مقالة منهجية

بطارية من السلوكية اختبارات تقييم الحركة العامة والقوة العضلية، والتنسيق في الفئران

13.8K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/55491

⸱

يناير 23, 2018

 ,  ,  ,  , 
1Centre for Neuroscience Studies, Queen's University, 2Department of Biomedical and Molecular Sciences, Queen's University, 3Medical Genetics/ Department of Pediatrics, Kingston General Hospital, Centre for Neuroscience Studies, and Department of Biomedical and Molecular Sciences, Queen's University

في هذه المقالة

ملخص

اختبار سلوكية يستخدم في التجارب قبل الإكلينيكية لتقييم آثار المظهرية للمرض أو العلاج في رفاهية الحيوان. عالمياً في تقييم أداء المحرك، اخترنا الاختبارات للحركة العامة والقوة العضلية، والتنسيق: اختبار حقل مفتوح، الشبكة، والاختبار روتارود، على التوالي.

الملخص

اختبار سلوكية يستخدم في التجارب قبل الإكلينيكية لتقييم التأثيرات المظهرية والنتائج يحتوي على مرض معين أو المعاملة على رفاهية وصحة الحيوان. وهناك العديد من الاختبارات السلوكية التي يمكن تطبيقها. نحن نخبة من اختبار للحركة العامة، فتح الحقل اختبار (OFT)؛ اختبار للقوة العضلية، اختبار الشبكة (MT)؛ واختبار للتنسيق، واختبار روتارود (RR). يمكن أن يتم الاختبار على أساس أسبوعي أو شهري. كاختبار للحركة العامة، يعمل مكتب التجارة المشروعة بموضوعية رصد حركة المعلمات بينما الماوس في جهاز فتح حقل. الحقل عموما مربع 2 '2'، والتحركات تسجل عن طريق الاستشعار عن الليزر أو عن طريق التقاط الفيديو. الماوس وضعه في وسط ميدان مفتوح ويسمح بالتحرك بحرية للاختبار. MT يستخدم الكمون لماوس لتسقط شاشة مقلوبة كمقياس لقوة العضلات. يتم وضع ماوس على شاشة، والذي هو مقلوب فوق مربع واضح، وهو توقيت للكمون الانخفاض. وتجري ثلاث محاكمات، مع أفضل المحاكمات الثلاث وسجل لهذا اليوم. نقاط 60 s هو الحد الأقصى للوقت تركت ماوس مقلوب. يتم إعطاء الفئران فترة الراحة 5-دقيقة بين المحاكمات اختبار شبكة. وأخيراً، يقيم بروتوكولا المعجل على الموارد العادية التنسيق الحركي والقدرة على التحمل. خلال محاكمة، يمشي ماوس على قضيب الدورية كما أنه يزيد بسرعة من 4 لفة في الدقيقة لفة في الدقيقة 40 أكثر من 5 دقائق. تنتهي المحاكمة عندما اللمسات الماوس استشعار الضغط ممغنط عند السقوط. يخضع كل الماوس ثلاث محاكمات، وهو سجل المحاكمة أفضل لذلك اليوم. يسمح هذا البيانات السلوكية مجتمعة للتقييم العالمي للتنقل والتنسيق، وقوة وحركة الحيوانات الاختبار. على الأقل اثنين من أصل ثلاثة إجراءات اختبار سلوكية يجب أن تظهر تحسنا لحيوان للتأهل كوجود عموما تحسين وظيفة المحرك.

المقدمة

والهدف من اختبار سلوكية قياس توصيف المظهرية، سواء في الدراسات لنموذج ماوس جديدة للأمراض التي تصيب الجهاز العصبي المركزي أو لمحاكمة للعلاج الجديد. وهناك مجموعة متنوعة من الاختبارات السلوكية للاختيار من بينها. الأساس المنطقي لاستخدام مجموعة من الاختبارات السلوكية غالباً إجراء تقييم كامل لنتائج العلاج قبل الإكلينيكية. بطارية اختبار سلوكية هنا يشمل اختبار حقل مفتوح (الغفور)، واختبار الشبكة (MT)، وفي روتارود الاختبار (RR).

ويستخدم كمقياس للنشاط الحركي العام1،2،3،،من45،،من67مكتب التجارة المشروعة. هذا التقييم يسمح الماوس للتنقل بحرية في حقل مفتوح، والقياسات التي اتخذت حركة الماوس أثناء المحاكمة السلوكية. التحليلات الكمية باستخدام OFT تشمل تربية، وتوغلت مسافة، والوقت أمضى تتحرك (مثل المشي والجري)، والتغيرات في النشاط على مر الزمن (مثلاً حركات القفز وأبطأ/مفرط)، الذي السبب في أنها مفيدة و تحليل دقيق لسلوك القوارض.

MT يستخدم لتقييم قوة الفئران1،2،،من89،،من1011. يسمح استخدام جميع أطرافه الأربعة لشنق قبالة شبكة سلكية لقياس قدرة الفئران على إظهار التوتر المستمر أطرافهم بينما يعارضون آثار الجاذبية غير الغازية. ويتم هذا التقييم بوضع ماوس على شبكة مقلوب وتوقيت الكمون في الانخفاض. ويقيم هذا الاختبار قوة العضلات للماوس بقياس كم من الوقت يمكن أن تعقد نفسها على الشاشة مقلوبة قبل السقوط.

ويقيم RR تنسيق الماوس أثناء استخدام تسارع البروتوكول1،2،7،8،9،،من1213. يتألف الجهاز روتارود من شعاع أسطواني يدور في الهواء ابتداء من الساعة 4 لفة في الدقيقة. ويمكن تعلم هذه المهارات الحركية التنسيق الماوس وثم طعن بزيادات تدريجية بطيئة، وما يصل إلى 40 دورة في الدقيقة. كلاسيكي، البروتوكول بسرعة ثابتة مقياس للقوة العضلية، بينما يقيم البروتوكول المتسارع للموارد العادية التنسيق والقدرة على التحمل والقوة العضلية1،2،7، 14.

مزايا هذه الاختبارات السلوكية ثلاثة أنها مقبولة على نطاق واسع في جميع أنحاء القوارض السلوكية اختبار المجتمع2،7،،من89، وعندما تتخذ ليس فقط كمجموع يمكن استخدام الاختبارات الفردية، ولكن جماعياً، كإجراء تقييم عالمي للسلوك المظهرية عند التحقيق في نتائج مختلفة من العلاجات التجريبية. مكتب التجارة المشروعة أحد الاختبارات فقط للنشاط الحركي العام2. RR هو أيضا واحدة من الطرق الوحيدة لتقييم التنسيق2، غيرها من استخدام برمجيات التحليل مشيه، الذي لن تناقش هنا. وهناك عدد قليل من الطرق التي يمكن تقييم قوة العضلات على فأرة الحاسوب؛ ومع ذلك، استخدام MT، أو اختبار تعليق أسلاك، قد استخدمت سائد في الأدبيات وتم قبولها كوسيلة موثوقة لاختبار القوة العضلية2،،من89،10، 11. العديد من التقنيات الأخرى لقياس الحركة العامة والتنسيق تستغرق وقتاً طويلاً جداً، وقد لا تنتج بيانات موثوق بها (مثل توقيت حركة الماوس يدوياً أو يدوياً اللوحة آثار أقدام لتحليل مشيه). النظم الآلية لمكتب التجارة المشروعة والموارد العادية زيادة موثوقية وصحة البيانات المنتجة وتوفيرا للوقت والجهد.

على سبيل المثال، ونظرا نيوروديجينيريشن طراز الماوس مرض ساندهوف، عند أداء هذه البطارية من الاختبارات، سيكون مكتب التجارة المشروعة الأول من هذه الاختبارات المستخدمة في تقييم التشوهات الحركية التي ينظر إليها عادة في هذا الطراز الماوس بدءاً من 3 أشهر عمر. كما ينبغي أن تصبح حالات العجز في التنسيق الحركي واضحا بداية في الأسابيع الإثني عشر عمر. العجز في قوة العضلات ينبغي أن تبدأ حوالي 14 أسبوعا عمر، ولكن في نهاية المطاف أن تصبح أكثر أهمية من 16 أسبوعا.

هذه الاختبارات مفيدة عند دراسة الأمراض التي تسبب العاهات الحركية الكبيرة، بما في ذلك أمراض الأعصاب9 مثل ساندهوف المرض1،،من813،7من مرض باركنسون، مرض هنتنغتون، التصلب المتعدد. يمكن أيضا استخدام الاختبارات لدراسة الشيخوخة وجعل التقييمات الشيخوخة النسبية أو القياسات الصحية. وتعتبر في كثير من هذه الدول المرض مشيه الاضطرابات والتغيرات في الحركة والتوازن. ومع ذلك، فائدة هذه الاختبارات لا يقتصر للأمراض مع أعراض الأعصاب انتشارا.

يرجى ملاحظة أن هناك لا المتغيرات التباس لاحظت فيما يتعلق بالدافع أو الجدة أي وصف التدابير اختبار سلوكية. فمن الضروري لبعض الحالات المرضية والأمراض أن الباحثين الحصول على البيانات السلوكية الأولية قبل الماوس يظهر أي أعراض المظهرية؛ الباحث أن ثم بشكل دوري (أسبوعيا) التأكد من أن جميع الإعاقات الحركية تحتسب. العديد من الأمراض سرعة ظهور الأعراض المظهرية، ودون اختبارات أسبوعية، هذه الأعراض سوف لا تحسب.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

جميع البروتوكولات المذكورة هنا أجريت وفقا، وأقرها، "جامعة الحيوانية رعاية اللجنة" الملكة. يمكن أن يكون تكرار التجارب السلوكية الأسبوعية أو الشهرية، أو مزيج من الاثنين (أي الأسبوعية عندما تتوقع أحد أكبر الفرق، والشهرية في مكان آخر).

ملاحظة: مورين الدراسات السلوكية تعتمد إلى حد كبير الجنس/العمر/سلالة، وذلك من الضروري جمع النقاط في الوقت المناسب وأن تظل متسقة عبر المجموعات التجريبية. تؤثر العوامل البيئية (مثل الروائح، والضوضاء، ودرجة الحرارة، والرطوبة الإضاءة، إلخ) إلى حد كبير السلوك والقلق في الفئران. في محاولة للحد من هذه العوامل البيئية قدر الإمكان.

1-فتح مجال الاختبار

ملاحظة: قبل اختبار سلوكية، ينبغي أن تعود الحيوانات إلى غرفة حيث اختبار أن يعقد لمدة 10-15 دقيقة قبل البداية الاختبار. تأكد من أن معدات الوقاية الشخصية المناسبة وكل مرفق المحلية يتم اتباع المبادئ التوجيهية الخاصة ببروتوكولات اختبار سلوكية.

ملاحظة: لا يوجد تدريب قبل الاختبار.

  1. ضمان أن الكمبيوتر وبرنامج مكتب التجارة المشروعة، قيد التشغيل ومتصل بشكل صحيح إلى الكاميرا أو مربع فتح الحقل. انقر فوق البرنامج smartware، رمز حقل مفتوح، ومن "موافق". اختيار مصدر "المحول التناظري الرقمي" من خيارات الكاميرا. انقر فوق "كشف" وتأكد من أن مساحة حقل مفتوح كله هو متصور، وأن الأبعاد 30 سم × 30 سم.
    ملاحظة: تخطيط معدات قد تختلف تبعاً لضيق المساحة، ولكن ضمان أن الكمبيوتر وفتح الحقل الجهاز قريبة من بعضها البعض في غرفة مضاءة جيدا لالتقاط الفيديو الصحيح.
  2. انقر فوق "معايرة"، "لقطة"، ثم "موافق" للتأكد من أن يتم اكتشاف الماوس داخل حدود حقل مفتوح. انقر فوق "وقت" قبل تعيين مقدار الوقت لاختبار الفئران؛ وفي هذه الحالة، قم بتعيين مدة 5 دقائق.
  3. أدخل المواضيع بالنقر على أيقونة "المواضيع". انقر فوق "جدولة" وتسليط الضوء على اختبار جميع المواضيع وثم انقر فوق السهم الأخضر المزدوج و "مرحلة واحدة، ودورة واحدة؛" هذا سيجلب في جميع المواضيع من أجل البدء في جمع البيانات.
  4. ضع ماوس في وسط فتح الحقل وانقر على رمز "ابدأ" لمطالبة البرنامج لبدء التسجيل. اختبار الماوس واحد فقط في كل مرة.
  5. بمجرد اكتمال مدة 5 دقائق، سوف ينتقل البرنامج تلقائياً إلى الموضوع التالي. وفي هذه الحالة، إزالة الماوس التي أنهت الاختبار ووضع الموضوع التالي في حقل مفتوح. انقر فوق "ابدأ".
  6. مسح أسفل المعدات. كرر الخطوات من 1.3-1.4 لاختبار المواضيع المتبقية.
  7. من أجل تحليل البيانات مرة واحدة كل المواضيع التي مرت باختبار، انقر فوق الرمز "تحليل" في الأعلى اليمين من الشاشة. انقر فوق "تحليل" مرة أخرى ومن ثم "تقرير موجز". بشكل اختياري، تصدير البيانات إلى الناقل التسلسلي العام.

2. مش اختبار

ملاحظة: المساحة السطحية والحجم مش على MT قد يؤثر على الأداء. على MT، إذا كان ماوس يسقط داخل 10 الأولى تشير s أثناء وقت جمع 2 أولاً، أنها سوف توضع مرة أخرى على الشبكة مباشرة لمحاولة ثانية. وكانت الشبكة المستخدمة هنا شبكات سلكية، مع ثقوب الشبكة حوالي 1.5 ملم في القطر.

ملاحظة: تشغيل هذه الاختبارات في نفس الوقت من اليوم يوصي، نظراً للمعلمات الفسيولوجية والبيوكيميائية تتقلب طوال اليوم. وزن الجسم قد تؤثر على الأداء في هذا الاختبار ويجب أن تؤخذ في الاعتبار.

  1. ضع ماوس في وسط شبكة وعكس سم مش على الأقل 20 أعلاه حاوية واضحة. متى مقلوب، بدء تشغيل جهاز ضبط الوقت.
  2. الوقت وسجل وقت الكمون في الانخفاض. إذا كان الماوس لا تقع ضمن 60 s، تعطيه درجة من 60 ثانية والسلوك لا مزيد من المحاكمات. تسمح الماوس للراحة لمدة 5 دقائق على الأقل. هذه هي نهاية المحاكمة 1.
  3. مسح أسفل المعدات وأثناء فترة المحاكمة بين 5-دقيقة، اختبار ماوس ثانية، إذا لزم الأمر. كرر الخطوتين 2.1-2.2 للمحاكمات 2 و 3 إذا لزم الأمر (ما دام لا نقاط الماوس 60 s، فإنه ينبغي أن يخضع لثلاث محاكمات).

3-روتارود الاختبار

ملاحظة: المياه السطحية وقطر قضيب على RT قد يؤثر على الأداء. على RT، إذا كان ماوس يسقط داخل 10 الأولى s خلال النقاط الأولى التي وقت جمع 2، وضعه مرة أخرى على قضيب فورا لمحاولة ثانية.

ملاحظة: تشغيل هذه الاختبارات في نفس الوقت من اليوم يوصي، نظراً للمعلمات الفسيولوجية والبيوكيميائية تتقلب طوال اليوم. وزن الجسم قد تؤثر على الأداء في هذا الاختبار ويجب أن تؤخذ في الاعتبار.

  1. قم بتشغيل روتارود معاهدات الهنود والكمبيوتر. التأكد من أن أنها موصولة بشكل صحيح لتسجيل البيانات.
  2. تأكد من أن البرنامج يستخدم البروتوكول المعجل. تعيين الطول المطلوب لاختبار روتارود إلى xxx (النطاق الصالح هو 000 من خلال 999)؛ وفي هذه الحالة، اضغط 300 *. تعيين عدد الممرات التي ستستخدم ل xxx (النطاق الصالح هو 001 من خلال 005)؛ وفي هذه الحالة، اضغط 005 *. تعيين سرعة البدء بدوره بالدقيقة الثلاثون (أدخل 3005 للاجتماعات التحضيرية 5 النطاق الصالح هو 001 من خلال 045)؛ وفي هذه الحالة، اضغط 004 *.
  3. ضبط السرعة القصوى لدورة بالدقيقة الثلاثون (أدخل 4,030 لدورة بالدقيقة 30 النطاق الصالح هو 001 من خلال 045)؛ وفي هذه الحالة، اضغط 040 *. تعيين سرعة المنحدر إلى xxx في s (أدخل 5,030 لمنحدر 30-s بسرعة قصوى؛ النطاق الصالح هو 000 من خلال 999)؛ وفي هذه الحالة اضغط 300 *. تعيين الوحدة إلى وضع الماوس (أدخل 6001 للماوس إلى الأمام و 6002 للماوس عكس)؛ وفي هذه الحالة، اضغط 6001 *.
  4. التأكد من أن جميع الممرات ممغنط متوازنة قبل بدء المحاكمة. ضع الماوس واحد في كل حارة روتارود.
  5. الصحافة ابدأ لبدء البرنامج. كما تقع الفئران، بإزالتها من هذه الممرات على الفور التأكد من أن أنها لا "رحلة" الممرات الأخرى.
  6. السماح للفئران للراحة لفترة تجريبية بين 10-دقيقة. هذه هي نهاية المحاكمة 1. أثناء الفاصل الزمني بين المحاكمة، يمسح أسفل المعدات والبدء في المحاكمة للمجموعة التالية من الفئران.
  7. كرر الخطوات 4-6 حسب الضرورة. إذا كان ماوس يبقى على روتارود للمحاكمة الكاملة 5-دقيقة، لا تجارب إضافية مطلوبة من أجل أن الماوس.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

وقد تخضع الحيوانات دراسة نموذج اختبار سلوكية أسبوعيا أو شهريا لاستيعاب النقاط الزمنية الضرورية اللازمة للتحليل. انظر الشكل 1 للحصول على أمثلة حول توقيت اختبار سلوكية. في تمثيلية البيانات الواردة أدناه، مأخوذة من أوسمون وآخرون. (2016)، وخضع الفئران بطارية اختبار سلوكية شهريا، ابتداء من 12 أسبوعا عمر، حتى على نقطة النهاية إنسانية حوالي 40 أسبوعا عمر. توقيت اختبار سلوكية ضروري في بعض الأحيان لتجربة، ولا سيما عندما يتراوح البقاء غير المعالجة مقابل الحيوانات المعالجة ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

لكافة الاختبارات، تنظيف وتطهير السطح للتقليل من contagions و distractors على الفئران. أيضا، التأكد من أن الفئران تختبره نظراً لفترات الراحة الكافية بين المحاكمات والسلوكية عند استخدام مكتب التجارة المشروعة، اختطار نسبي، وجبل

في مكتب التجارة المشروعة، من الأهمية بمكان أن يتم وضع كل الماوس في وسط ميدان مفتوح، وهو بدء البرنامج عند الإفراج عن الماوس داخل المركز. ومن المؤكد أن هناك حركات اليد لا يجوز تسجيل أجهزة الاستشعار عند بدء تشغيل البرنامج.

للنقل المتعدد الوسائط، من...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

شكر وتقدير

نود أن نشكر مؤسسة أكادمية أمل جديد لدعمهم المتواصل وتمويل ابحاثنا. ونود أيضا أن نشكر المجلس على دعم مالي جزئي لهذا العمل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
IITC علوم الحياة روتارود مع برامج الحوسبة من السلسلة 8  IITC علوم الحياة755
مربع حقل مفتوح 45 × 45 × 40 سم (لون رمادي). لون الأرضية الأخرى المتاحة: أبيض ، أسود.هارفارد أباراتوس (PanLab)760190
  الحقل المفتوح وحدة التكوين مسبقاهارفارد أباراتوس (PanLab)760688
برامج Smart V3.0  هارفارد أباراتوس (PanLab)760681
محول الفيديو (تناظري / رقمي)هارفارد أباراتوس (PanLab)760262
تثبيت السقف للكاميراهارفارد أباراتوس (PanLab)760277
وعدسة سوني التناظرية NTSCهارفارد أباراتوس (PanLab)760505
منصة نظام كاميرا

المراجع

  1. Osmon, K. J., et al. Systemic Gene Transfer of a Hexosaminidase Variant Using an scAAV9.47 Vector Corrects GM2 Gangliosidosis in Sandhoff Mice. Human Gene Therapy. 27 (7), 497-508 (2016).
  2. Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide. Nature Reviews, Neuroscience. 10, 519-529 (2009).
  3. Ma, M., Basso, D. M., Walters, P., Stokes, B. T., Moser, P. Behavioural and histological outcomes following graded spinal cord contusion injury in the C57Bl/6 mouse. Exp. Neurol. 169, 239-254 (2001).
  4. Menalled, L. B., et al. Early motor dysfunction and striosomal distribution of huntingtin microaggregates in Huntington's disease knock-in mice. J.Neurosci. 22, 8266-8276 (2002).
  5. Grusser, C., Grusser-Cornehls, U. Improvement in motor performance of Weaver mutant mice following lesion of the cerebellum. Behav. Brain Res. 97, 189-194 (1998).
  6. De Leonibus, E., et al. Spatial deficits in a mouse model of Parkinson's disease. Psychopharmacology (Berl). 194, 517-525 (2007).
  7. Morris, M., Koyama, A., Masliah, E., Mucke, L. Tau Reduction Does Not Prevent Motor Deficits in Two Mouse Models of Parkinson's Disease. PLoS ONE. 6 (12), 1-7 (2011).
  8. Abo-ouf, A., et al. Deletion of tumour necrosis factor-α ameliorates neurodegeneration in Sandhoff disease mice. Human Molecular Genetics. , 1-16 (2013).
  9. Dumont, M. Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neurodegeneration. Neurodegeneration : Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology. 793, 229-237 (2011).
  10. Cabe, P. A., Tilson, H. A., Mitchell, C. L., Dennis, R. A simple recording grip strength device. Pharmacol. Biochem. 8, 101-102 (1978).
  11. Barnēoud, P., Loliver, J., Sanger, D., Moser, P. Quantitative motor assessment in FALS mice: a longitudinal study. Neuroreport. 8, 2861-2865 (1997).
  12. Lui, Y., et al. Mouse model of GM2 activator deficiency manifests cerebellar pathology and motor impairment. Proc. Natl. Acad. Sci. 94, 8133-8143 (1997).
  13. Sango, K., et al. Mouse models of Tay-Sachs and Sandhoff diseases differ in neurologic phenotype and ganglioside metabolism. Nature Genetics. 11 (2), 170-176 (1995).
  14. Jones, B. J., Roberts, D. J. A rotarod suitable for quantitative measurements of motor inco-ordination in naïve mice. Nauyn-Schmiedebergs Arch. Pharmacol. 259 (2), 211(1968).
  15. Deacon, R. M. J. Measuring the Strength of Mice. Journal of Visualized Experiments JoVE. (76), (2013).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة