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

يوضح هذا الفيديو إجراءً لقياس ضعف البراعة الحركية الأربعة أثناء التعامل مع الطعام. في القوارض، يتم تعريض كل حيوان لأطوال قصيرة من المعكرونة غير المطبوخة، أولاً في القفص المنزلي، ثم في بيئة الاختبار. وفي بيئة الاختبار، يتم تسجيل حركات الـ fopo الخاصة بالحيوان بالفيديو. وأثناء تناول المعكرونة، يتم تحديد التعديلات التي تمت في كل fopo وحسابها أثناء تشغيل الفيديو بالحركة البطيئة.

يتم تحديد سلوكيات المناولة غير النمطية أثناء تحليل الفيديو. وتظهر النتائج المحددة تغيرات في أربعة جوانب من ضعف البراعة بعد تلف الدماغ أو أثناء الشيخوخة، وذلك من خلال قياس الحركات المستخدمة في التعامل مع الطعام أثناء الأكل. مرحباً، أنا كيلي تينيت من مختبر تيريزا جونز في قسم علم النفس بجامعة تكساس في أوستن، وأنا RNAi أيضاً من مختبر جونز.

سنعرض لكم اليوم إجراءات اختبار التعامل مع المعكرونة (Vermicelli Handling Test) في الجرذان واختبار التعامل مع أقراص الطعام (CAPI handling test) في الفئران. نستخدم هذه الإجراءات في مختبرنا لدراسة كيف تتغير مهارات البراعة اليدوية (Dexter's four P) أثناء التعامل مع الطعام بعد حدوث تلف في الدماغ أو أثناء الشيخوخة. لذا، فلنبدأ.

لتحضير قطع المعكرونة للاختبار، استخدم قلم تحديد دقيق السن لتعليم شعيرية من العلامات التجارية DeCheco وCAPI وSkinner عند فواصل محددة باستخدام قالب من الورق المقوى. بالنسبة لـ capal، استخدم زيادات قدرها 0.86 centimeter، وبالنسبة للشعيرية استخدم زيادات قدرها 1.75 centimeter. يسهل ذلك عملية تصور حركة خيط المعكرونة.

أثناء عملية التقطيع، استخدم شفرة حلاقة لقص المعكرونة (capi) إلى أطوال تبلغ 2.6 centimeter لاستخدامها مع الفئران، وبالنسبة للجرذان، يتم قص المعكرونة (vermicelli) إلى أطوال تبلغ سبعة centimeter. ونظراً لاختلاف الملمس والقطر بين العلامات التجارية للمعكرونة، مما قد يؤثر على طريقة التعامل معها، يوصى باستخدام مصدر واحد للمعكرونة عند تكرار الاختبارات للتغلب على استجابات رهاب الأشياء الجديدة (neophobic responses) وإكساب الحيوانات مهارة التعامل معها؛ لذا، قم بتعريض الحيوانات لقطع المعكرونة في أقفاصها المنزلية في الأسابيع التي تسبق الاختبار. وتعتبر فترة تعريض تتراوح من خمسة إلى 10 أيام، بمعدل أربع قطع تقريباً لكل حيوان في كل مرة، كافية لهذا الغرض.

حتى الحيوانات التي اعتادت على البيئة قد تصبح مترددة في الأكل أمام الكاميرا. لهذا السبب، ضع الكاميرا أمام منطقة الاختبار خلال جلسة واحدة أو أكثر من جلسات التعود. وبمجرد تعريض الحيوانات لقطع المعكرونة، ضعها في بيئة الاختبار وعودها على الأكل هناك.

بشكل عام، تأكل الحيوانات المعكرونة بسهولة في هذه البيئة. بعد إتمام ثلاث إلى خمس جلسات تناول طعام مع اكتمال التحضيرات، دعونا نرى كيفية إجراء تجارب التعامل مع المعكرونة في الجرذان والفئران. تتكون جلسات الاختبار من تجارب متتالية يتم فيها تناول قطعة واحدة من المعكرونة في كل تجربة.

تتكون الجلسة عادةً من أربع إلى خمس محاولات لكل جرذ وثلاث إلى أربع محاولات لكل فأر. عادةً ما تجلس الجرذان في وضع قائم على أوراكها لتناول المعكرونة، مما يجعل حركات السحب أكثر وضوحاً عند المشاهدة. أما الفئران، فتميل إلى الانحناء للأمام والإمساك بالمعكرونة بزاوية معينة، وذلك عند وضع الكاميرا على مستوى أرضية الغرفة تقريباً مع توجيهها بزاوية طفيفة للأعلى.

وبالتالي، يتم وضع غرفة اختبار ذات أرضية مفتوحة فوق مرآة. وتوضع الكاميرا في مستوى أعلى قليلاً من الأرضية، مع توجيهها بزاوية نحو الأسفل للتركيز على انعكاس القوائم في المرآة. وقبل البدء في تصوير الفيديو، ضع قطعة من المعكرونة داخل غرفة الاختبار.

لبدء عملية الأكل ونقل الحيوان إلى مجال رؤية الكاميرا المناسب، يجب أن يكون الحيوان مواجهاً للكاميرا مع ضبط تقريب الكاميرا بدرجة كافية تتراوح بين 10 إلى 12 x. ومن أجل رصد التعديلات المنفصلة في القوائم الأربعة وجميع الأصابع، يجب أن تكون مفاصل القوائم ظاهرة بمجرد أن يبدأ الحيوان والكاميرا والوضعية التجربة الأولى، أو عند تدلي قطعة من المعكرونة مباشرة أمام الحيوان وبدء التسجيل. وقبل بدء الأكل، يكون صوت كل قضمة من قطعة المعكرونة مسموعاً.

لذا، فإن التسجيل الصوتي مفيد للتحقق من عملية الأكل. استمر في إجراء التجارب المتبقية. وبالمثل، يفضل تقليل التأخير بين التجارب لضمان عدم ابتعاد الحيوانات عن وضع الرؤية الأمثل.

سنرى الآن كيفية إجراء تحليل فيديو كمي لأربعة تعديلات سيئة ووقت الأكل. يمثل تحليل التعديلات الأربع السيئة أثناء الأكل مقياساً كمياً بسيطاً يتسم بالحساسية تجاه الاختلالات الجانبية بعد إصابة الجهاز العصبي المركزي في الجرذان والتغيرات المرتبطة بالعمر في الفئران. خلال التحليل، يتم إبطاء تشغيل الفيديو إلى حوالي 50% من الوقت الفعلي، أو يتم استخدام التقدم إطاراً بإطار حسب الحاجة لتحديد التعديلات. يبدأ الجزء الكمي من التجربة عند وضع قطعة العجينة الأولى في الفم، وينتهي عند تحرير آخر قطعة من العجينة من المسام واختفائها داخل الفم.

يتم احتساب التعديل في كل مرة ينفصل فيها المسام عن القطعة السابقة ثم يعود للاتصال بها. وعندما يحدث إعادة تشكيل لثبات المسام، أو عند حدوث بسط أو ثني أو تبيعد، أو تبعيد للأصابع، يتم تسجيل كل تعديل بشكل منفصل للمسام الأيسر والأيمن. ولا تُحتسب التعديلات عندما ينزلق المسام عبر القطعة الرئيسية دون تحريك للأصابع أو إعادة تموضع لمقبض اليد.

كذلك لا يتم احتساب تحركات الجزء الفقير عندما لا يكون ملامساً لقطعة العجينة. ويتم تسجيل وقت الأكل لكل تجربة بدءاً من لحظة البدء وانتهاءً عند اختفاء العجينة داخل الفم. وفي حال توقف الحيوان عن الأكل مع استمراره في الإمساك بالقطعة، يتم طرح وقت التوقف من الوقت الإجمالي أو تُستبعد التجربة من التحليل.

إذا حُجبت رؤية التوقف خلال أي جزء من عملية الأكل، أو إذا قام الحيوان بكسر القطعة (لأن القطع الأصغر تغير أنماط التعامل)، فقد تسقط المعكرونة من الفئران أحياناً أثناء الأكل، ثم تلتقطها وتستأنف الأكل بعد فترة توقف قصيرة. وقد يعود ذلك إلى التشتت أو الشبع الجزئي. في حال استئناف الأكل بسرعة، فإننا لا نستبعد هذه التجارب، ولكن نطرح الوقت الذي استغرقه سقوط القطع من إجمالي وقت الأكل.

تتمثل القياسات التي يتم الحصول عليها من تحليل الفيديو في متوسط عدد التعديلات لكل ثقب، ولكل قطعة، ومتوسط وقت الأكل لكل قطعة، ومعدل التعديلات. دعونا الآن نلقي نظرة على بعض أنماط المناولة غير النمطية. يمكن لأنماط المناولة غير النمطية أن تميز بين الأنواع المختلفة من إصابات الجهاز العصبي المركزي وتكشف عن التغيرات المرتبطة بالعمر.

ويعد تسجيل هذه السلوكيات مفيداً كتحليل تكميلي. تبدأ الحيوانات السليمة عادةً في الأكل بوضع إحدى أطراف المعكرونة في الأسفل والطرف الآخر بالقرب من الفم. وعادةً ما تتخذ الـ POS نفس الوضعيات في جميع التجارب.

في سلوك غير نمطي، قد يبدل الحيوان وضعيتي الطرفين. وفي منتصف عملية الأكل لدى الحيوانات السليمة، تتحرك المسام إلى وضعيات أكثر تماثلاً جنباً إلى جنب أو مع تداخل الأصابع عندما تكون القطعة قصيرة جداً. أما بعض الحيوانات المصابة بإصابات في الجهاز العصبي المركزي، فسوف تخفق في القيام بذلك، وبدلاً من ذلك ستضع الأقطاب معاً في قبضة متماثلة عندما تكون القطع المارة طويلة.

هناك سلوكان غير نمطيين إضافيان لدى الجرذان والفئران، وهما عدم ملامسة قطعة الباستا لإحدى الفتحات لفترة طويلة أثناء الأكل، واستخدام الفم لسحب الباستا عبر الفتحات لإعادة وضعها. تُعتبر بعض السلوكيات غير نمطية بالنسبة للجرذان ولكنها نمطية للفئران، مثل وضعية الانحناء وإسقاط الباستا بعد بدء الأكل. ومع ذلك، قد يزداد تكرار الإسقاط لدى الفئران بعد تلف الجهاز العصبي المركزي (CNS)، لذا من المفيد تسجيل تكرار الإسقاط في كلا النوعين.

غالبًا ما تقوم الفئران المسنة بإجراء تعديلات لا تؤدي إلى دفع المعكرونة للأمام. ويتم احتساب ذلك في كل مرة يفشل فيها التعديل بوضوح في إحداث حركة ملموسة للمعكرونة باتجاه الفم. سنعرض الآن بعض النتائج من اختبارات المناولة.

تشير التحليلات التي أُجريت على جرذان مصابة بآفات في القشرة الحسية الحركية إلى أن الحيوانات تقوم بتعديلات أقل عند السحب بالطرف المقابل للإصابة مقارنة بالطرف المماثل لها. ويؤدي انسداد الشريان الدماغي الأوسط أحادي الجانب إلى انخفاض في التعديلات التي يقوم بها الطرف المقابل، وزيادة في سلوكيات المناولة غير النمطية. وتظهر تحليلات الفيديو للفئران أن الحيوانات المسنة تستغرق وقتاً أطول في تناول قطع المعكرونة، وتقوم بمزيد من التعديلات التي لا تؤدي إلى دفع المعكرونة نحو الفم مقارنة بالفئران البالغة الصغيرة.

لقد عرضنا لكم للتو كيفية قياس سلوكيات التعامل مع المعكرونة لدى الجرذان والفئران. عند تنفيذ هذا الإجراء، من المهم تذكر التحقق من الموثوقية بين المقيمين لضمان تحديد تعديلات المعكرونة بدقة. هذا كل شيء.

شكرًا للمشاهدة، مع تمنياتنا لكم بالتوفيق في تجاربكم.