والشعيرية والتعامل مع الاختبارات Capellini : تدابير كمية بسيطة من وظيفة forepaw حاذق في الجرذان والفئران

ملخص

والشعيرية والتعامل مع الاختبارات Capellini من البراعة forepaw الاستفادة من الميل الطبيعي للالقوارض لمعالجة المواد الغذائية باستخدام forepaw ماهرا والحركات أرقام. وأثناء التعامل مع الحيوانات شريط فيديو قصير من خيوط المعكرونة الجافة غير مطبوخة. بطء تشغيل الفيديو الاقتراح يسمح لتقدير حجم التعديلات forepaw.

الملخص

وقد كشفت الأوصاف السابقة للسلوك الأكل القوارض التي تستخدمها الحركات forepaw منسقة لمعالجة قطع الطعام. لقد قدمنا ​​على هذا العمل لوضع مقياس كمي بسيط من البراعة forepaw التي تعتبر حساسة للعاهات lateralized والتغيرات التي تعتمد على سن. القوارض تعلم forepaw ماهرا والحركات أرقام لإدارة قطع معكرونة رقيقة ، والتي تستهلك بفارغ الصبر. لقد وصفنا من قبل وسائل لقياس الشعيرية المناولة في الفئران وتبين أن التدابير هي حساسة جدا لالعاهات الناتجة عن forelimb الآفات الدماغية من جانب واحد ، وسط انسداد الشريان الدماغي استنفاد الدوبامين من جانب واحد مخططي [الريد ، RP ، آدكنز ، DL ، Woodlee ، MT ، الأزواج ، LC ، مالدونادو MA ، كين ، JR ، Schallert ، T. & جونز ، TA اختبار التعامل مع الشعيرية : وهو قياس كمية بسيطة من وظيفة forepaw حاذق في الفئران.

البروتوكول

1. التحضير لبدء الاختبار

1. أما قطع المعكرونة لمدة غير مطبوخة باستخدام شفرة حلاقة. بالنسبة للفئران ، هو قطع سكنر ماركة الشعيرية والمعكرونة (1.5 مم) لأطوال 7 سم. بالنسبة للفئران ، وقطع المعكرونة capellini DeCecco العلامة التجارية (1.0 مم) لأطوال 2.6 سم (الشكل 1C). لأن علامات المعكرونة تختلف في الملمس وقطر ، والتي يمكن أن تؤثر بطريقة التعامل ، فمن المستحسن أن يتم استخدام مصدر واحد من المعكرونة لاختبار المتكررة.
2. للتغلب على الاستجابات neophobic وإقامة المهارة في التعامل ، تتعرض الحيوانات لقطع المعكرونة في اوقاتها قفص المنزل عدة في الأسابيع السابقة للاختبار. (عادة ، 5-10 أيام من التعرض ، وحوالي 4 قطع في كل مرة ، غير كافية.)
3. وإذا كان يدار الاختبار في غرفة أخرى من قفص المنزل ، أو إذا تم نقل القفص البحث عن التعود ، واختبار لتناول الطعام في بيئة اختبار المقدمة. (وعادة ما يستغرق 3-5 دورات حتى الحيوانات أكل المعكرونة بسهولة في هذه البيئة.)
4. بعد حتى الحيوانات تقبل بشغف المعكرونة ، فإنها يمكن أن تصبح فجأة متحفظا عندما يتم نقل عدد كبير من الكاميرات بالقرب من منطقة الاختبار. فمن المفيد وضع الكاميرا في الجبهة من بيئة اختبار واحد أو أكثر من هذه الدورات التعود.
5. لأن معظم الحيوانات تتصرف كما لو أن المعكرونة هي قبولا إلى حد كبير ، فإنه ليس من الضروري الحصول على الغذاء حصرها قبل الاختبار. ومع ذلك ، وإزالة المواد الغذائية قد قبل بضع ساعات أو طوال الليل تيسير الأكل أمام الكاميرا ومجرب وضمان عدم متخم أنهم في الوقت الاختبار.
6. كسر قطعة المعكرونة أثناء الأكل يبطل المحاكمة. لقد وجدنا يتم تجنب هذه العادة إلى حد كبير إذا لم تعط الحيوانات قطعة أطول من تلك التي استخدمت في الاختبارات.
7. لدورات الاختبار ، وتتميز قطع المعكرونة مع علامة تلميح متناهية الصغر في فترات زمنية محددة باستخدام قالب البطاقات (بزيادة 1.75 سم على الشعيرية والعلاوات الطول 0.86 في فروع capellini). هذا يسهل تصور حركة حبلا المعكرونة أثناء الأكل.

2. تصل مجموعة اختبار

1. وينبغي اختبار الحيوانات في القفص إما المنزل أو جهاز آخر مع الجدران ، unmarred واضحة ، وينبغي أن تكون معزولة عن cagemates بهم خلال الدورة الاختبار.
2. على الرغم من الفئران يمكن اختبارها في الوقت الحقيقي من قبل المجرب يمارس (الريد وآخرون ، 2008) ، يتم تسهيل الكمي من خلال تسجيل الفيديو بحيث يتسنى جمع البيانات أثناء تشغيل الفيديو البطيء. لم نجد أن من الممكن تقدير موثوق حركات الماوس forepaw دون إبطاء حركة تشغيل الفيديو نظرا لصغر حجم الكفوف والحركات السريعة.
3. ويستخدم كاميرا الفيديو مع معدل إطارات عالية والتكبير كافية. نستخدم كاميرا كانون XL1S مع عدسة التكبير 16X تعيين إلى سرعة مصراع الكاميرا ما لا يقل عن 420 S - 1 في ظروف الإضاءة العادية الغرفة. استخدام ترايبود بعجلات مع رئيس بالغسل ، وتميل يسهل تحديد المواقع الكاميرا.
4. الفئران عادة الجلوس تستقيم على الورك لتناول الطعام والمعكرونة هي الأكثر سهولة الاطلاع على الكفوف مع الكاميرا وضعه على ما يقرب من غرفة الطابق مع زاوية ، بزيادة طفيفة (الشكل 1A). إذا كان الاختبار في قفص مع نجارة ، قد إزالة بعض حلاقات أن تكون مفيدة لتحسين عرضها.
5. الفئران تميل إلى الانحناء إلى الأمام أثناء الأكل والمعكرونة ، وعقد قطعة في أكثر من زاوية من الفئران تفعل. وهكذا ، وضعت غرفة الاختبار مع الكلمة مفتوحة على رأس المرآة. يتم وضع الكاميرا في مستوى أعلى قليلا من الأرض ، والزاوية النزولي للتركيز على انعكاس لالكفوف في المرآة (الشكل 1B). استخدام مرآة سطح first يحسن إلى حد كبير وضوح الكفوف لتشغيل الفيديو.
6. كل عضة من قطعة والمعكرونة ومسموعة ، وبالتالي تسجيل الصوت مفيد للتحقق من تناول الطعام.

3. محاكمات بالإدارة مناولة المعكرونة

1. جلسات اختبار تتكون من تجارب متتابعة ، مع قطعة one تؤكل المعكرونة في المحاكمة. عادة ما نقوم بتسجيل البيانات المستقاة من التجارب 4-5 في الفئران والمحاكمات 3-4 في الماوس.
2. قبل تصوير بالفيديو ، يتم وضع قطعة من المعكرونة الى غرفة لتناول الطعام والشروع في نقل الحيوانات الى وجهة نظر الكاميرا المناسبة.
3. فمن الضروري للحيوان لمواجهة الكاميرا ، والتركيز بما فيه الكفاية والتكبير (~ 10 - 12X) لعرض التعديلات منفصلة مع كل من والأرقام forepaws جميع. يجب على كل من أصابع الأقدام تكون للعرض. على الأقل مع هذه الكاميرا ، نجد أنه من المفيد استخدام ميزات أوتوفوكس قبل بدء المحاكمة فقط ، وضيق في المنطقة على المصالح. نتحول بعد ذلك إلى التركيز اليدوي.
4. حالما الحيوانية والكاميرا في الموقف ، وبدأت المحاكمة الأولى. يتم إسقاط قطعة أو تتدلى مباشرة أمام الحيوان ويبدأ التسجيل قبل بدء تناول الطعام.
5. بعد ذلك ، وبالنظر إلى المحاكمات في الخلافة على الفور. فمن المستحسن للحد من التأخير بين التجارب الحيوانات بحيث لا تبتعدمن موقع أفضل عرض.
6. وسجل ليست المحاكمات التي يتم عرضها على الكفوف إلى الجانب أو التي يتم فقدان التركيز.
7. يمكن أن يتكرر في جلسات اختبار مدى الأيام ، على سبيل المثال ، الى الوثيقة قبل وبعد المعالجة الأنماط الزمنية (على سبيل المثال ، والانتعاش بعد اصابة الجهاز العصبي المركزي ؛ الريد وآخرون ، 2008).
8. ويمكن أن يكون الحصول على التحدي الحيوانات لنأكلها في المواقف المرغوبة بالنسبة للكاميرا. قد يكون من الضروري روض الحيوانات خجلا من الكاميرا إلى وجود الكاميرا لبضع دقائق قبل الاختبار. وغالبا ما تكون الحيوانات أقنع في الموقف من خلال إسقاط أو التعلق المعكرونة في المنطقة المثالية. قد يحتاج الامر الى قطع قليلة لإنجاز هذا الموضع المطلوب ، غير أنه ينبغي التقليل من عدد معين من القطع لتجنب التخمة.
9. لاختبار عدة متتابعة من الفئران ، وجدنا أنه من الملائم لتكوين عدد قليل من أقفاصها في وقت واحد في الدائرة ، مع الكاميرا على ترايبود بعجلات في الوسط. يتم إسقاط قطعة في منطقة مثالية من كل قفص والكاميرا ثم انتقل إلى الفئران التي تبدأ في تناول الموقف المناسب الأولى. وهذا يسمح لمزيد من الوقت لتصبح الفئران أبطأ (لتناول الطعام في الموقف) الذي تعود على وجود الكاميرا ومجرب ويمكن أيضا أن تكون حافزا لتناول الطعام عن طريق العض من الأصوات في أسرع الفئران.

4. التحليل الكمي الفيديو التعديلات forepaw ووقت الأكل

1. تحليل التعديلات forepaw أثناء الأكل هو قياس كمية بسيطة التي تعتبر حساسة للعاهات بعد اصابة الجهاز العصبي المركزي lateralized في الفئران (الريد وآخرون ، 2008 ؛. Whishaw وكولز ، 1996 ؛ Whishaw وآخرون ، 1997). والتغيرات المرتبطة بالشيخوخة في الفئران (تينانت وآخرون ، 2009).
2. الجزء كميا المحاكمة تبدأ عندما يتم وضع قطعة المعكرونة لأول مرة في الفم وينتهي عند صدور الأخير من الباستا من الكفوف ويختفي في الفم.
3. وتباطأ تشغيل الفيديو (~ 50 ٪ من الوقت الحقيقي) تستخدم ، أو أن تعزز الإطار حسب الإطار ، حسب الحاجة ، من أجل تحديد التعديلات.
4. يتم احتساب التعديل في كل مرة النشرات مخلب وإعادة الاتصالات ، قطعة المعكرونة ، وعندما يكون هناك اصلاح للعقد مخلب على هذه القطعة ، أو عندما يكون هناك ملحق - انثناء أو الاختطاف ، التقريب من الأرقام (الشكل 2). يتم تسجيل كل تعديل على حدة لمخلب اليسار واليمين.
5. لا تحسب التعديلات عندما مخلب الشرائح عبر قطعة المعكرونة مع أي تحرك من الأرقام أو إعادة تنظيم عقد مخلب. تحركات مخلب عندما لا يكون على تماس مع قطعة المعكرونة (أي حركات بجوار قطعة) هي أيضا لا تحصى.
6. وسجلت أيضا في وقت لتناول الطعام لكل محاكمة ، بدءا من الأكل وتنتهي عند بداية المعكرونة يختفي في الفم. نسجل الوقت باستخدام ميزات عرض الفيديو التشغيل ، ولكن يمكن أيضا أن يكون سجلت مع ساعة توقيت السرعة أثناء التشغيل العادي.
7. إذا كان الحيوان مؤقتا في الأكل ، ولكن يحافظ على الاستمرار على هذه القطعة ، هو مطروح في الوقت مؤقتا من الوقت الإجمالي. وقفة في تناول الطعام هو واضح من قبل أي تحرك قطعة من الفم أو الكف ألف في العض مسموعة.
8. تم حذف المحاكمة من خلال هذا التحليل إذا أي جزء من تناول الطعام ، وحجب وجهة نظر الكفوف ، أو إذا كان الحيوان يكسر قطعة ، لأن أقصر قطعة يغير أنماط التعامل.
9. بعض الفئران والجرذان باستمرار تقديم المزيد من التعديلات مع واحدة من مخلب من جهة أخرى. نماذج من جانب واحد لاصابة الجهاز العصبي المركزي ، هي أكثر حساسية الكشف عن العاهات lateralized إذا الإصابات التي تؤثر على مخلب بذل مزيد من التعديلات في مرحلة ما قبل الاصابة الاختبار (الريد وآخرون ، 2008).
10. الفئران انخفاض أحيانا قطعة المعكرونة في وسط تناول الطعام ، وبعد استراحة قصيرة ، يستلم السلعة ، ويستمر في الأكل. وهذا هو الأكثر شيوعا في المحاكمة الأخيرة من اليوم ، ربما بسبب التخمة جزئية وفقدان التركيز على تناول الطعام. لأن هذا أمر شائع حتى في فئران سليمة ، ونحن لا تغفل هذه المحاكمات. ومع ذلك ، هو مطروح في الوقت الذي يتم إسقاط قطعة من إجمالي الوقت الأكل.
11. في فئران سليمة ، واسقاط القطع غير نمطية واستئناف في تناول الطعام غالبا ما يكون تأخر جدا أو غائبة. يتم حذف مثل هذه المحاكمات من تحليل التعديلات والوقت في تناول الطعام.
12. لا تحسب التعديلات قبل بدء تناول الطعام. تتأثر سلوكيات التعامل مع مرحلة ما قبل الأكل من الاصابات CNS (على سبيل المثال ، Whishaw وآخرون ، 1992 ؛. Whishaw وآخرون ، 1986) ، لكننا لم توجه بعد الأساليب الكمية لتعديلات forepaw إلى هذه الفترة.
13. ويمكن تلخيص هذه البيانات على النحو التالي : (أ) متوسط ​​عدد من التعديلات في مخلب للقطعة الواحدة ، (ب) متوسط ​​وقت الأكل للقطعة الواحدة و (ج) معدل التسويات (التعديلات / الأكل الوقت).

5. تحليل أنماط التعامل مع الفيديو شاذة

1. ويمكن التعامل مع أنماط شاذة التمييز بين مختلف أنواع الإصابات في الجهاز العصبي المركزي الفئران (الريد وآخرون ، 2008) وrecordiنانوغرام هذه السلوكيات قد يكون مفيدا لان تحليل التكميلي.
2. تعتبر معالجة أنماط شاذة إذا ما لوحظ أنهم نادرا في الحيوانات سليمة. حيوانات سليمة تبدأ عادة تناول الطعام مع أحد مخلب ، و "مخلب فهم" ، وضعت على انخفاض يوم المعكرونة ، و "مخلب الدليل" ثم وضعت بالقرب من الفم (الشكل 3A ، C). في مخلب نفسها عادة ما يكون في متناول جميع مخلب المحاكمات. الفئران الكفوف الموقف في كثير من الأحيان متباعدة على طول المعكرونة في البداية ، والتحرك معا كما يقصر قطعة. موقف كل من الفئران عادة الكفوف على مقربة من طريق الفم ، مع فهم وأطرافه دليل عقدت قريبة من بعضها البعض ، حتى في بداية الأكل. في كل الأنواع ، والكفوف الانتقال إلى مواقف أكثر توازنا ، جنبا إلى جنب مع الأرقام أو موسط ، عندما قطعة قصيرة جدا (الشكل 3B ، D). سواء في استخدام الكفوف باستمرار لتوجيه ، أو المضي قدما في عقد المعكرونة أثناء الأكل.
3. أنماط شاذة في موقف مخلب في الجرذان والفئران ما يلي : (أ) وضع الكفوف معا ، في عقد متناظرة ، عندما قطعة المعكرونة الطويلة (أكثر من نصف طول الأصلي) ، (ب) عدم نقل في الكفوف موقف متماثل قبل استهلكت تماما قطعة و (ج) تنقل مواقف دليل وأطرافه في متناول وسط تناول الطعام.
4. اثنين من سلوكيات شاذة اضافية في الفئران والجرذان هي : (أ) عدم الاتصال قطعة المعكرونة مع أحد مخلب لفترة طويلة أثناء الأكل ("فشل في الاتصال") و (ب) استخدام الفم لسحب المعكرونة خلال الكفوف لإعادة لهم ("سحب الفم").
5. وتعتبر سلوكيات شاذة عن اثنين من الفئران ، ولكن هي نموذجية بالنسبة للفئران : (أ) وضعية منحنية (ب) إسقاط قطعة المعكرونة بعد تناول الطعام يبدأ. ومع ذلك ، قد تنخفض وتيرة الزيادة في الفئران بعد تلف الجهاز العصبي المركزي. وهكذا ، نسجل تراجع تردد في كل من الأنواع.
6. وقد شوهدت السلوكيات الشاذة الأخرى في فأر من جانب واحد مخططي استنفاد الدوبامين النموذج : (أ) ب "قبضة من حديد" ، حيث يعقد أطرافهم فهم في موقف ، جامدة حراك أثناء الأكل ، (ب) تكرر حركة مخلب دليل حول مخلب فهم جامد ، و (ج) ، وإمالة الرأس الشديد كما هو الزاوية المعكرونة في فم (الريد وآخرون ، 2008 ، وانظر أيضا Whishaw وآخرون 1997).
7. وقد لاحظنا أن الفئران الذين تتراوح أعمارهم بين التعديلات التي غالبا ما تجعل غير فعالة لدفع المعكرونة في الفم. وبالتالي ، يتم تسجيل التعديلات التي لا ينتج عنها حركة مرئية للقطعة المعكرونة في الفم بشكل منفصل.
8. التبديل دليل وتسجل أطرافه فهم ، والفشل في الاتصال ، أو قطرة ، والفم في حدوث سحب ، في حين سجلت كل السلوكيات الشاذة الأخرى مرة واحدة في المحاكمة.

6. ممثل النتائج

ينبغي للنتائج من تحليل الفيديو تشمل عددا من التعديلات من كل مخلب في المحاكمة وقتا للأكل كل قطعة المعكرونة. نتائج من الفئران مع الآفات القشرية الحسية أو نقص تروية الدماغ تشير إلى أن الحيوانات جعل أقل التعديلات مع أطرافهم (كونترا إلى آفة) ضعف ، وهو التأثير الذي يتحمله ، لمدة شهر على الأقل بعد وقوع اصابات. النتائج من جانب واحد استنفاد الدوبامين في نقصان في كل التسويات مع الطرف المقابل وزيادة في تسويات مع أطرافهم المماثل (الريد وآخرون ، 2008). نتائج من الفئران تبين أن الذين تتراوح أعمارهم بين الحيوانات وقتا أطول لتناول قطع المعكرونة ، وبذل المزيد من التعديلات التي لا تؤدي إلى النهوض المعكرونة في الفم ، مقارنة مع الفئران البالغين الشباب (تينانت وآخرون ، 2009). يجوز للتحليل هذه الاختبارات تشمل أيضا التعامل مع ملاحظات السلوكيات الشاذة. تلف الجسم المخطط والمتوسطة انسداد الشريان الدماغي بالإضافة إلى ذلك أدى إلى زيادة تواتر من السلوكيات الشاذة أكل (الريد وآخرون ، 2008).

الشكل 1. باستا معالجة الموقف (A) الجرذان والفئران (B). علما بأن الفئران الجلوس على الورك ، بينما الفئران حدس أكثر من المعكرونة ، مما استلزم وضع مرآة تحت الماوس من أجل عرض الحركات مخلب. (ج) أمثلة من قطع المعكرونة استعداد للاختبار.

الشكل 2. إدخال تعديل forepaw مثال على الفئران بوصفه (AC) و (مدافع) الفأر. الفريق الأول يبين الحيوان قبل التعديل ، لوحة المركز ويبين تعديل forepaw ، مع النجمة تشير إلى مخلب تعديل (ق) ، وفريق آخر معارض على استبدال قطعة المعكرونة.

الشكل 3. الدليل وفهم مواقف الأطراف من الجرذان والفئران عندما المعكرونة هي (A ، C) لفترة طويلة و (B ، D) قصيرة.

المناقشة

في هذا الفيديو ، ونحن لشرح كيفية وتجرى اختبارات التعامل مع الشعيرية وCapellini في الفئران والجرذان ، على التوالي. هذه التجارب هي وسيلة بسيطة والكمية لدراسة مخلب وظيفة أرقام في الحيوانات العادية ، بعد الأضرار التي لحقت أنظمة السيارات من الدماغ ، أو أثناء الشيخوخة. البطيء تحليل شريط فيديو للمخلب والحركات أرقام تستخدم للتعامل مع قطع صغيرة من المعكرونة غير مطبوخة تسمح للباحث لتحديد التعديلات التي تجري مع كل مخلب ، وكذلك مراقبة والسلوكيات الشاذة التي يمكن أن ينظر إليها في أعقاب الأضرار التي يسببها الجهاز العصبي المركزي بشكل تجريبي. ويمكن القيام جلسات الاختبار مرارا وتكرارا في أيام مختلفة ومعظم الحيوانات استكمال جميع المحاكمات من جلسة في غضون دقائق قليلة. وبالتالي ، فإن الاختبار هو مناسبة لإدراجها في أكبر اختبار البطارية أو التصميم التجريبي. ويمكن أيضا أن تستخدم هذه الاختبارات في دراسات السيارات مهارة التعلم (شو وآخرون ، 2009) ، ولكن هنا نقدم بروتوكولا للتغيرات في فحص مهارة أنشئت على مر الزمن.

حاليا ، اختبارات التوصل الماهرة هي الاختبارات الأكثر استخداما من وظيفة forelimb حاذق في الفئران (على سبيل المثال ، Whishaw وآخرون ، 1986 ؛. Ballermann وآخرون ، 2001 ؛. مونتويا وآخرون ، 1991.) والفئران (فار & Whishaw ، 2002 ؛ تينانت وجونز ، 2009 ؛ بيرد وآخرون ، 2001). اختبارات التوصل تصريح اختبار معزولة من كل أطرافه ، في حين أن التعامل مع المعكرونة مهمة باليدين. ومع ذلك ، فإن التجارب تتشابه في حساسيتها للضعف في وظيفة forepaw المهرة واكتساب المهارة بالنسبة للاختبارات تتضمن مرونة في التمثيل forelimb من القشرة الحركية (شو وآخرون ، 2009). في تجربتنا ، والتوصل إلى اختبارات أكثر تعقيدا وشاقة لتنفيذ ، وبالنسبة لبعض الأسئلة التجريبية ، والتجارب الحالية قد توفر بديلا أكثر فعالية. ومع ذلك ، خلافا للاختبارات الموصوفة هنا ، تم التوصل إلى اختبارات المهارة في استخدام لعدة عقود (بيترسون ، 1934) وأنها تضم الآن مجموعة متنوعة من التدابير حساسة للغاية والمعلمات الاختبار (Ballermann وآخرون ، 2001 ؛. فار & Whishaw ، 2002 ؛ مونتويا وآخرون ، 1991 ؛. Whishaw وآخرون ، 1992). في المقابل ، فإن التعامل مع الشعيرية والاختبارات Capellini تمتد من الأوصاف حديثة نسبيا للسلوك مناولة الأغذية البارع من الفئران (Whishaw وكولز ، 1996). في كل من الإدارة والتحليل ، ويمكن أن تكون هذه الاختبارات مما لا شك فيه مزيد من الصقل والموسعة ، على سبيل المثال ، إلى أكثر تحديدا كميا غرامة أنماط الحركة أرقام واليدين وقياس تحركات منسقة في الفم واللسان والفك.