Name: Evaluación de la prehensión habilidosa en ratones mediante un auto-entrenador (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 5 s
Description: Aprende a evaluar la prensión habilidosa en ratones mediante un auto-entrenador robótico automatizado. Este método optimiza el análisis conductual en neurociencia y estudios de recuperación post-ictus.

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El dispositivo de auto-entrenamiento fue construido por Jason Dunthorn, Uri Tasch y Dan Tasch en Step Analysis, LLC, con soporte de entrada de diseño e instrucciones proporcionadas por Robert Hubbard, Richard O'Brien y Steven Zeiler.
Teresa Duarte del Centro Champalimaud para Lo Desconocido proporcionó valiosas ideas sobre cómo describir y categorizar las acciones de alcance del ratón.

Todos los métodos descritos aquí han sido aprobados por la ACUC (Comité de Cuidado y Uso de Animales) de la Universidad Johns Hopkins.
1. Preparación de jaulas de ratón para su uso
<ol><li>Cree una abertura ranurada con dimensiones de 0,8 cm de ancho y 7 cm de altura desde la base en el extremo frontal de cada jaula, como se ilustra en la Figura 1. Esta ranura sirve como la abertura a través de la cual el animal alcanzará. NOTA: El auto-entrenador fue diseñado para su uso con las dimensiones estándar de la jaula del ratón (como se muestra en la Figura 1) suministradas por la mayoría de los proveedores de suministros de investigación animal. Además, el auto-entrenador soportará fácilmente otros tipos de jaulas.</li>
	<li>Dentro de cada jaula individual, agregue una plataforma adyacente a la ranura para permitir que los ratones se pongan de pie y alcancen los pellets presentados. Asegúrese de que la plataforma se encuentra por encima del suelo de la camada de la jaula, aproximadamente 3 cm de altura. Utilice platos Petri fijados con superpegamento y tapados por una hoja de metal de aproximadamente 10 cm x 15 cm, sin embargo, cualquier superficie plana lo suficientemente grande como para que un ratón se ponga de pie para alcanzar desde será suficiente.</li>
	<li>Crear una muesca vertical a través de la mitad de la parte delantera de la jaula que mide 0,8 cm de ancho y 7 cm de alto que permitirá a un ratón alcanzar su pata fuera de la jaula.</li>
	<li>A partir de una fina lámina de metal, (aproximadamente 2 mm de espesor) cortar una puerta de jaula en rectángulos que miden 5 cm x 10 cm para servir como una abertura uniforme a través de la cual el animal debe alcanzar. NOTA: Los ratones pueden masticar jaulas de plástico que cambiarían el tamaño de la abertura. El ratón alcanzará a través de esta ranura de 0,8 cm cuando la puerta de la jaula metálica se coloca sobre la abertura ranurada de la jaula durante las pruebas con cinta adhesiva, manteniendo el ancho efectivo de la ranura entre jaulas.</li>
	<li>Cubra la ranura de cada jaula con cinta adhesiva cuando su ratón no esté siendo probado para evitar que la basura sea expulsada de la jaula.</li>
</ol>2. Introducción de ratones al movimiento de alcance
<ol><li>Registre el peso inicial de cada ratón y calcule el 85% de ese valor para encontrar su peso objetivo, redondeando hasta 20 g si el resultado es menor. Dales un régimen de alimentación para llevarlos y luego mantener este peso objetivo.<ol>
<li>Dar a cada ratón 2,5 g de pellets el primer día y anotar cualquier cambio en su peso 24 h más tarde. NOTA: Pese los ratones una vez al día y espere una caída de peso de 0,25-1 g por día.</li>
		<li>Cambie la alimentación diaria de cada ratón según sea necesario, basándose en este cambio inicial y los cambios continuos en el peso de cada ratón, con el fin de inducir la pérdida gradual de peso (menos de 0,8 g perdidos por día) y luego mantener el peso objetivo resultante. Variar entre tres a seis 500 mg de pellets (1,5 a 3,0 g) por día para ser eficaz. NOTA: Los ratones permanecen en esta dieta para mantener su peso objetivo a lo largo del protocolo.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Cuando un ratón ha alcanzado su peso objetivo, introducir cada ratón en el concepto de subir a la ranura cerrada para un pellet de alimentos suplementario. Comience una sesión de entrenamiento colocando un pellet de 45 mg en la superficie del pellet, directamente delante de la ranura, y permita que cada ratón lo recupere. La mayoría de los ratones tomarán a este arreglo de alimentación dentro de 1-2 días.</li>
	<li>Una vez que el ratón asocia una ranura abierta con ser alimentado, anímelos a alcanzar con una pata, en lugar de la boca. NOTA: Este es el paso más complejo, tomar 1-2 días, e inculcar un comportamiento contraproducente en ratones por error es muy fácil; consulte la sección de discusión para obtener más información y asesoramiento.<ol>
<li>Usando un par de pinzas, sostenga un pellet en la misma posición en la que el ratón ha recuperado pellets previamente. A medida que el ratón comienza a morder el pellet, tire de él aproximadamente medio centímetro de tal forma que el pellet esté fuera del alcance de su boca. NOTA: Un ratón en su peso objetivo intentará recuperar el pellet fuera de alcance. Cada vez que el ratón extiende una pata a través de la ranura, reforzar ese comportamiento permitiendo que se coma el pellet. Algunos ratones pueden exhibir una preferencia por una pata sobre la otra cuando se extienden para alimentos.</li>
		<li>Aunque no es instrumental para la experimentación, registre si se prefiere la pata izquierda o derecha. Esto puede permitir potencialmente mayores tasas de éxito general en el ensayo conductual; alternativamente, elimine una variable forzando a cada ratón a alcanzar con la misma pata. NOTA: Se obtienen mejores resultados si los ratones utilizan su pata preferida.</li>
		<li>A medida que cada ratón se asocia extendiendo una pata con comer un pellet, reforzar aún más ese comportamiento mediante la retención del pellet en respuesta a los intentos de recuperar el pellet con la boca y la lengua. Los ratones comenzarán a cumplir con este acuerdo durante 2 a 3 días.</li>
		<li>Finalizar la introducción del comportamiento deseado de alcance de la pata colocando el pellet de 45 mg justo por debajo de 1 cm del borde exterior de la puerta de la jaula, de tal manera que el punto más a la izquierda o a la derecha del pellet (ya sea a la derecha o a la izquierda de la ranura de la jaula del investigador 's perspective, respectivamente) es tangente a una línea que se extiende directamente desde el borde de la ranura de la puerta de la jaula. Permita que el ratón intente recuperar el pellet, estando vigilante para eliminar el pellet y evitar su consumo si el ratón debe intentar por algún otro método que la extensión de la pata. NOTA: Cuando un ratón extiende constantemente una pata para agarrar y es capaz de tocar el pellet proporcionado, está listo para la prueba usando el auto-entrenador descrito a continuación y el ensayo de comportamiento asociado. El tiempo desde las introducciones ingenuas hasta la preparación variará entre ratones; si hay rezagados que tardan más de dos semanas en entenderse, deben excluirse del conjunto de datos.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Uso del auto-entrenador
NOTA: Consulte la Figura 1-3 y la sección de discusión para obtener una descripción completa del hardware, el software y las acciones físicas del auto-entrenador.
<ol><li>Prepárese para la sesión de entrenamiento.<ol>
<li>Calibrar el sensor de pellets de cebo. Haga clic en la flecha Ejecutar en la interfaz LabVIEW y observe el sensor de pellets de cebo leyendo tanto con y sin un pellet en su lugar. Haga clic en el botón Detener para detener esta ejecución de prueba y cambie el objetivo del sensor de pellets de cebo a un valor entre esas dos lecturas(Figura 3 y Tabla 2). La mayoría de las condiciones de iluminación proporcionan una lectura entre 1 y 4.</li>
		<li>Coloque la jaula del ratón modificada en el auto-entrenador(Figura 2). Fije la puerta de la jaula (Figura 1)y alinee el pellet al borde de la ranura como en el procedimiento manual.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ejecute la sesión de entrenamiento del ratón mediante la interfaz LabVIEW.<ol>
<li>Introduzca la información necesaria para registrar datos sobre la sesión de entrenamiento(Figura 3 y Tabla 2).<ol>
<li>Haga clic en el campo ID del ratón y escriba el nombre de archivo de cada sesión de entrenamiento con el teclado del equipo.</li>
			<li>Haga clic en el campo Total de pellets para dispensar durante la rutina para controlar cuántos pellets se dispensan para un solo experimento (normalmente 20 - 30). Para ello, haga clic en las flechas arriba y abajo o introduzca el número con el teclado del ordenador.</li>
			<li>Haga clic en el campo Pausar después del número de pellet para establecer una pausa de 5 s después de eliminar el pellet indicado de la tabla de buceo. Para ello, haga clic en las flechas arriba y abajo o introduzca el número con el teclado del ordenador.</li>
			<li>Haga clic en el campo Longitud de pausa para establecer una pausa entre el momento en que se retira un pellet de la tabla de buceo y el momento en que se dispensa un nuevo pellet. Para ello, haga clic en las flechas arriba y abajo o introduzca el número con el teclado del ordenador NOTA: Por lo general, 1 s es un tiempo de pausa adecuado. Si los ratones están ansiosos después de dispensar cada pellet, es aconsejable aumentar la longitud de la pausa utilizando el campo Longitud de pausa a 5 s.</li>
			<li>Registre manualmente la distancia a la que se coloca el pellet en el campo Distancia de alcance. Para ello, haga clic en las flechas arriba y abajo o introduzca el número con el teclado del ordenador NOTA: El tamaño de las matrices de aceleración y tiempo se expone con fines de depuración y puede omitirse.</li>
			<li>Haga clic en el campo Carpeta para contener registros para seleccionar la ubicación del archivo para guardar los datos recopilados.</li>
			<li>Una vez rellenados los campos de información, haga clic en el botón Ejecutar para comenzar la sesión de entrenamiento. El auto-entrenador dispensará pellets individuales y rastreará si caen a través del embudo hasta que el número total de pellets haya sido dispensado, y el último pellet haya sido recuperado o dejado caer por el ratón. El programa se detendrá automáticamente en este punto. Si es necesario, también se puede detener prematuramente haciendo clic en el botón Detener.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Una vez configurado el software, coloque la jaula de inicio del ratón para ser probado en el pedestal y observe el ratón para que pueda medir si el ratón realmente ha aprendido a intentar el comportamiento de alcance novedoso requerido. Después de hacer clic en el botón Ejecutar, permita que el ratón investigue la ranura y su nuevo entorno desconocido. NOTA: De forma similar a cuando se introducen ratones en el concepto de alcanzar, esperar que algunos ratones sean más compatibles que otros. Los ratones que han captado el concepto deben tratar de alcanzar dentro de 5-10 min y asociarán el movimiento del auto-entrenador con el pellet presentado, como cuando asocian una ranura descubierta con alimentos en las etapas iniciales de este protocolo.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+endpoint%2C+descriptive%2C+and+kinematic+comparison+of+skilled+reaching+in+mice+%28mus+musculus%29+with+rats+%28rattus+norvegicus%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">An endpoint, descriptive, and kinematic comparison of skilled reaching in mice (mus musculus) with rats (rattus norvegicus).</a> Behavior Brain Research. 78, 101-111 (1996).</li>
<li>Farr, T. D., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+and+qualitative+impairments+in+skilled+reaching+in+the+mouse+%28mus+musculus%29+after+a+focal+motor+cortex+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Quantitative and qualitative impairments in skilled reaching in the mouse (mus musculus) after a focal motor cortex stroke.</a> Stroke. 33, 1869-1875 (2002).</li>
<li>Zeiler, S. R., Krakauer, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interaction+between+training+and+plasticity+in+the+poststroke+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Neurology%22%5BJournal%5D)">The interaction between training and plasticity in the poststroke brain.</a> Current Opinion in Neurology. 26, 609-616 (2013).</li>
<li>Klein, A., Sacrey, L. A., Whishaw, I. Q., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+rodent+skilled+reaching+as+a+translational+model+for+investigating+brain+damage+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">The use of rodent skilled reaching as a translational model for investigating brain damage and disease.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 36, 1030-1042 (2012).</li>
<li>Zeiler, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medial+premotor+cortex+shows+a+reduction+in+inhibitory+markers+and+mediates+recovery+in+a+mouse+model+of+focal+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Medial premotor cortex shows a reduction in inhibitory markers and mediates recovery in a mouse model of focal stroke.</a> Stroke. 44, 483-489 (2013).</li>
<li>Becker, A. M., Meyers, E., Sloan, A., Rennaker, R., Kilgard, M., Goldberg, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+task+for+the+training+and+assessment+of+distal+forelimb+function+in+a+mouse+model+of+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">An automated task for the training and assessment of distal forelimb function in a mouse model of ischemic stroke.</a> Journal of Neuroscience Methods. 258, 16-23 (2016).</li>
<li>Bruinsma, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+home-cage-based+5-choice+serial+reaction+time+task+for+rapid+assessment+of+attention+and+impulsivity+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">An automated home-cage-based 5-choice serial reaction time task for rapid assessment of attention and impulsivity in rats.</a> Psychopharmacology. , 1-12 (2019).</li>
<li>Francis, N. A., Kanold, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+operant+conditioning+in+the+mouse+home+cage%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">Automated operant conditioning in the mouse home cage.</a> Frontiers in Neural Circuits. 11 (10), (2017).</li>
<li>Balcombe, J. P., Barnard, N. D., Sandusky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laboratory+routines+cause+animal+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Contemporary+Topics+in+Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Laboratory routines cause animal stress.</a> Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 43, 42-51 (2004).</li>
<li>Fenrich, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+single+pellet+grasping+using+automated+ad+libitum+full-time+training+robot%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Improved single pellet grasping using automated ad libitum full-time training robot.</a> Behavior Brain Research. 281, 137-148 (2015).</li>
<li>Ng, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluoxetine+maintains+a+state+of+heightened+responsiveness+to+motor+training+early+after+stroke+in+a+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Fluoxetine maintains a state of heightened responsiveness to motor training early after stroke in a mouse model.</a> Stroke. 46 (10), 2951-2960 (2015).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Suchowersky, O., Davis, L., Sarna, J., Metz, G. A., Pellis, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impairment+of+pronation%2C+supination%2C+and+body+co-ordination+in+reach-to-grasp+tasks+in+human+parkinson%27s+disease+%28pd%29+reveals+homology+to+deficits+in+animal+models%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Impairment of pronation, supination, and body co-ordination in reach-to-grasp tasks in human parkinson's disease (pd) reveals homology to deficits in animal models.</a> Behavior Brain Research. 133, 165-176 (2002).</li>
<li>Dobrossy, M. D., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+environment+and+experience+on+neural+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Review+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The influence of environment and experience on neural grafts.</a> Nature Review Neuroscience. 2, 871-879 (2001).</li>
<li>Alaverdashvili, M., Foroud, A., Lim, D. H., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%26%2334%3BLearned+baduse%26%2334%3B+limits+recovery+of+skilled+reaching+for+food+after+forelimb+motor+cortex+stroke+in+rats%3A+A+new+analysis+of+the+effect+of+gestures+on+success%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">&#34;Learned baduse&#34; limits recovery of skilled reaching for food after forelimb motor cortex stroke in rats: A new analysis of the effect of gestures on success.</a> Behavior Brain Research. 188, 281-290 (2008).</li>
</ol>

Dan Tasch y Uri Tasch de Step Analysis, LLC han fabricado un dispositivo de auto-entrenador con el pago de Richard J. O'Brien y Steven R. Zeiler.

Nuestro auto-entrenador evalúa el alcance de las extremidades delanteras (prehensión) de forma automatizada. Para lograr este punto final, muchos de los parámetros diseñados para la tarea de prehensión del ratón, incluyendo la colocación de pellets, el tamaño del pellet y los criterios de entrenamiento, han sido iterados a lo largo de varios años y adaptados de protocolos anteriores2,5 ,6. El avance aquí es la automatización de...

Los métodos para probar experimentalmente una lesión motora antes y después de neurológica, así como para modular el tiempo, la cantidad y el tipo de entrenamiento motor son importantes para la investigación traslacional. En la última década, los ratones, debido a la facilidad de la manipulación genética, se han convertido en un sistema modelo popular en el que esclarecer los mecanismos del aprendizaje motor antes y después de las lesiones. Sin embargo, los ensayos conductuales en ratones no se han optimizado de la misma manera que tales ensayos han sido para otros mamíferos (especialmente ratas). Además, hay diferencias importantes entre el comportamiento de un ratón y una rata que sugieren fuertemente entrenar a las dos especies de diferentes maneras1,2.
Los movimientos prensales calificados utilizan una mano/pata para colocar alimentos en la boca, manipular un objeto o utilizar una herramienta. De hecho, llegar a captar diversos objetos en la vida diaria es una función fundamental de las extremidades superiores y el acto de alcance a comer es una forma de prehensión que muchos mamíferos utilizan. Muchos de los cambios genéticos, fisiológicos y anatómicos que sustentan la adquisición de habilidades prensiles han sido bien definidos en el campo3. Al traducir los hallazgos preclínicos a los resultados clínicos, se necesita una prueba relevante que sea eficiente y reproducible. Los estudios de alcance de roedores y humanos demuestran que el comportamiento de la prehensión es similar en humanos y en animales4. En consecuencia, estas similitudes sugieren que las pruebas de prension pueden servir como modelo traslacional para investigar el aprendizaje motor, así como impedimentos y tratamientos de enfermedades humanas. Por lo tanto, la evaluación de la prehensión en ratones puede ofrecer una poderosa herramienta en la investigación traslacional que estudia los estados de salud y enfermedad4.
Desafortunadamente, la tarea de prehensión en ratones, incluso para un entorno de laboratorio a pequeña escala, puede ser laboriosa y llevar mucho tiempo. Para aliviar este problema, aquí se describe una versión automatizada de la tarea de prehensión. La tarea descrita requiere que los ratones extiendan una sola pata a través de la ranura frontal de la jaula doméstica del ratón, pronifen la pata extendida, agarren la recompensa de pellets de alimentos y tiren del pellet de vuelta al interior de la jaula para su consumo. Los datos resultantes se presentan como un éxito de prehensión o un error. Esta automatización registra con éxito los datos y reduce la carga y el tiempo con que los investigadores deben participar en la tarea.

<table><tbody><tr><td>Filamento ABS</td><td>Impreso en 3D personalizado</td><td>N/A</td><td>utilizado para el soporte de pellets, el marco, el brazo y el embudo</td></tr><tr><td>Hoja de ABS</td><td>McMaster-Carr</td><td>8586K581</td> 3<td>/8" de espesor; utilizado para los componentes de la plataforma, las guías del soporte de posicionamiento y la base</td></tr><tr><td>Adruino Mini</td><td>Adruino A000087</td><td></td><td>versión nano también es compatible, así como otros microcontroladores similares</td></tr><tr><td> Soporte de posicionamiento</td><td>McMaster-Carr</td><td>9967T43</td><td>35 lbs. capacidad de carga</td></tr><tr><td>Acrílico transparente Tubo redondo</td><td>McMaster-Carr</td><td>8532K14</td><td>ID 3/8 "</td></tr><tr><td>Bajo en carbono&nbsp; Alambre de acero</td><td>McMaster-Carr</td><td>8855K14</td><td>0.148"&nbsp; </td></tr><tr><td>diámetro Dispensador de pellets</td><td>Lafayette Instrument: Neuroscience</td><td>80209-45</td><td>con rueda de tamaño de pellets intercambiable de 45 mg y soporte opcional</td></tr><tr><td>Photointerrupter Breakout Board&nbsp;</td><td>SparkFun</td><td>BOB-09322 ROHS</td><td>diseñado para Sharp GP1A57HRJ00F</td></tr><tr><td>Reflective Sensor de objetos</td><td>Fairchild Semiconductor</td><td>QRD1113</td><td>salida de fototransistor</td></tr><tr><td>Servomotor</td><td>SparkFun</td><td>S8213</td><td>engranaje metálico genérico (tamaño micro)</td></tr><tr><td>Fotointerruptor transmisivo Espacio</td><td>de GP1A57HRJ00F</td><td>agudo</td><td>: 10 mm, hendidura: 1,8 mm</td></tr></tbody></table>

evaluación de la prehensión habilidosa en ratones mediante un auto-entrenador

Evaluating Skilled Prehension in Mice Using an Auto-Trainer

Describimos un método para introducir ratones ingenuos en una nueva tarea de prehensión (alcance a alcance). Los ratones se alojan solos en jaulas con una ranura frontal que permite al ratón salir de su jaula y recuperar pellets de comida. Se emplea una restricción alimentaria mínima para alentar a los ratones a realizar la recuperación de alimentos de la ranura. A medida que los ratones comienzan a asociarse llegando a la ranura para la comida, los pellets se retiran manualmente para estimular la extensión y pronación de su pata para agarrar y recuperar el pellet a través de la ranura frontal. Cuando los ratones comienzan a alcanzar los pellets a medida que llegan a la ranura, el ensayo conductual se puede realizar midiendo la velocidad a la que agarran y recuperan con éxito el pellet deseado. A continuación, se introducen en un auto-entrenador que automatiza tanto el proceso de proporcionar pellets de alimentos para que el ratón pueda agarrar, como la grabación de intentos exitosos y fallidos de alcanzar y agarrar. Esto permite la recopilación de datos de alcance para varios ratones con un esfuerzo mínimo, que se utilizará en el análisis experimental según corresponda.

En general, se recomienda que cada sesión de entrenamiento consista en aproximadamente 20-30 pruebas, que pueden ser establecidas por el usuario, se ejecutan automáticamente por el auto-entrenador y se guardan en un único archivo de registro por sesión y ratón. Cada prueba se puede ejecutar consecutivamente, justo después de la otra, con 2-5 s de pausa. Los ratones entrenados en el auto-entrenador exhiben un aumento en la habilidad en 10 sesiones de entrenamiento.
<p class="jove_conte...

El método para evaluar el impacto de la formación en las habilidades motoras es una herramienta útil. Desafortunadamente, la mayoría de las evaluaciones conductuales pueden ser intensivas en mano de obra y/o costosas. Aquí describimos un método robótico para evaluar la habilidad de la prehensión (alcance a agarrar) en ratones.

Evaluación de la prehensión habilidosa en ratones mediante un auto-entrenador

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that ...

Nuestra tecnología automatiza un complicado análisis de comportamiento que puede ahorrar tiempo y servir de trampolín para muchos tipos diferentes de estudios. Con nuestra técnica, la tarea y la recompensa son lo mismo. No hay desconexión entre realizar una tarea vaga, posiblemente incorrectamente, y recibir una recompensa.Los modelos animales ofrecen la oportunidad de probar enfoques para aumentar la recuperación después de una lesión neurológica. Por ejemplo, en mi laboratorio probamos enfoques para aumentar la recuperación después del accidente cerebrovascular, ya que hay una necesidad urgente de desarrollar nuevos enfoques innovadores para la rehabilitación después del accidente cerebrovascular. Además de accidente cerebrovascular, nuestro auto-entrenador podría ser útil para estudiar el aprendizaje motor antes de la lesión, así como en modelos de Parkinson, Alzheimer, o lesión cerebral traumática.Cuando un ratón alcanza su peso objetivo, iniciar una sesión de entrenamiento mediante la colocación de un pellet de 45 miligramos en la superficie del pellet directamente en frente de la ranura, y permitir que el ratón para recuperar el pellet. Cuando el ratón asocia una ranura abierta con ser alimentado, utilice un par de pinzas para sostener un pellet en la misma posición que el ratón ha recuperado los pellets previamente. A medida que el ratón comienza a morder para el pellet, tire del pellet de distancia aproximadamente medio centímetro, de modo que el pellet está fuera del alcance de la boca.Cuando el ratón extiende una pata a través de la ranura, refuerce el comportamiento permitiendo que el ratón coma el pellet. Aunque no sea instrumental para la experimentación, registre si se prefiere la pata izquierda o derecha. A medida que el ratón se asocia a extender una pata con comer un pellet, reforzar aún más el comportamiento mediante la retención del pellet en respuesta a los intentos de recuperar el pellet con la boca y la lengua.Tenga cuidado de evitar que sus ratones obtengan con éxito un pellet sin usar una pata, o aprenderán malos hábitos que son difíciles de desaprender. Finalizar la introducción del comportamiento deseado de alcance de la pata mediante la colocación del pellet de 45 miligramos justo debajo de un centímetro desde el borde exterior de la puerta de la jaula, de modo que el punto izquierdo o derecho del pellet es tangente a una línea que se extiende directamente desde el borde de la ranura de la jaula de la puerta. A continuación, permita que el ratón intente recuperar el pellet, estando vigilante para eliminar el pellet y evitar su consumo si el ratón debe intentar la recuperación por algún otro método que no sea la extensión de la pata.Antes de comenzar la sesión de entrenamiento, haga clic en la flecha Ejecutar en la interfaz LabVIEW del auto-entrenador y observe la lectura del sensor de pellets de cebo, tanto con y sin un pellet en su lugar. Haga clic en Detener para detener la ejecución de prueba y cambiar el objetivo del sensor de pellets de cebo a un valor entre esas dos lecturas. Coloque la jaula del ratón modificada en el auto-entrenador y coloque la puerta de la jaula.A continuación, alinee el pellet con el borde de la ranura como en el procedimiento manual y abra una nueva sesión de entrenamiento en la interfaz LabVIEW. Introduzca la información necesaria para registrar datos sobre la sesión de entrenamiento y haga clic en el campo ID de ratón para introducir el nombre de archivo de cada sesión de entrenamiento. Haga clic en el campo Total Pellets to Dispense During Routine para controlar cuántos pellets se dispensan para un solo experimento.Haga clic en el campo Pausa después del número de pellet para establecer una pausa de cinco segundos después de que el pellet indicado se retire del tablero de buceo y haga clic en el campo Longitud de pausa para establecer una pausa entre el momento en que se retira un pellet de la tabla de buceo y el momento en que se dispensa un nuevo pellet. Establezca el auto-entrenador para registrar manualmente la distancia a la que se coloca el pellet en el campo Distancia de alcance y haga clic en el campo Carpeta para contener registros para seleccionar la ubicación del archivo para guardar los datos recopilados. Una vez rellenados los campos de información, haga clic en Ejecutar para iniciar la sesión de entrenamiento.El auto-entrenador dispensará pellets individuales y rastreará si caen a través del embudo, hasta que el número total de pellets haya sido dispensado y el último pellet haya sido recuperado o dejado caer por el ratón. El programa se detendrá automáticamente en este punto. Si es necesario, también se puede detener prematuramente haciendo clic en el botón Detener.Una vez configurado el software, coloque la jaula de inicio del ratón para probarla en el pedestal y haga clic en Ejecutar para permitir que el ratón investigue la ranura y su nuevo entorno desconocido. Los ratones entrenados con el auto-entrenador aprendieron la tarea de prehensión y exhiben un claro aumento en la habilidad motora. Este aumento de habilidad es similar al observado cuando el animal es entrenado manualmente sin el uso del auto-entrenador.Asegúrate de hacer que los ratones usen sus patas. Si les dejas pensar que les estás dejando comer, no te alcanzarán. Se puede inducir una lesión a cualquier parte de la vía motora para determinar qué efectos tiene la lesión en el rendimiento motor, y cómo fomentar la recuperación de dicha lesión.

evaluating-skilled-prehension-in-mice-using-an-auto-trainer

Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

Práctica persistente mejora la precisión de los movimientos coordinados. Aquí se introduce una tarea de llegar a un solo gránulo, que está diseñado para evaluar el aprendizaje y la memoria de la extremidad anterior de habilidad en ratones.

Estudio Motor Habilidad Aprendizaje por Casa de pellets Tareas Llegar en ratones

Los modelos de ratón se han vuelto cada vez más populares en los estudios de neurociencia conductual.  A medida que los modelos avanzan, es importante desarrollar medidas de comportamiento sensibles específicas para el ratón.  Este protocolo describe la tarea de alcance de la matriz de pasta, que es una tarea motora hábil para su uso en modelos de ratón de accidente cerebrovascular.

Compensatoria Limb Uso y Evaluación del Comportamiento de Aprendizaje de habilidad motora después de Lesiones de la corteza sensoriomotora en un modelo de ratón del ictus isquémico

Se presenta un paradigma para analizar la adquisición de una tarea de alcance de extremidades anteriores hábil de alta precisión en ratas.

Adquisición de una alta precisión Skilled Miembro Anterior Alcanzar Tarea en Ratas

Un paradigma se presenta para la formación y el análisis de una tarea de alcanzar experto automatizado en ratas. Análisis de los intentos de tracción revela distintos subprocesos del aprendizaje motor.

La investigación de los procesos de aprendizaje de habilidades motoras con una robótica Manipulandum

El desarrollo de nuevas estrategias de refinamiento para ratones de laboratorio es una tarea desafiante que contribuye al cumplimiento del principio de las 3R. Este protocolo introduce el entrenamiento con clicker como un programa de enriquecimiento cognitivo para ratones de laboratorio.

La introducción de adiestramiento con clicker como un enriquecimiento cognitivo para el Laboratorio de ratones

Este manuscrito describe una tarea semiautomático que cuantifica la supinación en ratas. Las ratas alcanzaran, agarre y supinados un manipulandum esférico. La rata es recompensada con una pelotilla si el ángulo de giro supera un criterio establecido por el usuario. Ello aumenta el rendimiento, sensibilidad a la lesión y la objetividad frente a las tareas tradicionales.

La tarea de supinación de mando: Un método semiautomático para evaluar la función de Forelimb en ratas

El alcance con habilidades de roedores se utiliza comúnmente para estudiar habilidades hábiles, pero requiere mucho tiempo y esfuerzo para implementar la tarea y analizar el comportamiento. Describimos una versión automatizada del alcance cualificado con seguimiento de movimiento y reconstrucción tridimensional de trayectorias de alcance.

Rata automatizada de un solo pellet alcanzando la reconstrucción tridimensional de trayectorias de patas y dígitos

El presente protocolo describe cómo utilizar la optogenética inalámbrica combinada con videografía de alta velocidad en una sola tarea de alcance a agarre de pellets para caracterizar los circuitos neuronales involucrados en el rendimiento del comportamiento motor hábil en ratones que se mueven libremente.

In vivo Control optogenético inalámbrico del comportamiento motor calificado

En este artículo se presenta un protocolo que permite una evaluación no invasiva y automatizada del rendimiento de la motricidad fina, así como el aprendizaje motor adaptativo y asociativo ante retos, utilizando un dispositivo denominado Escalera Erasmus. La dificultad de la tarea se puede ajustar para detectar el deterioro motor que va desde grados mayores hasta sutiles.

Monitorización del aprendizaje motor fino y asociativo en ratones mediante la escalera Erasmus

El artículo describe los procedimientos experimentales para el paradigma de realidad virtual (VR) de pista lineal comúnmente utilizado en ratones, así como la determinación de la viabilidad de ejecutar tareas complejas de VR mediante la prueba de una tarea de discriminación de señal en forma de Y.

Procedimientos de entrenamiento conductual para la realidad virtual fija en la cabeza en ratones

El estudio actual describe una prueba de comportamiento motor fino para examinar los déficits motores en modelos de roedores, incluida la rata TgF344-AD, utilizando el aprendizaje automático.

Una tarea de motricidad fina para estudiar la cinemática articular en un modelo preclínico de enfermedad neurodegenerativa

Aprende a evaluar la prensión habilidosa en ratones mediante un auto-entrenador robótico automatizado. Este método optimiza el análisis conductual en neurociencia y estudios de recuperación post-ictus.

Evaluación de la prehensión habilidosa en ratones mediante un auto-entrenador

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