ديسمبر 11, 2017
الحركة المعقدة في بيئات طبيعي تتطلب التنسيق الدقيق لأطرافه تشمل مناطق القشرة الجدارية. وصف بروتوكول التالية استخدام عكسها التعطيل الناجم عن التبريد لإثبات دور المنطقة الجدارية 5 في تجنب عقبة تسترشد الذاكرة في القط سيرا على الأقدام.
العام من استخدام التعطيلات الناجمة عن التبريد في هذه الدراسة هو تقييم المساهمات القشرية في ذاكرة العوائق في القطة التي تمشي. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال التحكم الحركي ، مثل ما إذا كانت القشرة الجدارية متورطة في تجنب العوائق الموجهة بالذاكرة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي القدرة على عكس إلغاء التنشيط.
هذا يسمح لكل بأن يكون بمثابة سيطرته الخاصة. للبدء ، قم ببناء الجهاز الموضح هنا كما هو موضح في بروتوكول النص المصاحب. بعد ذلك ، ضع على جهاز الاختبار أثناء ارتداء حزام الاختبار ، لتأقلم مع الإعداد.
يسمح اتجاه المقود هذا للحيوان بالسير على طول الجزء المركزي من الجهاز دون أي توتر ، وبالتالي تشجيع على البقاء داخل هذا الجزء من الجهاز. يعد وضع مثل هذه الحدود مفيدا عند العمل مع موضوع اختبار متحرك. ضع الطعام الطري على منصة الطعام ثم ضع على الممشى ، مما يسمح له بتناول الطعام من المنصة.
تأكد من أن مرتاح للتعامل معه ، بما في ذلك الحالات التي يجب فيها نقل إلى منطقة البداية في الممشى. من أجل تقييم ذاكرة العوائق البصرية ، ارفع العائق على الممر وضع المنصة على الجانب الآخر من العائق. ثم ضع في منطقة البداية من الممشى واسمح للحيوان بالاقتراب من الطعام ، وتجاوز العقبة بساقيه الأماميتين فقط من أجل تناول الطعام من المنصة.
مع استمرار في تناول الطعام ، قم بخفض العائق بحيث يصبح متدفقا مع الممشى لمنع أي مدخلات بصرية أو لمسية أخرى. بعد فترة تأخير متغيرة ، حرك الطعام للأمام مرة أخرى لتشجيع على استئناف المشي. قم أيضا بإجراء التجارب التي تكون فيها العقبة غائبة من أجل منع التعود على العقبة وتطوير استجابة التجنب المكتسبة.
راقب خطوة الساق الخلفية في التجارب الموجودة في العوائق والغياب عن العوائق للتحقق من السلوكيات الحركية النموذجية وذاكرة العوائق البصرية السليمة قبل التبريد. تأكد من أن يمكنه إزالة العقبة دون ملامسة وأن خطوة الأرجل الأربعة مرتفعة بشكل كبير في التجارب الحالية للعقبات مقارنة بالتجارب الغائبة عن العوائق. لتقييم ذاكرة العوائق اللمسية ، ابدأ بالتأكد من عدم رفع العائق على الممشى.
ثم ضع في بداية الممشى واتركه يمشي نحو منصة الطعام الموضوعة على الجانب البعيد من فتحة العائق. أثناء تناول الطعام ، ارفع العائق على الممشى أسفل طبق الطعام ، مما يمنع أي مدخلات بصرية للعائق. ثم حرك الطعام للأمام.
عندما يتم تحريك الطعام للأمام ، يجب على الاتصال بالعائق بساقيه الأمامية قبل أن يخطو فوقها. اسمح للحيوان بالاستمرار في تناول الطعام أثناء الوقوف على العقبة بين رجليه الأمامية والخلفية. خلال هذا الوقت ، قم بخفض العائق بحيث يصبح متدفقا مع الممر لمنع أي مدخلات بصرية أو لمسية أخرى.
بعد فترة تأخير متغيرة ، حرك الطعام للأمام مرة أخرى لتشجيع على استئناف المشي. في التجارب الغائبة عن العوائق اللمسية ، اجعل يقترب وتناول الطعام من منصة الطعام. ومع ذلك ، ارفع العائق وخفضه قبل تحريك الطعام إلى الأمام مع تأخير متغير.
إجراء التجارب التي تكون فيها العقبة غائبة ولا يحدث أي اتصال بالساق الأمامية ، لمنع التعود على وجود العقبة أو تطوير استجابة تجنب مكتسبة. لاحظ خطوة الساق الخلفية في التجارب الموجودة في العوائق والعقبات الغائبة للتحقق من السلوكيات الحركية الطبيعية وذاكرة العوائق السليمة قبل بدء التبريد القشري. لإلغاء تنشيط المناطق المنفصلة من الدماغ وتقييم مساهماتها في تجنب العوائق الموجهة بالذاكرة ، قم بزرع CryoLoops بشكل ثنائي على المنطقتين الخامسة والسابعة وفقا للإجراءات الجراحية التي تم الإبلاغ عنها سابقا كما هو موضح في بروتوكول النص المصاحب.
قبل الاختبار ، قم بإعداد دائرة التبريد عن طريق الجمع بين 200 مل من الميثانول و 500 سم مكعب من الثلج الجاف لتشكيل حمام جليدي. قم بتوصيل أنبوب السحب من خزان الميثانول بالمضخة. قم بتوصيل أنبوب التدفق الخارجي الذي يمتد إلى الحمام الجليدي بالجانب الآخر من المضخة.
قم بتوصيل نهايات الأنبوب بحلقة CryoLoop وهمية وتأكد من أن الأطراف تتلاءم بشكل مريح مع أنابيب المدخل والمخرج لإكمال دائرة التبريد. بعد ذلك ، قم بتوصيل قابس المزدوج الحراري بمقياس حرارة رقمي لمراقبة درجة الحرارة بشكل مستمر. تأكد من أن طول هذا الكبل والأنبوب كافيان للوصول إلى رأس عند توصيله.
ثم قم بتشغيل مضخة المكبس باستخدام المفتاح وتحقق من أن جميع التوصيلات محكمة ولا توجد تسريبات. تأكد من أن إعداد المضخة وطول الأنبوب داخل الحمام الجليدي وطول الأنابيب من الحمام الجليدي إلى الحلقات الوهمية هي الأمثل بحيث يمكن أن تصل درجة حرارة CryoLoop الوهمية إلى حالة مستقرة أقل من 5 درجات مئوية. بمجرد الرضا عن الإعداد الأولي ، قم بإيقاف تشغيل المضخة وإزالة CryoLoop الوهمية.
ضع على جهاز الاختبار واربط الحزام. ثم قم بتأمين الشريط وإرفاق المقود. بعد ذلك ، قم بإزالة الغطاء الواقي ل CryoLoop المزروع لكشف أنابيب المدخل والمخرج.
قم بتركيب نهايات الأنابيب بإحكام فوق أنابيب مدخل ومخرج CryoLoop ، وقم بتوصيل القابس الحراري بمقياس الحرارة الرقمي. ابدأ جلسة الاختبار بتجربة ذاكرة العوائق المرئية أو اللمسية. بعد الاختبار الأولي ، اتبع تجارب إضافية من جميع الأنواع الأربعة بطريقة عشوائية.
بعد ذلك ، قم بتشغيل مضخة المكبس وانتظر من دقيقة إلى دقيقتين حتى يصل CryoLoop إلى درجة حرارة ثلاث درجات مئوية. ثم قم بتشغيل مجموعة رائعة من التجارب. أثناء التجارب ، تأكد من الحفاظ على درجة حرارة CryoLoop حوالي ثلاث درجات مئوية.
ثم قم بإيقاف تشغيل مضخة المكبس وانتظر حتى يعود CryoLoop إلى درجة حرارته الأصلية. قم بتشغيل كتلة إعادة تسخين نهائية من التجارب بعد إيقاف تشغيل مضخة المكبس. عند الانتهاء من الاختبار السلوكي ، قم بإزالة الأنبوب من أنابيب المدخل والمخرج وتأكد من استبدال الأغطية الواقية.
كن على دراية بالميثانول المتبقي الذي قد يتساقط من نهايات الأنبوب وقد يهيج. قم بإزالة المقود والحزام ثم أعد إلى المستعمرة. أخيرا ، استخدم قاطع الأنبوب لتقليم نهايات الأنبوب لمنع تسرب التوصيلات في يوم الاختبار التالي.
عندما يتم تبريد المنطقة الخامسة من دماغ القطة بشكل ثنائي ، تم تخفيف خطوة الساق الخلفية بشكل كبير في تجارب العوائق الحالية لكل من الأرجل الخلفية الأمامية والخلفية. لم تتأثر ذروة ارتفاع الخطوة للساقين الأمامية في تجارب العوائق وجميع الأرجل في التجارب الغائبة عن العوائق بتعطيل المنطقة الخامسة. وبالمثل ، لم يختلف ارتفاع الخطوة الذروة لأي ساق في التجارب الموجودة على العوائق أو الغائبة عن الحالة الدافئة عندما تم تعطيل المنطقة السابعة.
بالمقارنة مع كل من الظروف الدافئة والمنطقة السابعة المبردة ، تم تقليل خلوص الخطوة في خطوة الساق الخلفية الرائدة وفي خطوة الساق الخلفية للمنطقة التي تم تبريدها بخمسة حالات. بالإضافة إلى ذلك ، تأثر مسار خطوة الساق الخلفية الخلفية بتعطيل المنطقة الخامسة حيث حدثت الذروة قبل العائق ، على عكس الخطوة في كل من الظروف الدافئة والمنطقة السابعة المبردة. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر مراقبة درجة حرارة حلقات التبريد طوال التجربة لضمان التعطيل المناسب.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية إلغاء تنشيط مناطق القشرة العكسية مع التبريد في يتصرف.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
تبحث هذه الدراسة في دور القشرة الجدارية في تجنب العوائق الموجهة بالذاكرة أثناء الحركة في القطط. من خلال استخدام إلغاء التفعيل العكسي الناجم عن التبريد، تهدف الأبحاث إلى توضيح كيفية مساهمة منطقة الدماغ هذه في تنسيق الحركة المعقدة.
Reversible cortical cooling in behaving animals enables precise, within-subject interrogation of brain region contributions to complex sensorimotor tasks. This approach provides mechanistic de-risking for target validation in neural circuits underlying memory-guided locomotion, supporting predictive confidence at early discovery inflection points. The method's reversibility and quantitative behavioral outputs facilitate robust portfolio triage for neurobiological targets.
This reversible deactivation protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for neurobiological target validation and mechanistic de-risking.