fermò quando l'animale raggiunge la fine del 80 cm. Il resto topi per 10 minuti nelle loro gabbie a casa tra le sessioni di formazione sulle due travi. Durante questo periodo tra le prove, un altro 3-4 topi possono essere addestrati a fare un uso efficiente del tempo. Topi C57BL / 6 tipicamente attraversano il fascio con una quantità minima di arresto o di interruzione. Tuttavia, quando lo fanno stallo, annusare o guardarsi intorno senza procedere in avanti, lo sperimentatore deve incoraggiare il mouse per continuare a progredire da pungolo, colpendo, o spingendo da dietro con le dita guantate. Una volta che i topi sono nella cassetta di sicurezza, essi sono autorizzati po 'di tempo (~ 15 sec) a riposare lì prima della prova successiva. Dopo ogni sessione di allenamento, i topi vengono restituiti direttamente a loro gabbie a casa e portato nella loro stanza alloggi. Da notare che i topi possono stallo di più se sono più addestrati e diventare troppo familiare con il compito e apparecchi. D'altra parte, la formazione può essere continuato per giorni aggiuntivi se i topi continuano a non attraversare l'intero fascio di successo dopo 2 giorni di formazione. Se i trattamenti sono applicati ai topi, una misura di base della performance deve essere ottenuto prima del trattamento.
- Il giorno del test, i tempi di attraversare ogni beam sono registrati. Due studi di successo in cui il mouse non stallo sulla trave sono nella media. Registrazioni video possono essere utilizzati per analisi più fine di scivolare e di altri deficit motori osservabili. Un modo alternativo per valutare camminare fascio è da un 1,2 neurologico sistema di punteggio, che i tassi l'impossibilità di attraversare la trave come un punteggio di "1" e la capacità di attraversare il fascio normalmente con entrambe le zampe sulla superficie del fascio e meno due linguette piede come un "7". Una scivolata è definito come il piede venuta fuori la parte superiore della trave. In questo sistema di indicizzazione, un punteggio di "3" corrisponderebbe ad attraversare il fascio trascinando gli arti. Un animale che i punteggi 1 su due prove non è ripetere il test. Descrizione delle prestazioni sulla trave relativi ai punteggi si possono trovare in Feeney et al., (1982) e Carter et al., (2001).
- Le travi e box vengono puliti di escrementi di topo e si asciugò con asciugamani imbevuti con il 70% di etanolo e poi l'acqua prima che il fascio successivo è situato su di esso.
2. Rappresentante dei risultati:
Figura 1. Tipiche volte croce di C57Bl6 maschili e femminili su travi 6mm e 12mm. Una coorte di 9 a 11 anni settimana C57BL/6-NCRL topi WT sono stati testati su entrambi i fasci dopo 2 giorni di formazione. Tempi medi per l'attraversamento dei 12 fascio mm erano 4,6 ± 0,4 sec per gli uomini (n = 14) e 3,3 ± 0,3 sec per le femmine (n = 11). Volte sulla trave 6 millimetri sono stati 6,8 ± 0,7 sec per gli uomini (n = 13) e 5,9 ± 0,5 secondi per le femmine (n = 10) (gli errori sono segnalati come SEM).
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Discussion
Prestazioni sulla trave equilibrio è una misura utile di coordinazione fine e l'equilibrio ed è stato convalidato dal lavoro precedente. Il test raggio in grado di rilevare i deficit motori a causa dell'età, nervoso centrale syst `lesioni, e le manipolazioni genetiche e farmacologiche nei roditori giovani e meno giovani 2,3,4. I topi con lesioni corticali impatto spesso mostrano controlaterale scivolare sulla trave 5,6. Il test beam è stato utilizzato anche per differenziare le abilità motorie di wild-type (WT) e malattia di Huntington (HD) modelli di topo nel tempo e per valutare i miglioramenti nei topi HD con trattamento 7,8. Un altro modello murino genetico in cui i deficit motori sono stati rilevati sulla trave del bilancio includono un modello murino di malattia di Sandhoff, una malattia da accumulo lisosomiale 9. Nel rilevare i deficit di coordinazione motoria indotta dalle benzodiazepine, il test fascio era più sensibile del rotarod. Stanley (2005) ha mostrato che solo un 30% GABA (A) l'occupazione del recettore da diazepam o lorazepam era necessario per osservare deficit motori sulla trave rispetto a oltre il 70% di occupazione dei recettori per disavanzo in rotarod 10. Travi di strette larghezze possono essere utilizzati per rilevare le differenze ancora più sottili.
In questo studio, abbiamo provato una coorte di 9 a 11 settimane topi WT C57BL/6-NCRL sul 12 mm e 6 travi mm. Tempi medi per l'attraversamento dei 12 fascio mm erano 4,6 ± 0,4 sec per gli uomini (n = 14) e 3,3 ± 0,3 sec per le femmine (n = 11). Volte sulla trave 6 millimetri sono stati 6,8 ± 0,7 sec per gli uomini (n = 13) e 5,9 ± 0,5 secondi per le femmine (n = 10) (errorsare segnalati come SEM). Ci sono stati pochi e non scivola cade da questi topi su queste travi. In geneticamente o farmacologicamente animali manipolati, la scivola e cade può diventare più frequente e può essere quantificato. Topi compromessa potrebbe aderire sul lato della trave, che aumenta il tempo di attraversare. Il livello di attività può variare a seconda dell'età e del ceppo di topi. Topi C57BL / 6 sono in genere gli animali attivi 6.
Le modifiche di questo test, che possono incoraggiare i topi ad andare avanti includono l'utilizzo di un fascio inclinato piuttosto che orizzontale 2,4. I topi possono anche essere messi in piattaforma sicura per qualche secondo per aumentare la disponibilità a raggiungere l'obiettivo 2. Fattori di confondimento per la valutazione della coordinazione motoria utilizzando il fascio di bilancio includono la motivazione, e topi che sono sovrallenato potrebbero annoiarsi e non collaborativo. Se il deficit motori sono trovati, altri test tra cui l'analisi impronta di andatura locomotore, maglia arrampicata, nuoto, pertica, e il test di scala possono essere usati per valutare ulteriormente il deficit di 2,4.
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Disclosures
Gli esperimenti sugli animali sono stati eseguiti in conformità con le linee guida e dei regolamenti previsti dal Istituzionali Animal Care Caltech e del Comitato uso (IACUC).
Acknowledgments
Ambra Southwell configurare l'apparato e addestrato gli autori nel suo utilizzo. Il finanziamento è stato fornito da un finanziamento della NINDS a Paul Patterson.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Beams: 1-m strips of smooth wood with small, medium, and large square (i.e., 6, 12, and 28 mm wide) cross-sections | |||
| Support stand to hold up the start section of the raised beam (∼1.5-cm cross-section, 50 cm high) | |||
| Goal box (20 cm on each side) mounted on a support stand (3 cm cross-section, 50 cm high) | |||
| Hammock-∼7.5 cm above tabletop | |||
| 60-watt (W) desk lamp | |||
| Video camera, tripod, and blank video tapes | |||
| Ethanol, paper towels, cleaning materials |
References
- Feeney, D. M., Gonzalez, A., Law, W. A. Amphetamine, haloperidol, and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury. Science. 217, 855-857 (1982).
- Carter, R. J., Morton, J., Dunnett, S. B. Motor coordination and balance in rodents. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8, (2001).
- Wallace, J. E., Krauter, E. E., Campbell, B. A. Motor and reflexive behavior in the aging rat. J Gerontol. 35, 364-370 (1980).
- Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide. Nat Rev Neurosci. 10, 519-529 (2009).
- Fox, G. B., Fan, L., Levasseur, R. A., Faden, A. I. Sustained sensory/motor and cognitive deficits with neuronal apoptosis following controlled cortical impact brain injury in the mouse. J Neurotrauma. 15, 599-614 (1998).
- Buccafusco, J. J. Methods of behavioral analysis in neuroscience. , 2nd edn, CRC Press. (2009).
- Southwell, A. L., Ko, J., Patterson, P. H. Intrabody gene therapy ameliorates motor, cognitive, and neuropathological symptoms in multiple mouse models of Huntington's disease. J Neurosci. 29, 13589-13602 (2009).
- Carter, R. J. Characterization of progressive motor deficits in mice transgenic for the human Huntington's disease mutation. J Neurosci. 19, 3248-3257 (1999).
- Gulinello, M., Chen, F., Dobrenis, K. Early deficits in motor coordination and cognitive dysfunction in a mouse model of the neurodegenerative lysosomal storage disorder, Sandhoff disease. Behav Brain Res. 193, 315-319 (2008).
- Stanley, J. L. The mouse beam walking assay offers improved sensitivity over the mouse rotarod in determining motor coordination deficits induced by benzodiazepines. J Psychopharmacol. 19, 221-227 (2005).
