Die Vermicelli und Capellini Handhabung Tests: Einfache quantitative Maßnahmen der geschickten Vorderpfote Funktion bei Ratten und Mäusen

Dieses Video demonstriert ein Verfahren zur Quantifizierung von vier Formen geringer Geschicklichkeit beim Umgang mit Nahrung. Bei Nagetieren wird jedes Tier zunächst im Heimkäfig und anschließend im Testumfeld kurzen Stücken roher Nudeln ausgesetzt. Im Testumfeld werden die Bewegungen der Vorderpfoten des Tieres während des Nudelverzehrs auf Video aufgezeichnet. Während der langsamen Wiedergabe der Aufnahmen werden die mit jeder Vorderpfote ausgeführten Anpassungsbewegungen identifiziert und gezählt.

Während der Videoanalyse werden atypische Handhabungsverhaltensweisen identifiziert. Die ermittelten Ergebnisse zeigen Veränderungen in vier Aspekten geringer Geschicklichkeit nach Hirnschädigung oder im Alterungsprozess durch die Quantifizierung der Bewegungen, die beim Essen zur Nahrungsmittelmanipulation verwendet werden. Hallo, ich bin Kelly Tenet aus dem Labor von Teresa Jones am Fachbereich Psychologie der University of Texas at Austin, und ich bin RNAi ebenfalls aus dem Jones-Labor.

Heute zeigen wir Ihnen die Verfahren für den Vermicelli-Handling-Test bei Ratten und den CAPI-Handling-Test bei Mäusen. In unserem Labor verwenden wir diese Verfahren, um zu untersuchen, wie sich die Nutzung der vier P von Dexter beim Umgang mit Nahrung nach Hirnschädigung oder im Alter verändert. Beginnen wir also.

Um die Nudelstücke für die Prüfung vorzubereiten, markieren Sie mit einem feinen Folienstift DeCecco-Marke, CAPI- und Skinner-Marke-Vermicelli in bestimmten Abständen mithilfe einer Schablonen aus Pappe. Verwenden Sie für Capal 0,86 cm lange Abstände und für Vermicelli 1,75 cm lange Abstände. Dies erleichtert die Visualisierung der Bewegung des Nudelfadens.

Während des Fressens schneiden Sie mit einer Rasierklinge die Cappellini für die Verwendung bei Mäusen auf 2,6 cm Länge und die Vermicelli für Ratten auf sieben Zentimeter Länge. Da verschiedene Nudelmarken in Textur und Durchmesser variieren, was die Handhabung beeinflussen kann, wird empfohlen, für wiederholte Tests eine einzige Nudelquelle zu verwenden, um neophobe Reaktionen zu überwinden und Geschicklichkeit in der Handhabung zu erzielen. Die Tiere sollten in den Wochen vor dem Test den Nudelstücken in ihrem Heimkäfig ausgesetzt werden. Fünf bis zehn Tage Exposition mit jeweils etwa vier Stücken pro Tier sind ausreichend.

Selbst akklimatisierte Tiere könnten scheu bleiben, vor der Kamera zu fressen. Aus diesem Grund platzieren Sie die Kamera während einer oder mehrerer Akklimatisierungssitzungen vor dem Versuchsbereich. Sobald die Tiere den Nudelstücken ausgesetzt wurden, bringen Sie sie in das Testumfeld und gewöhnen Sie sie daran, dort zu fressen.

Im Allgemeinen nehmen die Tiere die Nudeln in dieser Umgebung bereitwillig zu sich. Nach drei bis fünf Fressphasen mit vollständigen Vorbereitungen sehen wir uns nun an, wie man Fütterungsversuche bei Ratten und Mäusen durchführt. Die Testphasen bestehen aus sequenziellen Versuchen, bei denen jeweils eine Nudel pro Versuch verzehrt wird.

Eine Sitzung umfasst typischerweise vier bis fünf Versuche pro Ratte und drei bis vier Versuche pro Maus. Ratten sitzen typischerweise aufrecht auf ihrem Hinterende, um Nudeln zu fressen, und die Zugbewegungen sind am leichtesten zu beobachten. Bei einer Kamera, die in etwa auf Höhe des Kammernbodens mit leicht nach oben gerichtetem Winkel positioniert ist, neigen Mäuse dazu, sich nach vorne zu beugen und die Nudeln schräg zu halten.

Daher wird eine Testkammer mit offenem Boden auf einen Spiegel gestellt. Die Kamera wird etwas höher als der Boden angebracht und nach unten geneigt, um sich auf die Reflexion der Pfoten im Spiegel zu fokussieren. Bevor die Videografie beginnt, wird ein Stück Pasta in die Testkammer gelegt.

Um das Fressverhalten zu initiieren und das Tier in den geeigneten Kamerabereich zu bewegen, muss das Tier zur Kamera blicken und die Kamera ausreichend auf das 10- bis 12-fache vergrößert sein. Um feine Anpassungen sowohl der vier Pfoten als auch aller Zehen beobachten zu können, sollten die Knöchel beider Pfoten sichtbar sein, sobald das Tier und die Kamera positioniert sind. Beginnen Sie damit, einen Nudelstreifen direkt vor dem Tier fallen zu lassen oder baumeln zu lassen, und starten Sie die Aufnahme. Vor Beginn des Fressens ist jeder Biss des Nudelstücks hörbar.

Daher ist die Tonaufnahme nützlich, um das Fressverhalten zu überprüfen. Fahren Sie mit den verbleibenden Versuchen fort. Ebenso ist es am besten, die Verzögerung zwischen den Versuchen zu minimieren, damit sich die Tiere nicht aus der optimalen Beobachtungsposition entfernen.

Jetzt sehen wir uns an, wie man eine quantitative Videoanalyse von vier Fehlanpassungen und der Fresszeit durchführt. Die Analyse der vier Fehlanpassungen während des Fressens ist eine einfache quantitative Messgröße, die empfindlich gegenüber lateralisierten Störungen nach einer ZNS-Verletzung bei Ratten sowie altersbedingten Veränderungen bei Mäusen ist. Während der Analyse wird die Videowiedergabe auf etwa 50 % der Echtzeit verlangsamt, oder es wird bei Bedarf Einzelbildfortschaltung verwendet, um die Anpassungen zu identifizieren. Der quantifizierte Teil des Versuchs beginnt, wenn das Nahrungstück zum ersten Mal in den Mund gebracht wird, und endet, wenn der letzte Teil der Nahrung aus den Poren freigegeben wird und im Mund verschwindet.

Ein Ausgleichsvorgang wird jedes Mal gezählt, wenn die Pore das vorherige Stück freigibt und erneut berührt. Bei einer Neubildung der Porenhalterung oder bei einer Extension, Flexion oder Abduktion der Finger wird jeder Ausgleichsvorgang separat für die linke und rechte Pore erfasst. Ausgleichsvorgänge werden nicht gezählt, wenn die Pore über das Werkstück gleitet, ohne dass eine Bewegung der Finger oder eine Neupositionierung des Griffes erfolgt.

Bewegungen des Tieres, wenn es nicht mit dem Pastor-Stück in Kontakt steht, werden ebenfalls nicht gezählt. Die Fresszeit wird für jeden Versuch aufgezeichnet, beginnend mit dem Beginn und endend, wenn der Pastor vollständig im Maul verschwunden ist. Wenn das Tier das Fressen unterbricht, aber das Stück weiterhin festhält, wird die Pausenzeit von der Gesamtzeit abgezogen; andernfalls wird der Versuch von der Analyse ausgeschlossen.

Falls während eines Teils des Essens die Sicht auf die Pause verdeckt ist oder das Tier das Stück bricht, da kürzere Stücke die Handhabungsmuster verändern, lassen Mäuse die Nudel manchmal während des Essens fallen und heben sie nach einer kurzen Pause wieder auf, um das Essen fortzusetzen. Dies kann auf Ablenkung oder eine teilweise Sättigung zurückzuführen sein. Wenn das Essen schnell wieder aufgenommen wird, schließen wir diese Versuche nicht aus, ziehen jedoch die Zeit, in der die Stücke fallen gelassen wurden, von der Gesamtesszeit ab.

Die aus der Videoanalyse gewonnenen Messungen umfassen die durchschnittliche Anzahl von Anpassungen pro Pore, pro Stück, die durchschnittliche Fresszeit pro Stück sowie die Rate der Anpassungen. Betrachten wir nun einige atypische Handhabungsmuster. Atypische Handhabungsmuster können zwischen verschiedenen Arten von ZNS-Verletzungen unterscheiden und altersbedingte Veränderungen aufzeigen.

Die Aufzeichnung dieser Verhaltensweisen ist als ergänzende Analyse nützlich. Intakte Tiere beginnen das Fressen typischerweise mit einer Körperspitze weiter unten am Nudelstück und der anderen Körperspitze nahe am Mund. Die POS nehmen gewöhnlich in allen Versuchen dieselben Positionen ein.

Bei einem untypischen Verhalten kann das Tier die Positionen der beiden Gliedmaßen wechseln. Während des Fressens bewegen sich bei intakten Tieren die Poren in der Mitte zu symmetrischeren Positionen nebeneinander oder mit eingefügten Zehen, wenn das Stück sehr kurz ist. Einige Tiere mit Verletzungen des zentralen Nervensystems sind dazu nicht in der Lage und bringen stattdessen die Pole in eine symmetrische Haltung zusammen, wenn die vorherigen Stücke lang waren.

Zwei weitere atypische Verhaltensweisen bei Ratten und Mäusen sind das Ausbleiben des Kontakts des Nudelstücks mit einem Nasenloch über einen längeren Zeitraum während des Fressens sowie die Verwendung des Mauls, um die Nudel durch die Nasenlöcher zu ziehen und sie neu zu positionieren. Einige Verhaltensweisen gelten als atypisch für Ratten, sind jedoch bei Mäusen wie eine gekrümmte Haltung und das Fallenlassen der Nudel nach Beginn des Fressens üblich. Die Häufigkeit des Fallenlassens kann bei Mäusen jedoch nach einer Schädigung des ZNS zunehmen, weshalb es sinnvoll ist, die Fallhäufigkeit bei beiden Arten zu dokumentieren.

Ältere Mäuse treffen oft Anpassungen, die nicht zu einer Vorwärtsbewegung der Nudel führen. Dies wird jedes Mal gezählt, wenn eine Anpassung offensichtlich darin fehlschlägt, eine erkennbare Bewegung der Nudel in den Mund zu bewirken. Nun zeigen wir einige Ergebnisse aus den Handhabungstests.

Analysen von Ratten mit sensorimotorischen kortikalen Läsionen zeigen, dass die Tiere weniger Anpassungen mit der läsionskontralateralen Pfote vornehmen als mit der ipsilateralen. Eine einseitige Okklusion der mittleren zerebralen Arterie führt sowohl zu einer Abnahme der Anpassungen mit der kontralateralen Extremität als auch zu einem Anstieg atypischer Greifverhaltensweisen. Videoanalysen von Mäusen zeigen, dass ältere Tiere länger benötigen, um die Nudelstücke zu verzehren, und häufiger Anpassungen vornehmen, die nicht zu einer Vorwärtsbewegung der Nudel in den Mund führen, verglichen mit jungen adulten Mäusen.

Wir haben Ihnen gerade gezeigt, wie man Nudelverarbeitungsverhalten bei Ratten und Mäusen quantifiziert. Bei der Durchführung dieses Verfahrens ist es wichtig, die Übereinstimmung zwischen verschiedenen Beobachtern zu überprüfen, um sicherzustellen, dass die Anpassungen beim Nudelverzehr korrekt erfasst werden. Damit ist alles gesagt.

Vielen Dank fürs Zuschauen und viel Erfolg bei Ihren Experimenten.