Beurteilung der Motor Balance und Koordination in Mäuse mit dem Schwebebalken

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die motorische Koordination und das Gleichgewicht bei Mäusen zu bewerten. Der erste Schritt ist der Zusammenbau eines Gleichgewichtsbalkens mit einer Bewegungserfassungseinrichtung, um die Latenz des Balkenüberquerens aufzuzeichnen, um mit dem Training zu beginnen. Das Tier wird am Startpunkt des Gleichgewichtsbalkens platziert und kann zu einer sicheren Plattform hinüberlaufen. Es kann gelegentlich notwendig sein, das Tier entlang des Balkens in Richtung des Endpunkts zu animieren.

Nach einem Intervall von 10 Minuten zwischen den Versuchen wurden die Tiere anschließend auf einem schmaleren Balken trainiert, um eine größere Empfindlichkeit zu ermöglichen. Der letzte Schritt des Verfahrens besteht darin, die trainierten Tiere auf Balken unterschiedlicher Breite zu testen. Letztendlich können Ergebnisse erhalten werden, die Defizite in der motorischen Koordination und im Gleichgewicht zeigen.

Hallo, ich bin Tim Luong und Doktorand im Fachbereich Biologie am California Institute of Technology. Ich bin Holly Carlisle und Postdoktorandin am California Institute of Technology im Fachbereich Biologie, und heute zeigen wir Ihnen, wie man das Gleichgewicht und die motorische Koordination bei Mäusen mittels des Balkentestverfahrens beurteilt. Der Hauptvorteil dieser Methode im Vergleich zu anderen Verfahren wie dem Rotationsstab besteht darin, dass der Balkentest empfindlicher auf selbst geringfügige Defizite in der motorischen Koordination reagiert.

Mit dieser Methode können zentrale Fragen im Verhaltensbereich beantwortet werden, beispielsweise, ob unsere motorische Koordination und unser Gleichgewicht in bestimmten Modellen neurologischer Erkrankungen beeinträchtigt sind und ob unsere motorischen Defizite durch bestimmte Behandlungen gelindert werden. Der Zweck dieses Tests besteht darin, die Zeitdauer zu messen, die eine Maus benötigt, um den Balken zu überqueren, ohne anzuhalten oder ins Stocken zu geraten und ohne Aufforderung durch den Untersucher. Um am Testtag einen sauberen Durchlauf zu erzielen, trainieren wir zwei Tage vor dem Test.

Die visuelle Demonstration dieser Methode ist hilfreich, da die Art und Weise, wie die Mäuse gehandhabt und beim Überqueren des Balkens unterstützt werden, für Personen, die mit Verhaltensprüfungen weniger vertraut sind, schwierig sein kann. Beginnen wir also. Dieses Protokoll basiert auf den Arbeiten von Southwell et al. und Carter et al.

Die Vorrichtung wird zusammengestellt, indem ein ein Meter langer Balken zwischen zwei 50 Zentimeter hohen Pfosten abgestützt wird. Die Balken weisen eine flache Oberfläche von sechs oder zwölf Millimetern Breite auf. Breitere Balken können für größere Mäuse und solche, die nicht in der Lage sind, die schmaleren Größen zu überqueren, verwendet werden.

Eine schwarze Box wird am Ende des Balkens platziert, und Nistmaterial wird in die schwarze Box gegeben, um die Maus zum Zielpunkt zu locken. Der Startpunkt wird mit einer Lampe beleuchtet, um als abschreckender Reiz zu wirken. Bewegungssensoren werden bei 0 und 80 Zentimetern angebracht, um die Latenz des Balkenüberquerens aufzuzeichnen. Unterhalb des Balkens und etwa 7,5 Zentimeter über der Tischoberfläche wird ein Nylonhängemattensystem gespannt, um Stürze abzufedern. Die für dieses Verfahren verwendeten Mäuse werden in einem 12-Stunden-Licht-Dunkel-Wechselzyklus gehalten und wurden zwei Wochen vor der Untersuchung akklimatisiert.

Stellen Sie die Tiere etwa 10 Minuten vor Beginn des Experiments in den Versuchsraum ein und verwenden Sie für optimale Ergebnisse eine Gruppe von mindestens 10 Mäusen pro Testbedingung. Um das Training zu beginnen, setzen Sie eine Maus an die Startposition eines 12 Millimeter breiten Balkens. Die Stoppuhr startet, wenn die Nase der Maus den mittleren 80 Zentimeter langen Abschnitt betritt, und stoppt, sobald das Tier das Ende der 80 Zentimeter erreicht hat.

Die Mäuse sollten den Balken mit möglichst wenig Anhalten oder Verzögerungen überqueren. Falls das Tier die Vorwärtsbewegung stoppt, ermutigen Sie es, indem Sie es sanft von hinten antreiben. Sobald das Tier den Balken erfolgreich durchquert hat, nehmen Sie es aus der sicheren Box und bringen Sie es für 10 Minuten zurück in den Heimkäfig, bevor die nächste Trainingssitzung beginnt.

Der Balken und die Box werden gereinigt und mit 70 %igem Ethanol abgewischt, bevor die nächste Maus eingeführt wird. Jede Maus wird dreimal auf dem 12 Millimeter breiten Balken trainiert, gefolgt von einer Ausbildung auf dem sechs Millimeter breiten Balken. Eine zusätzliche dreimalige Wiederholung des Trainings kann das Auftreten von Stockungen erhöhen, da das Tier die Aufgabe und die Versuchsanordnung besser kennt.

Andererseits kann eine zusätzliche Trainingseinheit erforderlich sein, wenn die Mäuse nach zwei Tagen Training nicht in der Lage sind, den gesamten Balken erfolgreich zu durchlaufen. Stellen Sie sicher, dass Sie vor der Verabreichung jeglicher Behandlung Basiswerte aufzeichnen. Nach Abschluss des täglichen Trainings bringen Sie die Mäuse in ihre Heimkäfige in der Aufbewahrungsanlage zurück.

Am Tag der Untersuchung die Tiere wie zuvor gezeigt 10 Minuten vor Versuchsbeginn in den Raum bringen, eine Maus am Startpunkt platzieren und die Latenzzeit erfassen, die das Tier benötigt, um die mittleren 80 Zentimeter des Balkens zu durchlaufen. Die Daten werden als Durchschnitt aus zwei erfolgreichen Versuchen angegeben, bei denen die Maus direkt zum Ende ging, ohne anzuhalten oder vom Untersucher angestoßen zu werden. Videoaufnahmen können für eine detailliertere Analyse von Ausrutschen und anderen beobachtbaren motorischen Defiziten verwendet werden.

In diesem Beispiel wurden neun bis elf Wochen alte C57BL/6-Mäuse auf Balken mit einer Breite von 12 Millimetern und sechs Millimetern getestet. Die durchschnittliche Zeit, um den 12 Millimeter breiten Balken zu überqueren, betrug bei Männchen 4,6 ± 0,4 Sekunden und bei Weibchen 3,3 ± 0,3 Sekunden. Auf dem sechs Millimeter breiten Balken benötigten die Männchen 6,8 ± 0,7 Sekunden und die Weibchen 5,9 ± 0,5 Sekunden.

Die Leistung auf dem Balken kann je nach Alter und Mausstamm variieren. Die in diesem Beispiel verwendeten C57BL/6-Mäuse sind typischerweise aktive Tiere; einige Ausrutscher, jedoch keine Stürze wurden bei diesen Mäusen beobachtet. Bei genetisch oder pharmakologisch veränderten Tieren können Ausrutscher und Stürze häufiger auftreten und quantifiziert werden. Beeinträchtigte Mäuse können sich an den Seiten des Balkens festhalten, wodurch ihre Überquerungszeit während des Versuchs verlängert wird.

Es ist wichtig, beharrlich und konsequent zu sein, wenn man die Mäuse dazu anregt, sich vorwärts zu bewegen, falls sie auf dem Balken anhalten oder abgelenkt werden. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Mäuse trainiert, den Gleichgewichtsbalken zu überqueren, und wie man ihr Gleichgewicht und ihre Koordination beurteilt. Vielen Dank fürs Zuschauen, und ich hoffe, Ihnen hat dies weitergeholfen.