תרגול מתמשך משפר את הדיוק של תנועות מתואמות. כאן אנחנו מציגים את משימה להגיע יחידה גלולה, שנועדה להעריך את כישורי למידה וזיכרון של forelimb בעכברים.
מאמר שיטה
תרגול מתמשך משפר את הדיוק של תנועות מתואמות. כאן אנחנו מציגים את משימה להגיע יחידה גלולה, שנועדה להעריך את כישורי למידה וזיכרון של forelimb בעכברים.
אובייקטים שהגיעו ולאחזור דורשים תנועות מוטוריות מדויקות ומתואמת בforelimb. כאשר עכברים מאומנים שוב ושוב כדי להבין ולאחזר תגמולים מזון ממוקמים במיקום מסוים, הביצועים שלהם מנוע (מוגדר כדיוק ומהירות) משפר בהדרגה לאורך זמן, ומישורים לאחר אימון מתמשך. ברגע שמיומנות לכת כאלה היא שולט, האחזקה נוספת שלה אינה דורשת תרגול קבוע. כאן אנחנו מציגים את המשימה להגיע יחידה גלולה ללמוד הרכישה ותחזוקה של תנועות forelimb מיומנים בעכברים. בסרטון הזה, אנו מתארים ראשון התנהגויות של עכברים, כי הם נתקלו בדרך כלל בפרדיגמה למידה והזיכרון הזה, ולאחר מכן לדון כיצד לקטלג התנהגויות אלו ולכמת את התוצאות שנצפו. בשילוב עם גנטיקה עכבר, פרדיגמה זו יכולה להיות מנוצל כפלטפורמה התנהגותית כדי לחקור את הבסיס האנטומי, תכונות פיסיולוגיות, ומנגנונים מולקולריים של למידה וזיכרון.
הבנת מנגנוני הלמידה בסיסית וזיכרון היא אחד האתגרים הגדולים ביותר במדעי המוח. במערכת המוטורית, רכישת מיומנויות מוטוריות רומן עם פרקטיקה המכונית לעתים קרובות כלמידה מוטורית, ואילו השמירה על מיומנויות מוטוריות למדו בעבר הוא נחשבה לזיכרון מוטורי 1. לומד מיומנות מוטורית חדשה בדרך כלל בא לידי ביטוי בשיפור בביצועי מנוע רצוי לאורך זמן, עד לנקודה שבה המיומנות המוטורית היא גם שלמות או באופן משביע רצון עקבי. ברוב המקרים, הזיכרון המוטורי רכש יכול להימשך תקופה ארוכה של זמן, גם בהיעדרו של תרגול. בבני אדם, מחקרים הדמייה באמצעות טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET) ותהודה מגנטית תפקודית (fMRI) הראו כי קליפת המוח מוטורי ראשונית (M1) שינויים בפעילות במהלך שלב רכישת המיומנות מוטורית לומדת 2-4, והפרעות זמניות של פעילות M1 ידי גרייה מגנטית בתדר נמוך מובילה לsignificantly שיבש שמירה של שיפור התנהגותי מנוע 5. בדומה לכך, הכשרת forelimb הספציפי בחולדות גורמת פלסטיות תפקודית ואנטומיים בM1, שהודגמה על ידי העלייה של שתי פעילות C-FOS ויחס סינפסה / נוירון בנגדי M1 לforelimb המאומן בשלב מאוחר של מיומנות המוטורית למידה 6. יתר על כן, הפרדיגמה הכשרה דומה גם מחזקת את השכבה 2/3 חיבורים אופקיים בM1 הנגדי המקבילים לforelimb המאומן, וכתוצאה מכך הגברה מופחתת לטווח ארוך (LTP) ודיכאון ארוך טווח משופר (בע"מ) לאחר חולדות לרכוש את המשימות 7. שינוי הסינפטי כזה, לעומת זאת, לא נצפה באזורים בקליפת המוח M1 המתאימים forelimb או hindlimbs 8 לא מאומנים. לחלופין, כאשר M1 פגום באמצעות שבץ, יש ליקויים דרמטיים בforelimb מוטורי מיומנויות ספציפיות 9. בעוד שרוב המחקרים התנהגותיים המוטוריים שנערכו על בני אדם, קוףים, וחולדות 2-8,10-17, עכברים הפכו מערכת מודל אטרקטיבית בגלל הגנטיקה החזקה שלה והעלות נמוכה.
כאן אנו מציגים פרדיגמה למידה מוטורית מיומנות forelimb ספציפי: משימה להגיע יחידה גלולה. בפרדיגמה זו, עכברים מאומנים להאריך forelimbs דרך פתח צר להבנה ולאחזר כדורי מזון (זרעי דוחן) ממוקמים במיקום קבוע, התנהגות מקבילה ללימוד חץ וקשת, חץ זריקת, וכדורי סל ירי באדם. משימה להגיע לזה שונה ממחקרים קודמים עכברוש שהראו תוצאות דומות בין עכברים וחולדות 18. באמצעות ההדמיה transcranial שני פוטונים, העבודה הקודמת שלנו יש אחרי הדינמיקה של קוצים הדנדריטים (מבני postsynaptic לסינפסות מעוררות הרוב) לאורך זמן באימונים. מצאנו שאימון אחד הוביל להופעתם המהירה של קוצים הדנדריטים חדשים על נוירונים פירמידליים בנגדי הקורטקס המוטורי לforelimb המאומן. Sאימון ubsequent של אותה המשימה להגיע מעדיף התייצב קוצים מושרה מידה אלה, שנמשך זמן רב לאחר אימון הופסק 19. יתר על כן, עמוד השדרה שצצה במהלך חזרות להגיע למשימה נטתה אשכול לאורך הדנדריטים, ואילו עמוד השדרה נוצרה במהלך ביצוע בד בבד להגיע למשימה ומשימה אחרת forelimb הספציפי מוטורית (כלומר את משימת טיפול פסטה) לא אשכול 20.
בסרטון הנוכחי, אנו מתארים צעד אחר צעד ההתקנה של הפרדיגמה ההתנהגות הזה, ממניעת המזון הראשונית לעיצוב, ולאימון מוטורי. אנו גם מתארים את ההתנהגויות הנפוצות של עכברים במהלך התהליך של ביצוע הפרדיגמה ההתנהגות הזה, וכיצד התנהגויות אלה מסווגות ונותחו. לבסוף, אנו דנים באמצעי הזהירות הדרוש כדי לתרגל את הפרדיגמה כגון למידה והבעיות שעלולות להיות נתקל במהלך נתונים מנתח.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ניסויים שתוארו בכתב היד הזה בוצעו בהתאם להנחיות והתקנות שנקבעו על ידי אוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז מוסדי הטיפול בבעלי חיים ועדת שימוש.
1. התקנה (ראה גם חומרי רשימה)
2. מזון מניעת (2 ימים)
3. עיצוב (ימי 3-7)
הערות:
4. הדרכה (8 + ימים)
הערות:
5. Datכימות
ישנן דרכים רבות כדי לכמת התנהגות עכבר לאחר אימון. שני ניתוחים הכי ישר קדימה הם:
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עקומת למידה:
שליטה במיומנות מוטורית לעתים קרובות דורשת תרגול מתמשך לאורך זמן. עקומה אופיינית ממוצע למידה מורכבת משני שלבים: בשלב רכישה ראשוני שבמהלכו משפר את שיעור ההצלחה בהדרגה, ושלב גיבוש מאוחר יותר, כאשר שיעור ההצלחה מגיע למישור (איור 2 ג). יש לציין את עקומות הלמידה של עכברים בודדים להשתנות; עכברים שונים לקחת מספר שונה של ימים כדי להגיע לרמת הרמה, ועקומות למידה של פרט הן בדרך כלל לא חלק כמו ממוצע...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חשיבותו של שלב העיצוב:
בגלל חרדה מוגברת מלהיות בסביבה לא מוכרת, קשה בדרך כלל לעכברים להיות מאומנים בסביבת רומן 21,22. לכן, המטרה של עיצוב היא להכיר עכברים עם חדר האימונים, המאמן (כלומר להפחית את רמות החרדה שלהם), ואת דרישות המשימה (כלומר לזהות זרעים כמקור מזון). מטרה נוספת של העיצוב היא לקבוע את הגפיים המועדפים של עכברים בודדים לאימונים עתידיים. במהלך עיצוב, זה קריטי, כי העכברים הם לא בצ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שום ניגוד עניינים.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק (1R01MH094449-01A1) מהמכון הלאומי לבריאות הנפש לYZ
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| תא אימונים בקופסת אקריליק שקופה | למידות, ראה <חזק>איור 1A | ||
| מגש מוטה לעיצוב | בהתאמה אישית משקופיות זכוכית, ראה <חזק>איור 1B | ||
| פלטפורמת מזון לאימון | למידות, ראה <חזק>איור 1C | ||
| זרעי דוחן | סונן מ " מזון ציפורי בר יונה ושליו משלבים מזון ציפורי בר" (כל היצורים החיים) | ||
| מלקחיים | להנחת הזרעים | ||
| משקל משקל | למדידת משקל גוף | ||
| יומית שעון | למדידת זמן במהלך מפגשי עיצוב/אימון |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה