Name: Étude habiletés motrices apprentissage par simple granulés tâches Atteindre chez la souris (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-04T17:05:00.000+00:00
Duration: 6 min 4 s
Description: Apprenez la tâche d'atteinte à simple granulé pour évaluer l'apprentissage moteur et la mémoire chez la souris. Cette méthode permet d'étudier les mécanismes neuronaux de l'acquisition des habiletés motrices.

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Les expériences décrites dans ce manuscrit ont été réalisées en conformité avec les directives et règlements établis par l&#39;Université de Californie, Santa Cruz institutionnel de protection des animaux et l&#39;utilisation Comité. Une. Setup (voir aussi liste des matières) <ol><li> Utiliser des semences de mil sous forme de granulés alimentaires. </li><li> Utilisez une claire chambre de formation en plexiglas sur-mesure (20 cm de haut, 15 cm de profondeur, et 8,5 cm de large, mesuré à partir de l&#39;extérieur, avec l&#39;épaisseur de plexiglas de 0,5 cm) qui contient trois fentes verticales (une fente sur le bord «mise en forme», et deux fentes sur le bord «formation» en face). Les fentes verticales doivent être de 0,5 cm de large et 13 cm de hauteur et être situé sur la paroi avant de la boîte: au centre, sur le côté gauche et sur ​​le côté droit (figure 1A). </li><li> Utilisez un plateau incliné pour maintenir les semences utilisées pendant les séances de mise en forme. Le plateau peut être faite sur commande de trois lames de verre (figure 1B). </li><li> Prepare une plate-forme de nourriture (8,5 cm de long, 4,4 cm de large et 0,9 cm de hauteur). Cette plate-forme de nourriture est placée dans la face avant (face au formateur) de la chambre de formation au cours de sessions de formation. Il ya deux fentes divot sur la plate-forme de la nourriture pour les graines de positionnement, une fente sur le côté gauche, et l&#39;autre fente sur le côté droit. Les mottes sont de 0,3 cm du bord long et 2,4 cm du bord largeur (figure 1C). La fentes divot gauche et droite correspondent à la fente à gauche et à droite dans la chambre de formation de la souris et sont utilisés pour la formation des membres antérieurs dominantes. Le but d&#39;avoir ces fentes divot est de s&#39;assurer que la semence est placée toujours au même endroit pour chaque tentative d&#39;atteindre. </li><li> Pendant les sessions ont en main une paire de pinces, balance et un chronomètre. </li></ol> 2. Pénuries alimentaires (2 jours) <ol><li> Peser chaque souris pour obtenir un poids de base avant la privation de nourriture. </li><li> Alimentaire restreindre souris pendant 2 jours pour lancer de poids corporelperte. Comme point de départ général, souris reçoivent 0,1 g de nourriture par 1 g de poids corporel par jour (par exemple une souris de 15 g, on commence généralement avec 1,5 g d&#39;aliment). Ajuster la quantité de nourriture sur la base du poids du corps de base, le taux de perte de poids, le sexe et l&#39;âge des souris. Alors que le poids du corps peut continuer à diminuer un peu plus pendant la phase de mise en forme, telle réduction du poids corporel (soit ~ 90% du poids de base d&#39;origine) doit être maintenue tout au long de la formation (figures 2A et 2B). La quantité d&#39;aliment nécessaire pour maintenir le poids corporel de la souris est généralement la même que la quantité utilisée dans la restriction. </li></ol> 3. Mise en forme (3-7 jours) <ol><li> acclimatation de l&#39;habitat du Groupe (jour 1): Mettez deux souris dans la chambre de formation en même temps. Placer environ 20 graines / souris à l&#39;intérieur de la chambre pour leur consommation. Laissez les souris de rester dans la chambre pendant 20 min, puis les remettre dans leur maisoncage. </li><li> Acclimatation individuel de l&#39;habitat (Jour 2): La même installation que dans l&#39;étape 3.1, mais placer la souris dans la chambre de formation individuellement. L&#39;objet du groupe et individuel acclimatation de l&#39;habitat est d&#39;obtenir la souris familiariser à la fois avec la chambre de formation et les graines de millet. </li><li> Détermination de la patte antérieure domination (Jour 3 et plus tard): Placez le côté unique de fente de la chambre de formation orientée vers le bas (figure 1D). Remplir le bac à nourriture avec des graines. Appuyez sur le bac par la nourriture vers le haut contre la paroi avant de la chambre de formation pour permettre aux graines accessible à la souris. Placez la souris dans la cage individuellement. Si elles sont suffisamment intéressés par les graines situées sur le plateau de nourriture, ils labourent à travers la fente pour obtenir la graine à l&#39;intérieur. Ils seront ensuite ramasser les graines et les consommer. «Façonner» est considérée comme terminée lorsque les deux conditions suivantes sont réunies: 1) la souris effectue 20 tentatives atteignant moins de 20 min, et 2) plus de 70% atteint sont performed avec un membre antérieur. </li></ol> Notes: <ol><li> Si la souris utilise sa langue pour obtenir les graines dans la chambre, déplacer le plateau de la fente légèrement. L&#39;augmentation de la distance pour atteindre décourage la souris pour utiliser sa langue pour acquérir la semence et facilite sa patte avant atteignant ainsi. </li><li> Si la souris ne peut pas terminer l&#39;élaboration d&#39;ici une semaine, le laisser tomber de l&#39;expérience. </li></ol> 4. Formation (8 + Jours) <ol><li> Placez le côté à double fente de la chambre de formation vers le bas (figure 1E). </li><li> Placer la souris dans la cage individuellement. Mettez les graines individuelles sur la plate-forme de la nourriture dans la motte de terre correspondant à la patte préféré (pour la souris à droite, utilisez la fente sur le côté droit de la souris). </li><li> Observer le comportement de la souris et atteindre marquer selon les catégories suivantes: <ol><li> Succès: La souris atteint avec la patte préféré, saisit et retrieves la graine, et le nourrit dans sa bouche. </li><li> Rejeter: La souris atteint avec la patte préféré, saisit la graine, mais il tombe avant de le mettre dans sa bouche. </li><li> Échec: La souris atteint avec la patte préféré vers la graine, mais il manque soit la semence ou il frappe hors de la plaque de maintien. </li></ol></li><li> Former les souris pendant 30 tentatives portée sur la branche préférée ou 20 min (selon la première éventualité) par jour. </li><li> Placez la souris dans leur cage après une formation et de fournir quantique alimentaire quotidienne. </li></ol> Notes: <ol><li> Dans certains cas, les souris atteignent même quand il n&#39;y a pas de semence placée sur la plate-forme de nourriture. Ces tronçons sont considérés comme des «tronçons en-vain&quot; et ne sont pas comptés dans le nombre total de tentatives portée. Pour décourager &quot;atteint en-vain&quot;, les souris de train de marcher vers l&#39;autre extrémité de la chambre de formation avant de placer la graine prochaine. Une stratégie similaire a été utilisée chez le rats pour une tâche comportementale similaire 21. Souris parfois atteignent également avec la patte non préféré dans la présence de la graine. Ces tronçons sont considérés comme des «confins» controlatérale et ne comptent pas dans le nombre total de tronçons soit. </li><li> Pour limiter les variations du comportement liés aux fluctuations du rythme circadien, effectuer toutes les séances de mise en forme et de formation au même moment de la journée, pendant les heures normales d&#39;éveil pour les souris. </li><li> Pour éviter la variation du comportement dû à différents formateurs, assurez-vous que la même personne forme le même souris tout au long de l&#39;expérience. </li><li> Attention de souris est essentiel pour ce test comportemental. Former des souris dans une pièce séparée et calme pour minimiser la perturbation de l&#39;environnement. </li><li> Les souris peuvent être formés avec plus de 30 atteint quotidienne (par exemple, 50 tronçons). L&#39;augmentation du nombre de tentatives atteint, il est possible d&#39;examiner une amélioration du comportement au sein de la même session de formation. </li></ol> 5. Datune quantification Il existe de nombreuses façons de quantifier le comportement de la souris après la formation. Deux analyses les plus straight-forward sont: <ol><li> Taux de réussite = atteint plus de succès total des tentatives ambitieuses, présentés sous forme de pourcentages. Les taux d&#39;abandon et d&#39;échec peuvent être tracées de la même façon. </li><li> Vitesse de succès = nombre de tentatives réussies divisé par le temps, présenté comme atteint avec succès par minute. Dans la plupart des cas, la vitesse de succès continue d&#39;augmenter, même lorsque le taux de succès atteint le plateau. </li></ol>

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</ol>

Les auteurs déclarent aucun conflit d&#39;intérêt.

Importance de la phase de mise en forme: En raison de l&#39;anxiété accrue d&#39;être dans un environnement inconnu, il est généralement difficile pour les souris à être formés dans un nouvel environnement 21,22. Par conséquent, l&#39;objectif de la mise en forme est de familiariser les souris avec la chambre de formation, le formateur (réduire leurs niveaux d&#39;anxiété), et les exigences de la tâche (c&#39;est à dire d&#39;identifier les semences comme source de ...

Comprendre les mécanismes de l&#39;apprentissage et de la mémoire sous-jacente est l&#39;un des plus grands défis en neurosciences. Dans le système de moteur, l&#39;acquisition de nouvelles habiletés motrices avec la pratique est souvent désigné comme l&#39;apprentissage moteur, alors que le maintien des habiletés motrices déjà apprises est considéré comme la mémoire du moteur 1. Apprendre une nouvelle compétence de moteur se traduit généralement par une amélioration de la performance du moteur souhaitée au fil du temps, jusqu&#39;à un point où la motricité est soit perfectionné ou satisfaisante cohérente. Pour la plupart des cas, la mémoire de moteur acquis peut persister pendant une longue période de temps, même en l&#39;absence de la pratique. Chez l&#39;homme, des études de neuro-imagerie utilisant la tomographie d&#39;émission de positons (TEP) et l&#39;imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ont montré que le cortex moteur primaire (M1) des changements d&#39;activité au cours de la phase d&#39;acquisition du moteur compétence apprentissage 2-4, et l&#39;ingérence temporaire d&#39;activité M1 par basse fréquence de stimulation magnétique transcrânienne conduit à significantly perturbé rétention de moteur amélioration du comportement 5. De même, une formation spécifique des membres antérieurs chez le rat induit plasticité fonctionnelle et anatomique dans le M1, comme en témoigne l&#39;augmentation à la fois de l&#39;activité de c-fos et rapport synapse / neurone dans le controlatéral M1 à la patte antérieure formée au cours de la phase tardive de moteur compétence d&#39;apprentissage 6. En outre, un paradigme de formation similaire renforce également la couche 2/3 des connexions horizontales dans le M1 controlatéral correspondant à la patte antérieure formés, ce qui réduit la potentialisation à long terme (LTP) et le renforcement de la dépression à long terme (LTD) après rats acquérir les tâches 7. Cette modification synaptique, cependant, n&#39;est pas observée dans les régions corticales M1 correspondant à la patte avant sans formation ou postérieurs 8. Sinon, lorsque le M1 est endommagé par accident vasculaire cérébral, il ya des lacunes dramatiques membres antérieurs habiletés motrices spécifiques 9. Alors que la plupart des études sur le comportement du moteur ont été menées sur l&#39;homme, le singes, et les rats 2-8,10-17, les souris deviennent un système de modèle attrayant en raison de sa génétique puissants et à faible coût. Nous présentons ici une patte antérieure spécifique l&#39;apprentissage des habiletés motrices paradigme: une tâche d&#39;atteindre un seul culot. Dans ce paradigme, les souris sont formés pour étendre leurs pattes avant à travers une fente étroite pour saisir et récupérer des boulettes de nourriture (graines de millet) placées à un endroit fixe, un comportement analogue à l&#39;arc, fléchettes jets, et de basket de tir à l&#39;homme d&#39;apprentissage. Cette tâche atteindre a été modifié depuis les études de rat précédentes qui ont montré des résultats similaires entre les souris et les rats 18. En utilisant deux photons imagerie transcrânienne, notre travail précédent a suivi la dynamique des épines dendritiques (structures post-synaptiques excitateurs pour synapses majoritaire) dans le temps au cours de cette formation. Nous avons constaté que d&#39;une seule session de formation a conduit à l&#39;émergence rapide de nouvelles épines dendritiques sur les neurones pyramidaux dans la controlatéral du cortex moteur à la patte antérieure formés. Sformation de ubsequent de la même tâche pour atteindre stabilisé préférentiellement ces épines induite apprentissage, qui a persisté longtemps après la formation terminée 19. En outre, des épines qui ont émergé au cours des répétitions d&#39;atteindre tâche ont tendance à se regrouper le long des dendrites, tandis que les épines formées pendant l&#39;exécution du tandem d&#39;atteindre tâche et une autre tâche motrice spécifique-pattes avant (c&#39;est à dire la tâche de manipulation de pâtes) ne regroupent 20. Dans la présente vidéo, nous décrivons étape par étape de la configuration de ce paradigme comportemental, de la privation de nourriture initiale de mise en forme, et à la formation du moteur. Nous décrivons également les comportements communs de souris au cours du processus de l&#39;exécution de ce paradigme comportemental, et comment ces comportements sont classés et analysé. Enfin, nous discutons des mesures de précaution nécessaires pour pratiquer un tel paradigme de l&#39;apprentissage et les problèmes qui peuvent être rencontrés lors de l&#39;analyse des données.

<table><tbody><tr><td>Chambre d’entraînement dans une boîte</td><td></td><td></td> en acrylique transparent <td>Pour les dimensions, voir Figure 1A</td></tr><tr><td>Plateau incliné pour le façonnage</td><td></td><td></td><td>Fabriqué sur mesure à partir de lames de verre, voir Figure 1B</td></tr><tr><td>Plate-forme alimentaire pour l’entraînement</td><td></td><td></td><td>Pour les dimensions, voir Figure 1CGraines</td></tr> de <tr><td>millet&nbsp ;</td><td></td><td></td><td>Filtré de " Nourriture pour oiseaux sauvages, mélange de colombes et de cailles, nourriture pour oiseaux sauvages" (Tous les êtres vivants)</td></tr><tr><td>Pince</td><td></td><td></td><td>pour placer les graines</td></tr><tr><td>Une balance</td><td></td><td></td><td>Pour la mesure quotidienne du poids corporel</td></tr><tr><td>Un chronomètre</td><td></td><td></td><td>Pour la mesure du temps pendant les séances de mise en forme/entraînement</td></tr></tbody></table>

Étude habiletés motrices apprentissage par simple granulés tâches atteindre chez la souris

Study Motor Skill Learning by Single-pellet Reaching Tasks in Mice

Atteinte pour la récupération des objets et exigent des mouvements de motricité précises et coordonnées dans le membre antérieur. Lorsque les souris sont formés à plusieurs reprises pour saisir et récupérer des récompenses alimentaires placés à un endroit spécifique, leur performance du moteur (défini comme la précision et la vitesse) améliore progressivement au fil du temps, et les plateaux après la formation persistante. Une fois cette compétence est maîtrisée atteindre, outre son entretien ne nécessite pas une pratique constante. Ici, nous introduisons une tâche d&#39;atteindre un seul culot d&#39;étudier l&#39;acquisition et l&#39;entretien des mouvements des membres antérieurs qualifiés chez les souris. Dans cette vidéo, nous décrivons d&#39;abord les comportements de souris qui sont couramment rencontrées dans ce paradigme apprentissage et la mémoire, puis discuter de la façon de classer ces comportements et de quantifier les résultats observés. Combiné avec la génétique de la souris, ce paradigme peut être utilisé comme une plate-forme de comportement à explorer les fondements anatomiques, propriétés physiologiques et les mécanismes moléculaires de l&#39;apprentissage et de la mémoire.

La courbe d&#39;apprentissage: La maîtrise d&#39;une habileté motrice nécessite souvent la pratique persistante au fil du temps. Une courbe typique de la moyenne d&#39;apprentissage est constitué de deux phases: une phase d&#39;acquisition initiale au cours de laquelle le taux de réussite s&#39;améliore progressivement, et une phase de consolidation plus tard, lorsque le taux de succès atteint le plateau (figure 2C). Il convient de noter les courbes d&#39;apprentissage des sour...

Pratique persistante améliore la précision des mouvements coordonnés. Ici, nous introduisons une tâche d&#39;atteindre un seul culot, qui est conçu pour évaluer l&#39;apprentissage et la mémoire des membres antérieurs compétences chez les souris.

Étude habiletés motrices apprentissage par simple granulés tâches Atteindre chez la souris

Reaching for and retrieving objects require precise and coordinated motor movements in the forelimb. When mice are repeatedly trained to grasp and ...

L'objectif général de cette procédure est d'entraîner des souris à une habileté motrice spécifique à quatre M. Cela fournit un bon modèle comportemental pour évaluer l'apprentissage moteur et la mémoire. Chez la souris, la première étape consiste à laisser les animaux s'habituer à la chambre d'entraînement et aux granulés alimentaires.Ensuite, des pastilles alimentaires sont placées à portée de la fente de modelage, et la patte préférée utilisée pour la récupération est déterminée après la période de modelage. Les souris sont entraînées avec la tâche de saisie d'une pastille unique, et le nombre de saisies correctes effectuées avec la patte préférée est enregistré. En définitive, ce protocole fournit un paradigme comportemental permettant d'étudier les modifications cérébrales à de nombreux niveaux pendant l'apprentissage moteur et la formation de la mémoire.Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des neurosciences, telles que la manière dont l'apprentissage moteur est corrélé à la plasticité structurelle et aux altérations moléculaires dans le cerveau de la souris, et comment diverses maladies neurologiques perturbent les habiletés motrices fines.

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Apprendre de nouvelles associations stimulus-réponse engage un large éventail de processus neuronaux qui sont finalement pris en compte dans l'évolution sortie de pic de neurones individuels. Nous décrivons ici un protocole de comportement permettant un enregistrement continu de l'activité unique neurone tandis que les animaux acquièrent, éteindre, et réacquérir une réponse conditionnée dans une seule session expérimentale.

L&#39;enregistrement des potentiels d&#39;action unique neurones de se déplacer librement à travers Pigeons Trois étapes de l&#39;apprentissage

Les modèles murins sont devenus de plus en plus populaires dans les études de neurosciences comportementales.  Au fur et à mesure que les modèles progressent, il est important de développer des mesures comportementales sensibles spécifiques à la souris.  Ce protocole décrit la tâche d’atteinte de la matrice de pâtes, qui est une tâche motrice qualifiée à utiliser dans des modèles murins d’AVC.

Compensatoire Membre utilisation et l&#39;évaluation comportementale de l&#39;apprentissage moteur de compétence Après sensorimotrice Cortex blessures dans un modèle de souris de l&#39;AVC ischémique

Un paradigme est présenté pour analyser l’acquisition d’une tâche d’atteinte des membres antérieurs de haute précision chez les rats.

Acquisition d&#39;une haute précision qualifiés forelimb Atteindre Groupe chez les rats

Un paradigme est présenté pour la formation et l'analyse d'une tâche qualifiée atteignant automatisée chez les rats. Analyse des tentatives de traction révèle sous-processus distincts de l'apprentissage moteur.

Enquête sur les processus d&#39;apprentissage de compétences du moteur avec une robotique manipulandum

La méthode d'évaluation de l'impact de la formation sur la motricité est un outil utile. Malheureusement, la plupart des évaluations comportementales peuvent être laborieuses et/ou coûteuses. Nous décrivons ici une méthode robotique d'évaluation de la préhension (atteindre-à-grasp) compétence chez les souris.

Évaluer la préhension des personnes qualifiées chez les souris à l'aide d'un auto-formateur

L'atteinte habile de rongeur est couramment employée pour étudier des qualifications habiles, mais exige le temps et l'effort significatifs pour mettre en œuvre la tâche et analyser le comportement. Nous décrivons une version automatisée de l'atteinte habile avec le suivi de mouvement et la reconstruction tridimensionnelle des trajectoires de portée.

Rat automatisé Single-Pellet Atteindre avec la reconstruction en 3 dimensions des trajectoires de patte et de chiffres

Le présent protocole décrit comment utiliser l’optogénétique sans fil combinée à la vidéographie à grande vitesse dans une seule tâche de portée à la saisie de pastilles pour caractériser les circuits neuronaux impliqués dans la performance du comportement moteur qualifié chez les souris en mouvement libre.

In vivo Contrôle optogénétique sans fil du comportement moteur qualifié

Cet article présente un protocole qui permet une évaluation non invasive et automatisée des performances de motricité fine, ainsi qu’un apprentissage moteur adaptatif et associatif lors de défis, à l’aide d’un dispositif appelé Erasmus Ladder. La difficulté de la tâche peut être titrée pour détecter une déficience motrice allant de degrés majeurs à subtils.

Suivi de l’apprentissage de la motricité fine et associative chez la souris à l’aide de l’échelle Erasmus

La présente étude décrit un test de comportement moteur fin pour examiner les déficits moteurs dans des modèles de rongeurs, y compris le rat TgF344-AD, à l’aide de l’apprentissage automatique.

Une tâche de motricité fine pour étudier la cinématique articulaire dans un modèle préclinique de maladie neurodégénérative

Tâches comportementales qui permettent l'évaluation des capacités de synchronisation de perception et sensori-motrices dans la population générale (ce est à dire, non-musiciens) sont présentés. Synchronisation des tapotement des doigts au rythme de un stimuli auditifs et la détection des irrégularités rythmiques fournit un moyen de découvrir des troubles du rythme.

Découvrir beat Surdité: détection des troubles du rythme avec le doigt taraudage synchronisé et tâches de temporisation perceptuelles

Apprenez la tâche d'atteinte à simple granulé pour évaluer l'apprentissage moteur et la mémoire chez la souris. Cette méthode permet d'étudier les mécanismes neuronaux de l'acquisition des habiletés motrices.

Étude habiletés motrices apprentissage par simple granulés tâches Atteindre chez la souris

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