تعويضية الاطراف استخدام والتقييم السلوكي للسيارات مهارة التعلم بعد حسي حركي إصابة اللحاء في نموذج الفأر من السكتة الدماغية
يوليو 10, 2014
شائعة بشكل متزايد في دراسات علم الأعصاب السلوكي. مع تقدم النماذج ، من المهم تطوير تدابير سلوكية حساسة خاصة بالماوس. يصف هذا البروتوكول مهمة الوصول إلى مصفوفة المعكرونة ، وهي مهمة حركية ماهرة للاستخدام في نماذج الفئران للسكتة الدماغية.
الهدف العام من هذا الإجراء هو تقييم الآثار السلوكية لاستخدام الأطراف التعويضية ونموذج الفأر للسكتة الدماغية. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحديد الطرف المفضل أولا عن طريق السماح للفئران بالوصول إلى أي من الطرفين أثناء إجراءات التشكيل. الخطوة الثانية هي إنشاء المهارة الحركية من خلال تدريب الطرف المفضل فقط على مهمة الوصول إلى مصفوفة المعكرونة.
يتم تدريس استخدام الأطراف التعويضية التالية عن طريق تدريب الفئران على استخدام الطرف الأقل تضررا في مصفوفة المعكرونة. الوصول إلى المهمة التي تبدأ بعد أربعة أيام من إصابة إقفارية أحادية الجانب مقابل الطرف المفضل للوصول إلى الطرف. الخطوة الأخيرة هي تقييم تأثير تدريب الأطراف الأقل تضررا على النتيجة الوظيفية للطرف المصاب بالسكتة الدماغية.
في النهاية ، يتجلى ضعف النتائج الوظيفية للطرف المصاب من خلال انخفاض عدد عمليات الوصول الناجحة على مدى عدة أيام من الاختبار. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في أبحاث السكتة الدماغية الأساسية ، بما في ذلك الآثار المترتبة على التدخلات السلوكية على النتائج الوظيفية. بشكل عام ، سيكافح الأفراد الجدد في هذه الطريقة بسبب الوقت والمرضى الذين يستغرقون لتعليم الفئران هذه المهمة عالية المهارة.
الفائدة هي أن حساسية هذا الاختبار تتجاوز حساسية الاختبارات الحركية الحسية الأخرى. في الفئران. ابدأ الإجراء بتقطيع قطع معكرونة CAPI غير المطبوخة باستخدام شفرة حلاقة.
بعد ذلك ، ضع قطع المعكرونة في مصفوفة المعكرونة. اعتاد الفأر على غرفة الاختبار لمدة ثلاث جلسات من خمس إلى 10 دقائق لكل منها مع وضع مصفوفة معكرونة كاملة في المقدمة وعدة قطع من المعكرونة في الأسفل لتناول الطعام لتشكيل الوصول إليها. ضع الفأر في غرفة الاختبار مع مصفوفة معكرونة كاملة أمامه ، كما هو الحال في التدريب على السكن.
سجل عدد الوصولات مع كل طرف وحدد عدد الوصولات بالطرف الأيمن والأيسر. شكل منفصل. حدد الوصول على أنه امتداد أحد الأطراف من خلال فتحة الوصول ، بحيث يكسر الرسغ مستوى الغرفة ، مما يجعل الكفوف الأربعة مرئية خارج الغرفة. ليس من الضروري أن يتم توجيه الوصول نحو المعكرونة أو ملامسها أثناء جلسات التشكيل.
حدد الماوس بحد أقصى 10 مرات أو 10 دقائق من الوقت في الغرفة ، أيهما يحدث. أولا ، لتشجيع الماوس على الوصول. امسك عدة قطع من المعكرونة داخل الحجرة مباشرة من خلال فتحة الوصول.
ارسم قطع المعكرونة للخارج عندما يبدي الفأر اهتماما ، مثل الاستنشاق أو العض ، وبالتالي تشجيعها على الوصول إلى قطع المعكرونة المنسحبة. إذا لم تبد الفئران اهتماما بالمعكرونة الجافة ، فما هي نصائح قطع المعكرونة في كوب صغير من الماء الدافئ لجعلها أكثر قبولا. تستخدم جلسات التشكيل أيضا لتحديد تفضيل الأطراف.
عندما يظهر الفأر ما لا يقل عن 70٪ من وصوله اليومي بطرف واحد ، يتم تعريف هذا الطرف الأربعة على أنه الطرف المفضل. ضع الماوس في غرفة الاختبار مع نصف مصفوفة كاملة في المقدمة. درب الفأر على الوصول فقط بطرفه المفضل عن طريق ملء علامة المصفوفة المقابلة للطرف المفضل فقط.
خلال هذه المرحلة من التدريب ، اترك جزء المصفوفة المقابل للطرف الأقل تضررا شاغرا من أجل تثبيط محاولات الوصول بهذا الطرف. قم بتطبيق مرة واحدة يوميا أو 15 دقيقة أو 100 جلسة تدريبية لمساعدة الفأر على تعلم كيفية استهداف قطع المعكرونة وكسرها بنجاح. أثناء الجلسات التدريبية المبكرة ، ضع قدرا صغيرا من الضغط على قطع المعكرونة أثناء وجودها في المصفوفة عن طريق الإمساك بقطعة معكرونة أخرى برفق ، خلفها وعمودية مع هدف الوصول المقصود.
تساعد هذه الكمية الصغيرة من الدعم على تثبيت المعكرونة الرقيقة ويسهل على الفأر الإمساك بها. تتطلب عمليات الوصول الناجحة وصول الماوس من خلال الفتحة. أحضر قطعة من المعكرونة ، وكسر قطعة المعكرونة وقم بإزالتها من المصفوفة.
سجل العدد الإجمالي للتصل إلى 100 كحد أقصى ، وعدد وموقع قطع المعكرونة المكسورة بنجاح. في هذا الإجراء. تدريب الطرف الأقل تضررا بدءا من أربعة أيام بعد الإهانة الإقفارية للقشرة الحركية المقابلة للطرف المفضل للوصول إلى الطرف المفضل.
تماما كما هو الحال مع التدريب قبل الجراحة ، قم بإجراء دورة تدريبية مرة واحدة يوميا أو 15 دقيقة أو 100 جلسة تدريبية. قم بإزالة العمود الأول من المعكرونة للأسبوع الأول من تدريب الأطراف الأقل تضررا. للتأكد من عدم نجاح محاولات الوصول المبكر مع الطرف المصاب ، ضع الفأر في غرفة الوصول مع المصفوفة نصف المملوءة في المقدمة.
تأكد من أن النصف المملوء من المصفوفة معاكس للنصف المملوء قبل الجراحة ، مما سيجبر الفأر على الوصول الآن بطرف أقل تضررا. شجع على الوصول إلى الطرف الأقل تضررا عن طريق تعزيز امتداد هذا الطرف من خلال فتحة الوصول للقيام بذلك. عندما يمتد الفأر الطرف الأقل تضررا في الأيام القليلة الأولى من التدريب ، ضع قطعة صغيرة من المعكرونة على أرضية غرفة الوصول.
بغض النظر عما إذا كان الوصول ناجحا أم لا ، احسب فقط تلك التي تم إجراؤها بالطرف الأقل تضررا باتجاه إجمالي 100 وصول. لا تحسب المحاولات الخفية مع الطرف المصاب في العدد الإجمالي للوصول. ثم أعد العمود الرأسي الأكثر وسطا من المعكرونة إلى المصفوفة بعد الأيام السبعة الأولى من تدريب الأطراف الأقل تضررا ، وسجل العدد الإجمالي للوصولات وعدد وموقع قطع المعكرونة المكسورة بنجاح لتحديد تأثير الاستخدام التعويضي للطرف الأقل تضررا على التعافي الوظيفي للطرف المصاب بالسكتة الدماغية.
اختبر أداء الطرف المصاب على PMRT. بعد تدريب الأطراف الأقل تضررا. ضع المصفوفة أمام الغرفة الموجهة بشكل مماثل لإجراءات التدريب قبل الجراحة.
سيؤدي ذلك إلى إجبار الفئران على الوصول الآن إلى سجل الأطراف المتأثرة بالسكتة الدماغية ، والعدد الإجمالي للوصولات وعدد وموقع قطع المعكرونة المكسورة بنجاح لمقارنتها بمستويات أداء ما قبل السكتة الدماغية. يظهر هنا أنماط الوصول التمثيلية مع الطرف المصاب من الفئران قبل وبعد الإهانة الإقفارية أحادية الجانب للقشرة الحركية الحسية المقابلة للطرف المفضل. يشير الجزء الأمامي إلى قطع المعكرونة الموجودة بشكل متزايد أمام الفأر بينما يشير الجانب إلى قطع المعكرونة الموجودة بشكل متزايد على جانب الفأر.
تظهرهنا تغييرات النمط التمثيلي للطرف المصاب على مدى أيام التدريب بعد الجراحة. يوضح هذا الرسم البياني مثالا تمثيليا لكيفية تأثير تدريب الأطراف الأقل تأثرا على أداء الطرف المصاب في تدريب PMRT للطرف الأقل تضررا لمدة 15 يوما بعد الإهانة الإقفارية أحادية الجانب للقشرة الحركية الحسية تضعف النتائج الوظيفية للطرف المصاب وتضعف التعافي الناجح أثناء محاولة هذا الإجراء. من المهم أن تتذكر تجنب الإفراط في تدريب الفئران أثناء مرحلة التشكيل عن طريق السماح لها بالوصول عدة مرات.
خلاف ذلك ، لن يعكس منحنى التعلم بدقة المرحلة المبكرة من التعلم في هذا الاختبار. باتباع هذا الإجراء. يمكن استخدام طرق أخرى ، بما في ذلك الكيمياء المناعية ، ورسم الخرائط القشرية ، والتصوير في الجسم الحي للتحقيق في أسئلة أخرى تتعلق بتأثير التدخلات السلوكية على علم التشريح العصبي.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
المراجع
يحدد هذا البروتوكول مهمة توصيل مصفوفة المعكرونة، وهي مهمة حركية ماهرة مصممة لنماذج الفئران المصابة بالسكتة الدماغية. ويهدف إلى تقييم التأثيرات السلوكية لاستخدام الطرف التعويضي بعد الإصابة الإقفارية الأحادية.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلوم
- علم الأعصاب السلوكي
- نماذج السكتة الدماغية
- تقييم المهارة الحركية
الخلفية
- نماذج الفئران ضرورية في أبحاث علم الأعصاب السلوكي.
- تطوير مقاييس سلوكية حساسة أمر بالغ الأهمية للتقييمات الدقيقة.
- تم تصميم مهمة توصيل مصفوفة المعكرونة خصيصًا للفئران.
- تقييم هذه المهمة لتأثيرات استخدام الأطراف بعد السكتة الدماغية.
هدف الدراسة
- لتحديد الطرف المستخدم في الوصول في الفئران.
- لتأسيس المهارات الحركية باستخدام الطرف المفضل.
- لتعليم استخدام الطرف التعويضي على مصفوفة المعكرونة.
الطرق المستخدمة
- إجراءات التشكيل لتحديد الطرف المستخدم في الوصول.
- تدريب الطرف المفضل على مهمة توصيل مصفوفة المعكرونة.
- تدريب الطرف الأقل تأثراً بعد السكتة الدماغية.
- تقييم النتائج الوظيفية للطرف المصاب بالسكتة الدماغية.
النتائج الرئيسية
- يمكن لتدريب الطرف التعويضي التأثير على نتائج التعافي.
- توفر المقاييس السلوكية رؤى حول الوظيفة الحركية بعد السكتة الدماغية.
- يسمح البروتوكول بتقييم مفصل لاستخدام الأطراف.
الاستنتاجات
- إن مهمة توصيل مصفوفة المعكرونة فعالة في دراسة التعافي من السكتة الدماغية.
- فهم استخدام الأطراف يمكن أن يفيد استراتيجيات إعادة التأهيل.
- تعتبر نماذج الفئران قيمة لاستكشاف علم الأعصاب السلوكي.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
This protocol provides a sensitive behavioral assay for evaluating motor skill learning and compensatory limb use in preclinical stroke models. It enables researchers to quantify functional outcomes and assess the impact of rehabilitative training strategies on recovery trajectories. The approach supports target validation and mechanistic de-risking in neurotherapeutic development by linking behavioral interventions to motor function recovery.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses regarding limb-specific motor recovery post-injury.
- Operational Value: Supports functional target validation through quantitative measurement of skilled reaching behavior.
- Predictive Value: Facilitates preclinical model selection by identifying compounds that modulate compensatory use and promote true functional restoration.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates standardized, quantifiable output data on successful reaches and limb preference for compound screening.
- Reproducibility: Offers a low-cost, scalable platform for longitudinal assessment of motor skill acquisition and degradation.
- Screening Utility: Enables reliable evaluation of pharmacological or rehabilitative interventions on motor recovery in disease-relevant systems.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Models human clinical phenomena such as learned non-use and compensatory strategies following upper extremity injury.
- Mechanistic De-risking: Permits exploration of neural mechanisms supporting behavioral recovery when combined with neuroanatomical tools.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions by revealing whether interventions promote genuine recovery or maladaptive compensation.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from early target validation through preclinical efficacy testing, enabling iterative assessment of motor function across study phases.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on neural circuits involved in motor skill learning and limb use preference following cortical injury.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative readouts on reaching success and error patterns to compare experimental conditions.
- Analytics: Provides longitudinal data on reach frequency, success rate, and spatial distribution to enable statistical comparison across groups.
- Translational Research: Connects behavioral outcomes to preclinical validity by modeling human-like compensatory strategies post-stroke.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable behavioral platform applicable across multiple neurotherapeutic programs and injury models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in motor recovery assays by reducing ambiguity between true restoration and compensatory behavior.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility across laboratories through clearly defined reaching criteria and training parameters.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by identifying ineffective interventions early, reducing late-stage failure due to lack of true functional recovery.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of candidates based on their ability to promote authentic motor restoration rather than behavioral substitution.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent handling, behavioral neuroscience, and skilled motor task training.
- Dependent on consistent apparatus setup, including pasta matrix preparation and reaching aperture calibration.
- Necessitates cross-team standardization in defining reaches, scoring success, and managing training duration to avoid overtraining artifacts.
- Involves adaptation considerations when translating to different injury models or species, particularly in defining preferred limb use.
- Limited by the time-intensive nature of training, which may affect throughput in large-scale screening campaigns.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
1:30
Habituation and Shaping the Reach
3:10
Reaching Training
4:21
Less-affected Limb Training
5:51
Reaching Analysis of the Affected Limb
6:26
Results: Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke
7:19
Conclusion
