Reversible Kühlung-induzierte Deaktivierungen kortikalen Beiträge zum Hindernis Speicher in der zu Fuß Katze zu studieren

Das übergeordnete Ziel der Verwendung von kühlungsinduzierten Deaktivierungen in dieser Studie ist es, die kortikalen Beiträge zum Hindernisgedächtnis bei der ausführenden Katze zu bewerten. Diese Methode kann helfen, wichtige Fragen im Bereich der Bewegungskontrolle zu beantworten, z. B. ob der parietale Kortex an der gedächtnisgesteuerten Hindernisvermeidung beteiligt ist. Der Hauptvorteil dieser Technik ist die Möglichkeit, die Deaktivierung rückgängig zu machen.

Auf diese Weise kann jedes Tier als seine eigene Kontrolle dienen. Bauen Sie zunächst die hier gezeigte Apparatur so auf, wie sie im begleitenden Textprotokoll beschrieben ist. Setzen Sie dann das Tier auf das Testgerät, während Sie das Testgeschirr tragen, um das Tier an die Einrichtung zu gewöhnen.

Diese Ausrichtung der Leine ermöglicht es dem Tier, ohne Spannung entlang des zentralen Teils des Geräts zu gehen, wodurch das Tier ermutigt wird, in diesem Teil des Geräts zu bleiben. Das Festlegen solcher Grenzen ist hilfreich, wenn Sie mit einer sich bewegenden Testperson arbeiten. Lege weiches Futter auf die Futterplattform und setze das Tier dann auf den Laufsteg, damit es von der Plattform fressen kann.

Stellen Sie sicher, dass das Tier mit der Handhabung vertraut ist, auch in Fällen, in denen das Tier in den Startbereich des Gehwegs gebracht werden muss. Um das visuelle Hindernisgedächtnis zu beurteilen, heben Sie das Hindernis auf den Gehweg und platzieren Sie die Plattform auf der anderen Seite des Hindernisses. Stellen Sie dann das Tier an den Startbereich des Ganges und lassen Sie das Tier sich dem Futter nähern, indem Sie nur mit den Vorderbeinen über das Hindernis treten, um von der Plattform aus zu fressen.

Während das Tier weiter frisst, senken Sie das Hindernis so ab, dass es bündig mit dem Laufsteg abschließt, um weitere visuelle oder taktile Eingaben zu vermeiden. Bewegen Sie das Futter nach einer variablen Verzögerungszeit wieder nach vorne, um das Tier zum Wiederlaufen zu animieren. Führen Sie auch Versuche durch, bei denen das Hindernis nicht vorhanden ist, um eine Gewöhnung an das Hindernis und die Entwicklung einer erlernten Vermeidungsreaktion zu verhindern.

Beobachten Sie das Auftreten von Hinterbeinen in Versuchen mit vorhandenem und fehlendem Hindernis, um typische Bewegungsverhaltensweisen und ein intaktes visuelles Hindernisgedächtnis vor dem Abkühlen zu überprüfen. Es ist darauf zu achten, dass das Tier das Hindernis berührungslos überwinden kann und dass der Tritt aller vier Beine bei Versuchen mit vorhandenem Hindernis im Vergleich zu Versuchen ohne Hindernis deutlich erhöht ist. Um das taktile Hindernisgedächtnis zu beurteilen, stellen Sie zunächst sicher, dass das Hindernis nicht auf den Gehweg gehoben wird.

Platzieren Sie dann das Tier am Anfang des Gangs und lassen Sie es in Richtung der Futterplattform laufen, die sich auf der anderen Seite des Hindernisschlitzes befindet. Während das Tier frisst, heben Sie das Hindernis auf den Gehweg unter dem Futternapf und verhindern Sie so eine visuelle Eingabe des Hindernisses. Schieben Sie dann das Essen nach vorne.

Wenn das Futter nach vorne bewegt wird, sollte das Tier das Hindernis mit den Vorderbeinen berühren, bevor es darüber tritt. Lassen Sie das Tier weiter fressen, während Sie sich zwischen Vorder- und Hinterbeinen auf das Hindernis setzen. Senken Sie das Hindernis in dieser Zeit so ab, dass es bündig mit dem Laufsteg abschließt, um weitere visuelle oder taktile Eingaben zu verhindern.

Bewegen Sie das Futter nach einer variablen Verzögerungszeit wieder nach vorne, um das Tier zu ermutigen, wieder zu laufen. Lassen Sie das Tier in Versuchen ohne taktile Hindernisse sich nähern und von der Futterplattform essen. Heben und senken Sie das Hindernis jedoch ab, bevor Sie das Futter mit variabler Verzögerung vorwärts bewegen.

Führen Sie Versuche durch, bei denen das Hindernis nicht vorhanden ist und kein Kontakt mit dem Vorderbein auftritt, um eine Gewöhnung an das Vorhandensein des Hindernisses oder die Entwicklung einer erlernten Vermeidungsreaktion zu verhindern. Beobachten Sie das Auftreten des Hinterbeins in den Versuchen mit vorhandenem und fehlendem Hindernis, um das normale Bewegungsverhalten und das intakte Hindernisgedächtnis zu überprüfen, bevor Sie mit der kortikalen Kühlung beginnen. Um diskrete Regionen des Gehirns zu deaktivieren und ihren Beitrag zur gedächtnisgesteuerten Hindernisvermeidung zu bewerten, implantieren Sie CryoLoops bilateral über die Areale fünf und sieben gemäß den zuvor berichteten chirurgischen Verfahren, wie im begleitenden Textprotokoll beschrieben.

Bereiten Sie vor der Prüfung den Kühlkreislauf vor, indem Sie 200 Milliliter Methanol mit 500 ml Trockeneis zu einem Eisbad kombinieren. Verbinden Sie das Ansaugrohr vom Methanolbehälter mit der Pumpe. Verbinden Sie das Abflussrohr, das zum Eisbad führt, mit der anderen Seite der Pumpe.

Verbinden Sie die Schlauchenden mit einem Dummy-CryoLoop und stellen Sie sicher, dass die Enden eng an den Einlass- und Auslassrohren anliegen, um den Kühlkreislauf zu vervollständigen. Befestigen Sie anschließend den Thermoelementstecker an einem digitalen Thermometer zur kontinuierlichen Temperaturüberwachung. Stellen Sie sicher, dass die Länge dieses Kabels und des Schlauchs ausreicht, um den Kopf des Tieres zu erreichen, wenn es angeschlossen ist.

Schalten Sie dann die Kolbenpumpe mit dem Schalter ein und vergewissern Sie sich, dass alle Verbindungen fest sitzen und keine Undichtigkeiten vorhanden sind. Stellen Sie sicher, dass die Pumpeneinstellung, die Länge des Schlauchs im Eisbad und die Länge des Schlauchs vom Eisbad zu den Dummy-Schlaufen optimal sind, so dass die Temperatur des Dummy-CryoLoops einen stationären Zustand unter 5 Grad Celsius erreichen kann. Wenn Sie mit der Ersteinrichtung zufrieden sind, schalten Sie die Pumpe aus und entfernen Sie den Dummy CryoLoop.

Setzen Sie das Tier auf das Prüfgerät und schnallen Sie das Geschirr an. Befestigen Sie dann den Gurt und befestigen Sie die Leine. Entfernen Sie anschließend die Schutzkappe des implantierten CryoLoop, um die Einlass- und Auslassrohre freizulegen.

Stecken Sie die Schlauchenden fest über die Einlass- und Auslassrohre des CryoLoop und verbinden Sie den Thermoelementstecker mit dem digitalen Thermometer. Beginnen Sie die Testsitzung mit einem visuellen oder taktilen Hindernisgedächtnisversuch. Nach dem ersten Test folgen weitere Versuche aller vier Typen nach dem Zufallsprinzip.

Schalten Sie anschließend die Kolbenpumpe ein und warten Sie ein bis zwei Minuten, bis der CryoLoop eine Temperatur von drei Grad Celsius erreicht hat. Führen Sie dann einen coolen Block von Versuchen durch. Stellen Sie während der Versuche sicher, dass die Temperatur des CryoLoop bei etwa drei Grad Celsius gehalten wird.

Schalten Sie dann die Kolbenpumpe aus und warten Sie, bis der CryoLoop wieder auf seine ursprüngliche Temperatur zurückgekehrt ist. Führen Sie einen letzten Aufwärmblock von Versuchen durch, nachdem die Kolbenpumpe abgeschaltet wurde. Wenn die Verhaltensprüfung abgeschlossen ist, entfernen Sie die Schläuche von den Einlass- und Auslassrohren und stellen Sie sicher, dass die Schutzkappen wieder angebracht sind.

Achten Sie auf Methanolreste, die von den Schlauchenden tropfen und das Tier reizen können. Entfernen Sie die Leine und das Geschirr und bringen Sie das Tier dann wieder in die Kolonie zurück. Verwenden Sie abschließend einen Rohrschneider, um die Rohrenden zu kürzen, um undichte Verbindungen am nächsten Testtag zu vermeiden.

Wenn der fünfte Bereich des Gehirns der Katze bilateral gekühlt wird, war das Treten der Hinterbeine in den Hindernisversuchen sowohl für die vorderen als auch für die hinteren Beine signifikant abgeschwächt. Die maximale Schritthöhe der Vorderbeine in den Versuchen mit vorhandenem Hindernis und aller Beine in den Versuchen ohne Hindernis wurde von der Deaktivierung des fünften Bereichs nicht beeinflusst. Ebenso unterschied sich die maximale Schritthöhe für jedes Bein in Versuchen mit oder ohne Hindernis nicht von den warmen Bedingungen, wenn Bereich sieben deaktiviert wurde.

Im Vergleich zu warmen und gekühlten Bedingungen in Bereich sieben war der Stufenabstand im vorderen Hinterbeinschritt und im hinteren Hinterbeinschritt im gekühlten Zustand im fünften Zustand reduziert. Darüber hinaus wurde die Schrittbahn des hinteren Hinterbeins durch die Deaktivierung des fünften Bereichs beeinflusst, da der Höhepunkt vor dem Hindernis auftrat, im Gegensatz zum Treten sowohl unter warmen als auch in abgekühlten Bedingungen in Bereich sieben. Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, die Temperatur der Kühlkreisläufe während des gesamten Experiments zu überwachen, um eine ordnungsgemäße Deaktivierung zu gewährleisten.

Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie Regionen des Kortex durch Kühlung bei einem sich verhaltenden Tier reversibel deaktivieren können.