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

يوضح هذا الفيديو إجراءً لتقدير ضعف البراعة لدى أربعة من القوارض أثناء التعامل مع الطعام. في القوارض، يتم تعريض كل حيوان لقطع قصيرة من المعكرونة غير المطهية، 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 يتم إجراؤها باستخدام كل fopo وحصرها أثناء تشغيل الفيديو بالحركة البطيئة.

خلال تحليل الفيديو، يتم تحديد سلوكيات المناولة غير النمطية. وتظهر النتائج المحددة تغيرات في أربع مهارات حركية دقيقة ضعيفة بعد تلف الدماغ أو أثناء الشيخوخة، وذلك من خلال القياس الكمي للحركات 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 مناولة الفيرميشيلي (Vermicelli Handling Test) في الجرذان واختبار مناولة CAPI في الفئران. نستخدم هذه الإجراءات في مختبرنا لدراسة كيفية تغير مهارات البراعة اليدوية (Dexter's four P) أثناء مناولة الطعام، وذلك بعد إصابة الدماغ أو أثناء الشيخوخة. فلنبدأ الآن.

لتحضير قطع المعكرونة للاختبار، استخدم قلماً ذا سن رفيع للغاية لتمييز شعيرية من العلامة التجارية DeCheco، وCAPI، والعلامة التجارية Skinner على فترات 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 رؤية حركة خيط المعكرونة.

أثناء التحضير، استخدم شفرة حلاقة لتقطيع المعكرونة (capi) إلى أطوال تبلغ 2.6 centimeter لاستخدامها مع الفئران، وبالنسبة للجرذان، قطع شعيرية الفرميسيللي إلى أطوال تبلغ سبعة centimeter. نظرًا لاختلاف العلامات التجارية للمعكرونة في الملمس والقطر، مما قد يؤثر على طريقة التعامل، يُوصى باستخدام مصدر واحد للمعكرونة في الاختبارات المتكررة للتغلب على استجابات رهاب الأشياء الجديدة (neophobic responses) ولإكساب الحيوانات مهارة التعامل معها؛ حيث يتم تعريض الحيوانات لقطع المعكرونة في أقفاصها المنزلية في الأسابيع التي تسبق الاختبار. وتكفي فترة تعريض تتراوح من خمسة إلى 10 أيام، بمعدل أربع قطع تقريبًا لكل حيوان في كل مرة.

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

بشكل عام، تتناول الحيوانات المكرونة بسهولة في هذه البيئة. بعد إتمام ثلاث إلى خمس جلسات تناول طعام مع استكمال التحضيرات، دعونا نرى كيفية إجراء تجارب التعامل مع المكرونة في الجرذان والفئران. تتكون جلسات الاختبار من تجارب متتالية يتم فيها تناول قطعة مكرونة واحدة 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 رؤية عمليات السحب أكثر سهولة. أما الفئران، فعند وضع الكاميرا على مستوى أرضية الغرفة تقريبًا مع زاوية مائلة قليلاً للأعلى، فإنها تميل إلى الانحناء للأمام وإمساك المعكرونة بزاوية معينة.

وبذلك، يتم وضع غرفة اختبار ذات أرضية مفتوحة فوق مرآة. وتوضع الكاميرا في مستوى أعلى قليلاً من الأرضية وتُوجه بزاوية نحو الأسفل للتركيز على انعكاس القوائم في المرآة. وقبل البدء في تسجيل 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 بشكل كافٍ ليكون ما بين 10 إلى 12 x. ومن أجل رصد التعديلات المنفصلة في القوائم الأربع وجميع الأصابع، يجب أن تكون مفاصل كلتا القائمتين مرئية بمجرد أن يتخذ الحيوان والكاميرا الوضعية المناسبة لبدء أول تجربة إسقاط، أو يمكن تعليق قطعة من المعكرونة مباشرة أمام الحيوان والبدء في التسجيل. وقبل بدء عملية 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 وضعية الرؤية المثالية.

دعونا نرى الآن كيفية إجراء تحليل فيديو كمي لأربعة تعديلات سيئة ووقت الأكل. يعد تحليل التعديلات الأربعة السيئة أثناء الأكل مقياساً كمياً بسيطاً يتسم بالحساسية تجاه الاختلالات الجانبية بعد إصابة الجهاز العصبي المركزي في الجرذان والتغيرات المرتبطة بالعمر في الفئران. وأثناء التحليل، يتم إبطاء تشغيل الفيديو إلى 50% تقريباً من الوقت الفعلي، أو يتم استخدام التقدم إطاراً بإطار حسب الحاجة لتحديد التعديلات. يبدأ الجزء الذي يتم قياسه كمياً من التجربة عندما يتم وضع قطعة العجينة لأول مرة في الفم، وينتهي عندما يتم تحرير آخر جزء من العجينة من المسام ويختفي داخل الفم.

يتم احتساب التعديل في كل مرة ينفصل فيها المسام عن القطعة السابقة ثم يعاود الاتصال بها. وعندما يحدث إعادة تشكيل لمسكة المسام، أو عند حدوث بسط أو ثني أو تبعيد، أو تبعيد للأصابع، يتم تسجيل كل تعديل بشكل منفصل للمسام الأيمن والأيسر. ولا تُحتسب التعديلات عندما ينزلق المسام عبر القطعة الرئيسية دون أي حركة في الأصابع أو إعادة تموضع لمسكة اليد.

لا يتم احتساب حركات الحيوان عندما لا يكون في حالة تلامس مع قطعة العجينة. ويتم تسجيل وقت الأكل لكل محاولة، بدءاً من لحظة البدء وانتهاءً عند اختفاء قطعة العجينة داخل الفم. وفي حال توقف الحيوان عن الأكل مع استمراره في الإمساك بالقطعة، يتم طرح وقت التوقف من الوقت الإجمالي، أو تُستبعد المحاولة من التحليل.

إذا حُجبت رؤية التوقف خلال أي جزء من عملية الأكل، أو إذا كسر الحيوان القطعة، لأن القطع الأقصر تغير أنماط التعامل، فقد تسقط المعكرونة أحياناً من الفئران أثناء الأكل، ثم تلتقطها وتستأنف الأكل بعد فترة توقف قصيرة. قد يكون ذلك بسبب التشتت أو الشبع الجزئي. إذا استؤنف الأكل بسرعة، فإننا لا نستبعد هذه التجارب، ولكن نطرح الوقت الذي سقطت فيه القطع من إجمالي وقت الأكل.

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

ويُعد تسجيل هذه السلوكيات مفيداً كتحليل تكميلي. فعادةً ما تبدأ الحيوانات السليمة في الأكل بوضع أحد طرفي المعكرونة في الأسفل والطرف الآخر بالقرب من الفم. وعادةً ما يتخذ أفراد POS نفس الوضعيات في جميع التجارب.

في سلوك غير نمطي، قد يقوم الحيوان بتبديل 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 في الجهاز العصبي المركزي فستفشل في القيام بذلك، وبدلاً من ذلك ستضع الأقطاب معاً في قبضة متماثلة عندما تكون القطع الماضية طويلة.

هناك سلوكان غير نمطيين إضافيان لدى الجرذان والفئران، وهما عدم ملامسة قطعة المعكرونة بإحدى المسام لفترة طويلة أثناء الأكل، واستخدام الفم لسحب المعكرونة عبر المسام لإعادة ضبط موقعها. تُعد بعض السلوكيات غير نمطية بالنسبة للجرذان ولكنها نمطية بالنسبة للفئران، مثل وضعية التحدب وإسقاط المعكرونة بعد بدء الأكل. ومع ذلك، قد يزداد تكرار حالات الإسقاط لدى الفئران بعد تلف الجهاز العصبي المركزي (CNS)، لذا فمن المفيد تسجيل تكرار الإسقاط في كلا النوعين.

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

تشير التحليلات التي أجريت على جرذان تعاني من آفات في القشرة الحسية الحركية إلى أن الحيوانات تقوم بتعديلات أقل عند السحب بالطرف المقابل لموضع الآفة مقارنة بالطرف المماثل لها. يؤدي انسداد الشريان الدماغي المتوسط أحادي الجانب إلى انخفاض في التعديلات باستخدام الطرف المقابل وزيادة في سلوكيات التعامل غير النمطية. وتظهر تحليلات الفيديو للفئران أن الحيوانات المسنة تستغرق وقتاً أطول في تناول قطع المعكرونة وتقوم بتعديلات أكثر لا تؤدي إلى دفع المعكرونة نحو الفم مقارنة بالفئران البالغة الشابة.

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 للتأكد من تحديد تعديلات المعكرونة بدقة. هذا كل شيء.

شكراً للمشاهدة، مع تمنياتنا لكم بالتوفيق في تجاربكم.