La tâche de Supination bouton : Une méthode semi-automatique d’évaluation des fonctions du membre antérieur chez le rat

L’objectif global de cette tâche comportementale est d’entraîner les rats à tourner un bouton de la paume vers le bas à la paume vers le haut, ce qu’on appelle la supination. Cet outil est utilisé pour tester le fonctionnement du système moteur avant et après une blessure ou une intervention. Nous avons développé cette tâche pour tester la fonction corticospinale chez le rat.

Nous avons constaté que la tâche de supination du bouton est plus sensible aux lésions corticospinales que les tâches actuelles de dextérité, telles que l’atteinte des granules. Cette tâche est semi-automatisée, ce qui la rend quantitative, objective et à haut débit. En quantifiant la supination, la tâche mesure un mouvement cliniquement important qui évalue une voie neuronale importante.

Thelma Bethea, notre directrice de laboratoire et technicienne de recherche, fera la démonstration de la procédure. Tout au long du protocole, entraînez les rats deux fois par jour, une fois le matin et une fois l’après-midi, avec au moins des heures entre les sessions. Commencez par habituer les rats pour les familiariser avec la boîte de test et la manipulation.

Tout d’abord, configurez la boîte. Rétractez complètement le dispositif à bouton en appuyant sur la touche fléchée vers le bas du positionneur automatique. Placez ensuite le rat dans la boîte comportementale pendant 15 minutes.

Après 15 minutes, manipulez chaque rat à la main pendant au moins cinq minutes pour familiariser le rat avec l’expérimentateur. Répétez cette opération pendant cinq jours avant de faire avancer l’expérience. La phase suivante consiste à créer une association de récompenses.

Le but est d’entraîner le rat à associer le fait de tourner le bouton à une récompense alimentaire. Tout d’abord, ouvrez le logiciel et entrez l’identification du rat sous Nom, puis réglez le terrain sur K1 : Knob Shaping No Pulley. Cela permet au rat d’être nourri tant qu’il tourne le bouton au-delà de trois degrés pendant les fenêtres de récompense de deux secondes.

Ensuite, placez le rat dans la boîte comportementale et appuyez sur Démarrer pour commencer la session. Familiarisez le rat avec l’abreuvoir en distribuant manuellement deux ou trois granulés et en tapotant le côté de la boîte où se trouve l’abreuvoir de récompense. Une fois que le rat connaît l’emplacement de la récompense, ne distribuez manuellement une pastille que lorsque le rat se déplace devant l’ouverture.

Cela associera la récompense à l’ouverture. Une fois que le rat se déplace de manière fiable vers l’ouverture en prévision d’une pastille de récompense, conditionnez le rat à interagir avec le manipulandum. Incitez le rat à s’engager avec lui en plaçant une pastille de 45 milligrammes à proximité.

Si cela ne fonctionne pas, appliquez de la poussière de granulés directement sur le manipulandum. Si le rat s’éloigne de l’ouverture, appuyez sur la case près du manipulandum pour rediriger son attention. Ne récompensez le rat que lorsqu’il touche le pommeau avec ses mains, pas lorsqu’il mord ou renifle le manipulandum.

Une fois que le rat a obtenu 10 récompenses consécutives, utilisez la touche fléchée vers le bas sur le positionneur automatique pour rétracter le manipulandum de 0,25 centimètre. Continuez à repositionner le manipulandum par incréments de 0,25 centimètre jusqu’à ce qu’il soit à 1,25 centimètre de l’ouverture. C’est le but ultime de l’association de récompense, et une fois qu’un rat le fait en deux séances consécutives, passez à l’entraînement de contrepoids.

Après une demi-heure d’entraînement, terminez la session en appuyant sur Stop dans le logiciel. Pour vous préparer à l’entraînement au contrepoids, commencez par placer un contrepoids de trois grammes sur le manipulandum au point d’attache en forme de L. Faites ensuite passer la corde de contrepoids à travers la poulie jusqu’à ce que le contrepoids pend librement.

Pour lancer la session, ouvrez d’abord le logiciel, entrez le nom du rat et réglez le terrain sur K2 :Knob Shaping Pulley. Cela place le manipulandum à 1,25 centimètre de l’ouverture. Ensuite, mettez le rat dans la boîte comportementale et appuyez sur Démarrer dans le logiciel pour commencer la session.

Après au moins 100 essais réussis, terminez la session en appuyant sur Stop dans le logiciel. Une fois que le rat a terminé deux séances consécutives avec plus de 100 essais réussis, augmentez la masse du contrepoids d’un gramme lors de la prochaine séance. Suite à ce programme, augmentez progressivement le poids jusqu’à six grammes sur une moyenne de six séances.

Au cours de cet entraînement, il est impératif que le mouvement de supination correct soit récompensé et qu’un mouvement de supination incorrect soit façonné. La formation du mouvement de supination se poursuit également dans l’entraînement de base. Lors de la correction du comportement de supination, limitez manuellement le mouvement du manipulandum et récompensez le bon comportement de supination même s’il échoue en appuyant sur le bouton Feed du logiciel.

À ce stade, entraînez les rats à supiner selon les critères de base, qui dans ce cas sont de tourner le bouton de 75 degrés avec un contrepoids de six grammes à un taux de réussite de 75 % ou plus. Après avoir réglé le contrepoids, utilisez l’option KSB4 :Knob Training Median 75 Max dans le logiciel. Cela définit le seuil initial à cinq degrés.

Il définit le seuil d’accès minimum à 15 degrés et définit le seuil d’accès maximum à 75 degrés. Le logiciel augmentera automatiquement le seuil minimum pour tourner le bouton en fonction de l’identité du rat et de ses performances passées, de sorte que l’entrée de l’utilisateur est minimisée à ce stade. Après 30 minutes, arrêtez la séance.

Après environ 10 jours ou 20 sessions, la plupart des rats terminent la phase d’adaptation et sont capables de tourner le bouton à un angle de crête moyen de 75 degrés ou plus. Une fois la formation de base terminée, faites passer le rat à la phase suivante de la formation, qui est gérée par l’étape logicielle K27:75 Degrees. Pour mettre fin aux sessions à ce stade, appuyez sur arrêter après 30 minutes ou 100 essais, selon la première éventualité.

Gardez chaque rat à ce stade de l’entraînement jusqu’à ce qu’il puisse compléter quatre lignes de base consécutives avec un taux de réussite de 75 % ou plus. Un rat dressé peut ensuite être utilisé pour des manipulations expérimentales en utilisant cette tâche comme mesure de la fonction des membres antérieurs. Sur un bassin de 56 rats, 75 % ont acquis la tâche initiale.

Cette étape comportait la formation la plus pratique. Ensuite, les rats ont progressé vers l’utilisation d’un contrepoids de six grammes au septième jour, puis ont passé 10 jours à apprendre à tourner le bouton avec une tendance généralement à la hausse de l’angle de supination. Au 17e jour, la plupart des rats ont enregistré leur première ligne de base, et si un rat n’atteignait pas la ligne de base au 20e jour, il était retiré de l’étude.

Un rat qui ne réussit pas peut montrer une progression pendant quelques jours, mais ne pourra pas avancer avec le groupe parce qu’il ne travaille pas avec la bonne prise. Au cours du premier tiers de l’entraînement, le rat peut commencer à supiner, mais la forme ondulatoire de son action peut révéler qu’il effectue deux tours là où les rats qui réussissent n’en ont besoin que d’un. Dans le tiers médian de l’entraînement, l’augmentation normale de l’angle de crête de 20 à 50 degrés, qui s’accompagne d’une courbe de crête unique définie, peut ne montrer qu’une augmentation marginale de l’angle de crête chez les rats qui ne parviennent pas à supiner correctement.

Dans le dernier tiers de l’entraînement, il devrait y avoir une forme d’onde unique très prononcée ; Cependant, un rat infructueux peut présenter un angle de crête bien inférieur au critère de succès requis en plus d’avoir plusieurs pics. Le rat qui n’a pas réussi peut éventuellement apprendre la tâche, mais il peut également le faire avec des compensations de non-supination, ce qui rend le rat déconseillé pour une utilisation dans des études ultérieures. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’entraîner les rats à effectuer une supination des membres antérieurs au départ et à résoudre les mouvements de supination incorrects.

Assurez-vous de rester vigilant et observateur pendant que les rats apprennent à supiner. La correction du comportement de la supination à un stade précoce est cruciale pour le succès de cette procédure d’entraînement. Dans l’ensemble, la procédure est censée être rapide.

Une fois que les rats ont atteint la ligne de base, l’expérimentateur n’a qu’à placer le rat dans la boîte, démarrer le logiciel, puis retirer le rat lorsqu’il a terminé sa session. En plus de cette vidéo, plusieurs ressources sont disponibles sur le site web de notre laboratoire. Merci, et bonne chance dans vos expériences.