2010年7月21日
Vermicelli 和 Capellini 前肢灵巧性测试利用了啮齿类动物倾向于使用灵巧的前肢和指部动作来操控食物的自然习性。实验过程中对动物抓取短段未煮熟的干意大利面的行为进行录像,通过慢动作回放可量化分析前肢的调整动作。
本视频演示了一种在食物处理过程中量化四种不良灵巧性的操作步骤。在啮齿类动物实验中,每只动物首先在饲养笼内接触短段生面条,随后在测试环境中进行相同操作。在测试环境中,记录动物进食面条时前肢的运动视频。通过慢速回放视频,识别并统计每次前肢动作所进行的调整次数。
在视频分析过程中,识别出非典型的抓取行为。识别结果表明,通过量化进食过程中操纵食物的动作,可揭示脑损伤或衰老导致的四种精细运动技能下降。大家好,我是来自德克萨斯大学奥斯汀分校心理学系琼斯实验室的Kelly Tenet,这位是同样来自琼斯实验室的RNAi。
今天我们将向您展示大鼠意大利面操作测试(Vermicelli Handling Test)和小鼠CAPI操作测试的实验步骤。在我们的实验室中,这些方法被用于研究脑损伤或衰老过程中,Dexter's four P在食物操作中的使用变化情况。现在让我们开始吧。
为准备测试用的意面样品,使用超细记号笔和硬纸板模板,在DeCheco品牌、CAPI品牌和Skinner品牌的细圆面(vermicelli)上按特定间隔做标记。对于capal,采用0.86厘米的间隔;对于细圆面,则采用1.75厘米的间隔。这有助于观察意面条的运动情况。
进食时,使用剃须刀片将意大利细面(capi)切成 2.6 厘米长,用于小鼠实验;将意大利实心细面(vermicelli)切成 7 厘米长,用于大鼠实验。由于不同品牌的意面在质地和直径上存在差异,可能影响动物的抓取方式,因此建议在重复测试中使用同一来源的意面,以减少动物的新奇恐惧反应,并帮助其建立抓取技能。在正式测试前的数周内,应在动物的饲养笼中提前暴露于意面片段。每次给予每只动物约 4 段,持续暴露 5 至 10 天即已足够。
即使已经适应环境的动物也可能在摄像机前表现出进食犹豫。因此,应在一次或多次适应性训练期间将摄像机放置在测试区域前方。在动物接触过意面片段后,将其放入测试环境中,并使其适应在此处进食。
通常情况下,动物在此环境中会 readily 进食这种意大利面。完成三到五次进食训练后,让我们来看看如何在大鼠和小鼠中进行牧师处理试验。测试阶段由一系列连续的试验组成,每次试验中动物需进食一份意大利面。
一次实验通常包括每只大鼠进行四到五次试验,每只小鼠进行三到四次试验。大鼠通常以后肢直立坐姿进食意大利面,便于观察其拉取动作。当摄像机置于接近实验箱地面高度并带有轻微仰角时,小鼠 tends to 向前弯曲身体,并以一定角度抓握意大利面。
因此,将底部开放的测试箱放置在一面镜子上方。摄像机的位置应略高于测试箱底部,并向下倾斜角度,以便对准镜子中动物足部的反射影像进行聚焦。在开始录像之前,先将一段意大利面放入测试箱内。
为了启动动物进食并将其移至合适的摄像视野,动物必须面向摄像机,且摄像机应充分放大至10到12倍。为了清晰观察四肢及所有脚趾的细微调整动作,一旦动物、摄像机和位置准备就绪,开始第一次试验时,应能立即看到双侧前肢的指关节;此时可将一段意大利面直接悬挂在动物前方,随即开始录像。在进食开始之前,每次咬合意大利面的声音均可听见。
因此,录音有助于确认进食行为。请以相同方式继续完成其余试验。同时,最好尽量减少试验之间的间隔时间,以防止动物离开最佳观察位置。
现在让我们学习如何对四次不良调整及进食时间进行定量视频分析。在进食过程中对四次不良调整进行分析是一种简单的定量测量方法,该方法对大鼠中枢神经系统损伤后的偏侧功能障碍以及小鼠随年龄增长发生的变化具有敏感性。在分析过程中,视频回放速度减慢至实际时间的大约50%,或根据需要以逐帧方式前进,以便识别调整行为。试验的量化部分从食物块首次被置入口中时开始,到最后一部分食物从须部释放并完全进入口中时结束。
每次孔隙释放并重新接触先前部位时,计为一次调整。当孔隙握持重新形成,或发生伸展、屈曲或手指外展动作时,每一次调整均分别记录左侧和右侧孔隙的数据。若孔隙在杰作表面滑动,而手指无任何移动或手握位置未重新调整时,则不计入调整次数。
当动物未接触牧师样物体时的移动也不计入。每次试验的进食时间从开始进食时记录,直至牧师样物体完全进入口中为止。如果动物在进食过程中暂停但仍然咬住物体,则将暂停时间从总时间中扣除;若试验不符合要求,则该次试验从分析中剔除。
如果在进食过程中的任何阶段,暂停的视野被遮挡,或者动物将食物弄断(因为较短的片段会改变抓取方式),小鼠有时会在进食过程中掉落意面,短暂休息后又将其拾起并继续进食。这可能是由于受到干扰或产生部分饱腹感所致。如果进食很快恢复,我们不会排除这些试验,但会从总进食时间中减去食物掉落的时间。
通过视频分析获得的测量指标包括每个孔洞、每块食物的平均调整次数,每块食物的平均进食时间,以及调整频率。现在让我们来看一些非典型的处理模式。非典型处理模式可以区分不同类型的中枢神经系统损伤,并揭示与年龄相关的变化。
记录这些行为作为补充分析是有用的。完整的动物通常以一根面条较低的位置和另一根靠近口部的位置开始进食。在所有试验中,POS通常保持相同的位置。
在非典型行为中,动物可能会交换两个肢体的位置。在完整动物进食过程中,当食物片段非常短时,孔洞会移动到并排的更对称位置,或指状结构相互交错。一些中枢神经系统受损的动物则无法做到这一点,反而会在食物片段较长时将两端并置,以对称方式握住。
大鼠和小鼠的另外两种非典型行为是在进食过程中长时间未用鼻孔接触意面,以及用嘴将意面从鼻孔中拉出以重新调整位置。某些行为对大鼠而言属于非典型行为,但对小鼠来说则属于常见行为,例如弓背姿势以及开始进食后掉落意面。然而,中枢神经系统(CNS)损伤后,小鼠掉落意面的频率可能会增加,因此记录这两种动物的掉落频率均具有参考价值。
老年小鼠常常做出无法推进意面进食的调整动作。每当调整明显未能导致意面朝口腔方向产生可察觉的移动时,即计为一次失败调整。接下来我们将展示一些来自抓取测试的结果。
对具有感觉运动皮层损伤的大鼠进行的分析表明,动物在使用受损对侧肢体进行拉取时所做的调整次数少于使用同侧肢体。单侧大脑中动脉闭塞会导致对侧肢体调整减少,同时伴随非典型操作行为的增加。对小鼠的视频分析显示,与年轻成年小鼠相比,老年小鼠进食意大利面片段所需时间更长,且进行更多未能使意大利面进入口腔的调整动作。
我们刚刚向您展示了如何量化大鼠和小鼠处理意大利面的行为。在进行该操作时,重要的是要记得检查评分者间信度,以确保对意大利面调整动作的识别准确无误。以上就是全部内容。
感谢观看,祝您的实验顺利。
本视频演示了Vermicelli和Capellini操作测试,该测试通过分析啮齿类动物对生面条的操作来评估其前爪的灵巧性。该方法包括在动物摄食过程中进行录像,以量化其前爪的调整动作。
在啮齿类动物模型中进行前肢灵巧性评估,可为运动功能提供具有转化意义的读数,支持中枢神经系统药物发现中的靶点验证。调整频率和进食时间等定量行为终点能够通过将分子干预与功能结果相联系,实现机制层面的风险评估。该方法通过识别与神经退行性疾病和神经精神疾病相关的单侧功能损伤及年龄相关变化,提高早期发现阶段的预测可信度。
该方法适用于从靶点结合到先导化合物优化的发现全过程,在进行重大投入之前,通过功能验证为决策提供依据,以确定项目是否继续推进。