大鼠熟练前肢抓取运动的结构：一种运动评分量表

摘要

熟练抓取量表将前肢取食动作中的运动分解为若干组成要素，每个要素均采用三分制进行评估。该评分量表基于正常大鼠的行为制定，可用于评估神经运动功能障碍。

摘要

获取食物是一项古老的进化行为，许多动物物种都会表现出这一行为，包括啮齿类和灵长类这两个近缘分支的物种。本视频描述了一种实验情境，可用于拍摄轻度食物剥夺后的大鼠重复进行食物获取动作的过程。实验中训练大鼠穿过固定箱上的狭缝，抓取食物颗粒，并将其送入口中进食。该获取动作主要依靠肢体近端驱动完成，但远端肢体运动则用于前爪的旋前、抓握食物以及将食物释放入口中。每一次抓取动作至少可分为前肢的十个运动阶段，且整个抓取过程伴随着姿势调整以提供支持。文中对各个运动阶段进行了详细描述，并从多个观察角度提供了相应的动作示例。通过对每个运动要素采用3分制评分，可对抓取动作进行量化分析。多项研究已表明，运动系统损伤（包括运动皮层、基底神经节、脑干和脊髓的损伤）会改变这些运动要素。在可建立大鼠模型的神经系统疾病中，例如帕金森病和亨廷顿病，这些运动也发生相应改变。因此，该评分量表可用于量化运动功能障碍以及评估神经修复与康复治疗的效果。由于大鼠的抓取行为与人类及非人灵长类的抓取行为非常相似，该量表也可用于跨物种比较研究。

动物实验严格遵循莱斯布里奇大学动物护理委员会以及加拿大动物护理委员会相关规定和指南进行。

方案

该实验包括训练大鼠抓取食物，然后拍摄其抓取动作的运动过程。

1. Long Evans 实验大鼠轻度禁食 10 天后，被适应于一个带槽的盒子，它们可通过该槽抓取食物颗粒。
   
2. 经过约 10 天的训练后，大鼠能够稳定地进行抓取动作，并表现出对某一前爪的偏好。
   
3. 使用高快门速度（1,000 帧/秒）对抓取动作进行拍摄，并从多个角度进行录像。
   
4. 随后通过逐帧回放的方式重放抓取动作。
   
5. 相关运动行为在配套视频中进行了描述。

讨论

以往对大鼠肢体使用的研究主要从运动终点、成功或失败，或从爪子朝向目标的笛卡尔轨迹角度来描述运动。本研究则从肢体节段之间、其他身体部位与目标之间的关系角度来描述该运动。