Name: מיומנות מוטורית חקר למידה על ידי משימות להגיע חד גלולה בעכברים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-04T17:05:00.000+00:00
Duration: 6 min 4 s
Description: למדו משימת הגעה לחד גלולה להערכת למידת מיומנויות וזיכרון מוטורי בעכברים. שיטה זו מאפשרת לחוקרים לחקור שינויים מוחיים במהלך רכישת מיומנויות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי מענק (1R01MH094449-01A1) מהמכון הלאומי לבריאות הנפש לYZ

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) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בזרעי דוחן ככדורי מזון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש קאמרי מחוייט ברור אימון פרספקס (20 סנטימטר, 15 סנטימטר עמוק, ורחב 8.5 סנטימטר, שנמדד מבחוץ, עם העובי של סנטימטר פרספקס 0.5) המכיל שלושה חריצים אנכיים (סדק אחד על קצה &#39;עיצוב&#39;, ושני חריצים על קצה &#39;ההכשרה&#39; ההפוך). החריצים האנכיים צריכים להיות 0.5 ס&quot;מ רוחב ו 13 סנטימטר ולהיות ממוקם בדופן הקדמי של הקופסה: במרכז, בצד השמאל, ובצד ימין (איור 1 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במגש נטוי להחזיק את הזרעים המשמשים במהלך פגישות בעיצוב. המגש יכול להיות מותאם אישית משלוש שקופיות זכוכית (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תכשיריםמחדש פלטפורמת מזון (8.5 סנטימטר, רוחבו 4.4 סנטימטר, ו0.9 סנטימטר). פלטפורמת מזון זו ממוקמת בצד הקדמי (מול המאמן) של חדר אימונים במהלך אימונים. ישנם שני חריצי divot על פלטפורמת מזון לזרעי מיצוב, חריץ אחד בצד השמאל, ואת החריץ האחר בצד ימין. Divots הוא 0.3 סנטימטר מהקצה הארוך, ו2.4 סנטימטר מקצה הרוחב (איור 1 ג). השמאל וחריצי divot תקין מתאימות לחריץ ימין ועל השמאל בחדר אימוני העכבר ומשמשים לאימונים של forelimbs הדומיננטי. המטרה שיש חריצי divot אלה היא להבטיח כי הזרע ממוקם באופן עקבי באותו המקום עבור כל ניסיון להגיע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך מפגשים יש ביד זוג המלקחיים, בהיקף במשקל, ושעון עצר. </li></ol> 2. מזון מניעת (2 ימים) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול כל עכבר כדי להשיג משקל גוף בסיסי לפני מניעת מזון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מזון-להגביל את העכברים במשך 2 ימים ליזום משקל גוףהפסד. כנקודת מוצא כללית, ניתנים עכברים 0.1 גרם של מזון לכל 1 גרם משקל גוף ליום (לדוגמא עכבר במשקל 15 גרם, אנחנו בדרך כלל מתחילים עם 1.5 גרם של מזון). התאם את כמות מזון המבוססת על משקל הגוף הבסיסי, קצב ירידה במשקל, מין וגיל של עכברים. בעוד משקל הגוף עשוי להמשיך ולהקטין קצת יותר בשלב העיצוב, משקל גוף מופחת כזה (כלומר ~ 90% ממשקל הבסיס המקורי) צריכים להישמר לאורך כל אימון (2A דמויות ו2B). כמות המזון הנחוצה כדי לשמור על משקל גופו של העכבר היא בדרך כלל זהה לסכום ששמש להגבלה. </li></ol> 3. עיצוב (ימי 3-7) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאקלמות בית גידול הקבוצה (יום 1): שים את שני עכברים לתוך חדר אימונים באותו הזמן. הנח כ 20 זרעים / עכבר בתוך החדר לצריכה שלהם. לאפשר לעכברים כדי להישאר בחדר במשך 20 דקות ולאחר מכן החזירו אותם לביתםכלוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאקלמות בודדת בית גידול (יום 2): באותה הגדרה כמו בשלב 3.1, אבל מקום עכברים לתוך תא אימון בנפרד. המטרה של קבוצה והתאקלמות בית גידול יחידה היא להשיג את העכברים מכירים את שניהם לחדר אימונים וזרעי דוחן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קביעת דומיננטיות forelimb (יום 3 ומאוחר יותר): הנח את צד חריץ אחד של חדר אימונים פונה כלפי מטה (1D איור). מלא את מגש האוכל עם זרעים. לחץ על אוכל מגש אל הקיר הקדמי של חדר אימונים כדי לאפשר לזרעים נגישים לעכבר. הנח עכברים לכלוב בנפרד. אם הם מספיק מתעניינים בזרעים הממוקמים על מגש האוכל, הם היו לחרוש דרך החריץ כדי לקבל את הזרע בפנים. אז הם יאספו את הזרעים ולצרוך אותם. &#39;עיצוב&#39; נחשב מוגמר כאשר שני התנאים הבאים: 1) העכבר מבצע 20 ניסיונות להגיע בתוך 20 דקות, ו2) מגיע ליותר מ -70% הוא performed עם forelimb אחד. </li></ol> הערות: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם העכבר משתמש בלשון שלו כדי לקבל את הזרעים לתוך התא, להעביר את המגש חזרה מהחריץ במקצת. העלייה במרחק להגיע מרתיעה את העכבר כדי להשתמש בלשונה לרכוש את הזרע, ולכן מאפשרת forelimb לכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם העכבר לא יכול לסיים בעיצוב תוך שבוע, שחררת אותו מהניסוי. </li></ol> 4. הדרכה (8 + ימים) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את צד שני הסדקים של חדר אימונים פונה כלפי מטה (איור 1E). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקם את העכברים בכלוב בנפרד. שים את הזרעים בודדים על פלטפורמת המזון בdivot המתאים לכפה המועדפת (כלומר לעכבר ימני, השתמש בחריץ בצד הימני של העכבר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתבונן בהתנהגות הגיעה עכבר ואת הציון על פי הקטגוריות הבאות: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הצלחה: העכבר מגיע עם כפה מועדפת, תפיסות וretrieves הזרע, ומזין אותו לתוך הפה שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זרוק: העכבר מגיע עם כפה מועדפת, תופס את הזרעים, אך שומט אותו לפני שמכניס אותו לפה שלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Fail: העכבר מגיע עם כפה מועדפת כלפי הזרע, אבל זה גם מחטיא את הזרע או דופק אותו מצלחת האחזקה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאמן את העכברים ל30 ניסיונות לכת על האיבר המועדף או 20 דקות (הקודמת מביניהם) ליום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את העכברים חזרה לכלוב בבית שלהם אחרי אימון ולספק קוונטי מזון יומיים. </li></ol> הערות: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במקרים מסוימים, עכברים להגיע אפילו כאשר אין זרע מונח על פלטפורמת המזון. דרגים כאלה נחשבים &quot;מגיע ב- לשווא&quot; ולא נספרים כלפי המספר הכולל של ניסיונות להגיע. כדי להרתיע &quot;מגיע ב- לשווא&quot;, עכברי רכבת ללכת בחזרה לקצה השני של חדר אימונים לפני הנחת הזרעים הבאים. אסטרטגיה דומה כבר נעשה שימוש בעכבריםs למשימה התנהגותיות דומה 21. עכברים לפעמים גם להגיע עם כפת nonpreferred בנוכחות הזרע. דרגים אלו נחשבים ל &#39;מגיע נגדי&#39; ולא לסמוך כלפי המספר הכולל של דרגים או. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להגביל וריאציות התנהגותיות בשל התנודות בקצב היממה, לבצע את כל ההפעלות בעיצוב והכשרה באותו הזמן של היום, בשעות הערות רגילות לעכברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להימנע מוריאציה התנהגותית בשל מאמנים שונים, ודא שאותו האדם מאמן את אותה העכברים לאורך כל הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תשומת לבם של עכברים הוא קריטי למבחן התנהגות זו. לאמן את העכברים בחדר נפרד ושקט כדי למזער את ההפרעות סביבתיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניתן לאמן עכברים עם יותר מ 30 מגיע מדי יום (למשל 50 מגיע). הגדלת מספר הניסיונות להגיע מאפשרת לבחון שיפור התנהגותי באותו אימון. </li></ol> 5. Datכימות ישנן דרכים רבות כדי לכמת התנהגות עכבר לאחר אימון. שני ניתוחים הכי ישר קדימה הם: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיעור הצלחה = דרגים מוצלחים על סך ניסיונות להגיע, מוצגים באחוזים. ניתן להתוות שיעורי ירידה וכישלון באותה הדרך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מהירות של הצלחה = מספר הניסיונות המוצלחים מחולקים בזמן, הציגה דרגים מוצלחים כמו לדקה. ברוב המקרים, את המהירות של הצלחה ממשיכה לגדול, גם כאשר שיעור ההצלחה משיג הרמה. </li></ol>

<ol><li>Schmidt, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+Learning+Principles+for+Physical+Therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Foundations+for+Physical+Therapy.+Contemporary+Management+of+Motor+Control+Problems%2C+Proceedings+of+the+II+STEP+Conference%22%5BJournal%5D)">Motor Learning Principles for Physical Therapy.</a> Foundations for Physical Therapy. Contemporary Management of Motor Control Problems, Proceedings of the II STEP Conference. , Alexandria, VA. 49-63 (1991).</li>
<li>Honda, M., Deiber, M. P., Ibanez, V., Pascual-Leone, A., Zhuang, P., Hallett, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+cortical+involvement+in+implicit+and+explicit+motor+sequence+learning.+A+PET+study.%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Dynamic cortical involvement in implicit and explicit motor sequence learning. A PET study.</a> Brain. 121, 2159-2173 (1998).</li>
<li>Karni, A., Meyer, G., Jezzard, P., Adams, M. M., Turner, R., Ungerleider, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+MRI+evidence+for+adult+motor+cortex+plasticity+during+motor+skill+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Functional MRI evidence for adult motor cortex plasticity during motor skill learning.</a> Nature. 377, 155-158 (1995).</li>
<li>Karni, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+acquisition+of+skilled+motor+performance%3A+fast+and+slow+experience-driven+changes+in+primary+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">The acquisition of skilled motor performance: fast and slow experience-driven changes in primary motor cortex.</a> Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 95, 861-868 (1998).</li>
<li>Muellbacher, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+consolidation+in+human+primary+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Early consolidation in human primary motor cortex.</a> Nature. 415, 640-644 (2002).</li>
<li>Kleim, J. A., Hogg, T. M., VandenBerg, P. M., Cooper, N. R., Bruneau, R., Remple, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+synaptogenesis+and+motor+map+reorganization+occur+during+late%2C+but+not+early%2C+phase+of+motor+skill+learning%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cortical synaptogenesis and motor map reorganization occur during late, but not early, phase of motor skill learning.</a> J. Neurosci. 24, 628-633 (2004).</li>
<li>Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Donoghue, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning-induced+LTP+in+neocortex%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Learning-induced LTP in neocortex.</a> Science. 290, 533-536 (2000).</li>
<li>Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Hess, G., Donoghue, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strengthening+of+horizontal+cortical+connections+following+skill+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Strengthening of horizontal cortical connections following skill learning.</a> Nat. Neurosci. 1, 230-234 (1998).</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+J.+Cereb.+Circ%22%5BJournal%5D)">Quantitative and qualitative impairments in skilled reaching in the mouse (Mus musculus) after a focal motor cortex stroke.</a> Stroke J. Cereb. Circ. 33, 1869-1875 (2002).</li>
<li>Huang, V. S., Haith, A., Mazzoni, P., Krakauer, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rethinking+motor+learning+and+savings+in+adaptation+paradigms%3A+model-free+memory+for+successful+actions+combines+with+internal+models%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Rethinking motor learning and savings in adaptation paradigms: model-free memory for successful actions combines with internal models.</a> Neuron. 70, 787-801 (2011).</li>
<li>Smith, M. A., Ghazizadeh, A., Shadmehr, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interacting+adaptive+processes+with+different+timescales+underlie+short-term+motor+learning%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Interacting adaptive processes with different timescales underlie short-term motor learning.</a> PLoS Biol. 4, (2006).</li>
<li>Pavlides, C., Miyashita, E., Asanuma, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Projection+from+the+sensory+to+the+motor+cortex+is+important+in+learning+motor+skills+in+the+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Projection from the sensory to the motor cortex is important in learning motor skills in the monkey.</a> J. Neurophysiol. 70, 733-741 (1993).</li>
<li>Paz, R., Boraud, T., Natan, C., Bergman, H., Vaadia, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparatory+activity+in+motor+cortex+reflects+learning+of+local+visuomotor+skills%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Preparatory activity in motor cortex reflects learning of local visuomotor skills.</a> Nat. Neurosci. 6, 882-890 (2003).</li>
<li>Paz, R., Vaadia, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Learning-induced+improvement+in+encoding+and+decoding+of+specific+movement+directions+by+neurons+in+the+primary+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Biol%22%5BJournal%5D)">Learning-induced improvement in encoding and decoding of specific movement directions by neurons in the primary motor cortex.</a> PLoS Biol. 2, (2004).</li>
<li>Plautz, E. J., Milliken, G. W., Nudo, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+repetitive+motor+training+on+movement+representations+in+adult+squirrel+monkeys%3A+role+of+use+versus+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Learn.+Mem%22%5BJournal%5D)">Effects of repetitive motor training on movement representations in adult squirrel monkeys: role of use versus learning.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 74, 27-55 (2000).</li>
<li>Hosp, J. A., Pekanovic, A., Rioult-Pedotti, M. S., Luft, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dopaminergic+projections+from+midbrain+to+primary+motor+cortex+mediate+motor+skill+learning%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Dopaminergic projections from midbrain to primary motor cortex mediate motor skill learning.</a> J. Neurosci. 31, 2481-2487 (2011).</li>
<li>Adkins, D. L., Boychuk, J., Remple, M. S., Kleim, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor+training+induces+experience-specific+patterns+of+plasticity+across+motor+cortex+and+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Motor training induces experience-specific patterns of plasticity across motor cortex and spinal cord.</a> 101, 1776-1782 (2006).</li>
<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+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">An endpoint, descriptive, and kinematic comparison of skilled reaching in mice (Mus musculus) with rats (Rattus norvegicus).</a> Behav. Brain Res. 78, 101-111 (1996).</li>
<li>Xu, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+formation+and+selective+stabilization+of+synapses+for+enduring+motor+memories%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Rapid formation and selective stabilization of synapses for enduring motor memories.</a> Nature. 462, 915-919 (2009).</li>
<li>Fu, M., Yu, X., Lu, J., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+motor+learning+induces+coordinated+formation+of+clustered+dendritic+spines+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Repetitive motor learning induces coordinated formation of clustered dendritic spines in vivo.</a> Nature. 483, 92-95 (2012).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Whishaw, P., Gorny, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+structure+of+skilled+forelimb+reaching+in+the+rat%3A+a+movement+rating+scale%5BTitle%5D)+AND+%22J+.Vis.+Exp%22%5BJournal%5D)">The structure of skilled forelimb reaching in the rat: a movement rating scale.</a> J .Vis. Exp. , (2008).</li>
<li>Bailey, K. R., Crawley, J. N. Anxiety-Related Behavior in Mice. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBailey%2C+KR+%22In+Buccafusco+JJ+%28Ed.%29+Methods+of+Behavior+Analysis+in+Neuroscience.+Chapter+5%2C+2nd+ed%22">In Buccafusco JJ (Ed.) Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. Chapter 5, 2nd ed</a>. , CRC Press. Raton, FL. (2009).</li>
<li>Yu, X., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spine+plasticity+in+the+motor+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Spine plasticity in the motor cortex.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 21, 169-174 (2011).</li>
<li>Qian, Y., Chen, M., Forssberg, H., Diaz Heijtz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+variation+in+dopamine-related+gene+expression+influences+motor+skill+learning+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Brain+Behav%22%5BJournal%5D)">Genetic variation in dopamine-related gene expression influences motor skill learning in mice.</a> Genes Brain Behav. 12, 604-614 (2013).</li>
<li>MacLellan, C. L., Gyawali, S., Colbourne, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Skilled+reaching+impairments+follow+intrastriatal+hemorrhagic+stroke+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Behav.+Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Skilled reaching impairments follow intrastriatal hemorrhagic stroke in rats.</a> Behav. Brain Res. 175, 82-89 (2006).</li>
<li>Hong, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+hippocampal+neurogenesis+and+skill+reaching+performance+in+adult+Emx1+mutant+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Reduced hippocampal neurogenesis and skill reaching performance in adult Emx1 mutant mice.</a> Exp. Neurol. 206, 24-32 (2007).</li>
<li>Bureau, G., Carrier, M., Lebel, M., Cyr, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrastriatal+inhibition+of+extracellular+signal-regulated+kinases+impaired+the+consolidation+phase+of+motor+skill+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Learn.+Mem%22%5BJournal%5D)">Intrastriatal inhibition of extracellular signal-regulated kinases impaired the consolidation phase of motor skill learning.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 94, 107-115 (2010).</li>
<li>McCormick, D. A., Lavond, D. G., Thompson, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+responses+of+the+rabbit+brainstem+during+performance+of+the+classically+conditioned+nictitating+membrane+%28NM%29%2Feyelid+response%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Neuronal responses of the rabbit brainstem during performance of the classically conditioned nictitating membrane (NM)/eyelid response.</a> Brain Res. 271, 73-88 (1983).</li>
<li>Molinari, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebellum+and+procedural+learning%3A+evidence+from+focal+cerebellar+lesions%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Cerebellum and procedural learning: evidence from focal cerebellar lesions.</a> Brain. 120, 1753-1762 (1997).</li>
<li>Willuhn, I., Steiner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motor-skill+learning+in+a+novel+running-wheel+task+is+dependent+on+D1+dopamine+receptors+in+the+striatum%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Motor-skill learning in a novel running-wheel task is dependent on D1 dopamine receptors in the striatum.</a> Neuroscience. 153, 249-258 (2008).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שום ניגוד עניינים.

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...

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&quot;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.

<table><tbody><tr><td>תא אימונים בקופסת אקריליק שקופה</td><td></td><td></td><td>למידות, ראה <חזק>איור 1A</חזק></td></tr><tr><td>מגש מוטה לעיצוב</td><td></td><td></td><td>בהתאמה אישית משקופיות זכוכית, ראה <חזק>איור 1B</חזק></td></tr><tr><td>פלטפורמת מזון לאימון</td><td></td><td></td><td>למידות, ראה <חזק>איור 1C</חזק></td></tr><tr><td>זרעי דוחן&nbsp;</td><td></td><td></td><td>סונן מ " מזון ציפורי בר יונה ושליו משלבים מזון ציפורי בר" (כל היצורים החיים)</td></tr><tr><td>מלקחיים</td><td></td><td></td><td>להנחת הזרעים</td></tr><tr><td>משקל משקל</td><td></td><td></td><td>למדידת משקל גוף</td></tr><tr><td>יומית שעון</td><td></td><td></td> עצר <td>למדידת זמן במהלך מפגשי עיצוב/אימון</td></tr></tbody></table>

מיומנות מוטורית חקר למידה על ידי משימות להגיע חד גלולה בעכברים

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

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.

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...

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.

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

המטרה הכוללת של נוהל זה היא לאמן עכברים במיומנות מוטורית ספציפית של ארבעה M. דבר זה מספק מודל התנהגותי טוב להערכת למידה וזיכרון מוטוריים. בעכברים, השלב הראשון הוא לאפשר לעכברים להכיר את תא האימון ואת כופתיות המזון.בשלב הבא, כפתורי מזון ממוקמים בטווח הגעה של חריץ העיצוב, והגפה המועדפת לשליפתם נקבעת לאחר תקופת העיצוב. העכברים מאומנים במשימת הגעה לכפתור בודד, ומספר ההגעות הנכונות עם הכף המועדפת נרשם. בסופו של דבר, פרוטוקול זה מספק פרדיגמה התנהגותית לבחינת שינויים במוח ברמות רבות במהלך למידה מוטורית ויצירת זיכרון.שיטה זו יכולה לסייע במתן מענה לשאלות מפתח בתחום מדעי העצב, כגון כיצד למידה מוטורית קשורה לפלסטיקה מבנית ולשינויים מולקולריים במוח העכבר, ובאילו אופנים מחלות נוירולוגיות שונות פוגעות במיומנויות מוטוריות עדינות. לקבלת התוצאות הטובות ביותר, יש לבצע משימה זו במקום שקט, הרחק מרעשים או גורמים מסיחי דעת. לצורך העיצוב והאימון, נעשה שימוש בתא אימון שקוף העשוי פלקסיגלאס שהוכן במיוחד וכולל שלושה חריצים אנכיים.חריץ אחד נמצא בקצה העיצוב ושני חריצים נמצאים בקצה האימון הנגדי כדי להחזיק את זרעי הדخن במקומם במהלך מפגשי העיצוב; מגש מוטה נבנה משלוש תבניות זכוכית. פלטפורמת מזון משמשת במהלך מפגשי האימון. שקעים בצדדים השמאלי והימני של הפלטפורמה מחזיקים את זרע הדחן במקומו.שקעים אלו תואמים לחרך השמאלי והימני בתא האימון של העכברים ומשמשים לאימון של דומיננטיות של הגפיים. פריטים נוספים שמומלץ שיהיו זמינים במהלך הפרוצדורה הם פינצטה, מאזניים ושעון עצר. יומיים לפני תחילת הליך העיצוב (shaping), הגבילו את מזון בעלי החיים כדי לשמור על משקל גוף מופחת של כ-90% מהקו הבסיס ביום הראשון.השב שני עכברים לתא האימון בו-זמנית, ואפשר להם להתרגל למקום. הנח בתוך התא כ-20 mil seeds לכל עכבר ואפשר לעכברים לחקור את הסביבה במשך 20 דקות. למחרת, השב את בעלי החיים לתאים באופן פרטני וספק לכל אחד כ-20 mil seeds.פיס shaping edge משמש לקביעת דומיננטיות הגפה. הנח את תא המכשיר כך שהצד בעל החריץ הבודד פונה כלפי מטה. לאחר מכן, הצמד את מגש האוכל המלא בזרעי דחן לדופן הקדמית של תא האימון.כאשר המערכת מוכנה, הניחו עכבר בודד בתא. אפשרו לבעל החיים לשלוף זרעים דרך חריץ האימון ורשמו את הזמן שנדרש לשליפה. תקופת העיצוב נחשבת למסוימת כאשר שני קריטריונים מתמלאים.ראשית, העכבר מבצע 20 ניסיונות הגעה בתוך 20 דקות. שנית, יותר מ-70% מניסיונות הגעה אלו מבוצעים עם גפה אחת. אם העכבר משתמש בלשונו כדי להכניס את הגרעינים לתא, הזז את המגש מעט לאחור כדי לעודד הגעה באמצעות הגפה.אם העכבר אינו מצליח להשלים את שלב העיצוב (shaping) בתוך שבוע, יש להסירו מהניסוי. כדי להתחיל את מפגש האימון, הגדירו את תא האימון כך שהחריץ הכפול פונה כלפי מטה. כאשר הדבר מוכן, הכניסו את העכברים באופן פרטני לכלוב. הניחו גרעינים בודדים על פלטפורמת האוכל, בשקע התואם לכף הרגל המועדפת שנקבעה במהלך תקופת העיצוב.לאחר שהזרע במקומו, יש להביט בהתנהגות ההשגה של העכבר ולדרג את התוצאות. הצלחה נרשמת כאשר העכבר שולח את הכף המועדפת, שולף ואוכל את הזרע. יש לרשום נפילה כאשר העכבר שולח את הכף המועדפת, תופס את הזרע, אך מפיל אותו לפני הכנסתו לפיו.אם העכבר שולח את כפתו המועדפת כדי להגיע לזרע, אך מחמיץ אותו או מפיל אותו מלוח התמיכה, הפעולה נספרת ככישלון. עכבר עשוי לנסות להגיע לזרע גם כאשר לא הוצב זרע על פלטפורמת האוכל. אלו נחשבים לניסיונות הגעה ללא הצלחה ואינם נספרים.מספר ניסיונות ההגעה הכולל שנועדו להרתיע ללא הועיל מאמן את העכברים לחזור לקצה השני של תא האימון לפני הנחת הזרע הבא. אם עכבר מגיע עם הכף הלא-מועדפת, ניסיונות הגעה אלו נחשבים להגעות קונטרלטרליות ואינם נספרים במספר ההגעות הכולל. אמן את העכברים מדי יום למשך 30 ניסיונות הגעה בגפה המועדפת, או למשך 20 דקות, המוקדם מביניהם.לאחר סשן האימון היומי, החזירו את העכברים לכלוב הבית שלהם. יש לעקוב מקרוב אחר משקל הגוף של העכברים לאורך כל הניסויים. כאן מוצגת ירידה במשקל הגוף של עכבר בודד במהלך שלב העיצוב והאימון תחת הגבלה תזונתית.תוצאות אלו מראות כי שיעור ההצלחה הממוצע משתפר במהלך תקופת האימון, כמו גם המהירות הממוצעת של ההצלחה. שיעורי ההצלחה עבור עכבר בעל צורה של overs ועכבר שאינו לומד מוצגים כאן. גרף זה משווה את הביצועים המוטוריים של עכברים בוגרים שעברו אימון מוקדם לעומת עכברים נאיביים במהלך תקופת אימון מחדש של ארבעה ימים.בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לזכור לסטנדרטיזציה של תנאי הבדיקה בבעלי החיים. ניתן לעשות זאת על ידי מזעור הפרעות סביבתיות, שימוש באותו מאמן, טיפול באותה עכבר ואימון בשעות דומות במהלך היום לאורך כל הניסויים.

study-motor-skill-learning-by-single-pellet-reaching-tasks-in-mice

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

למידת עמותות בתגובה לגירוי חדשות עוסקת במגוון רחב של תהליכים עצביים המשתקפים סופו של דבר בשינוי תפוקת ספייק של נוירונים בודדים. כאן אנו מתארים פרוטוקול התנהגותי מאפשר רישום הרציף של פעילות היחיד נוירון ואילו בעלי חיים לרכוש, לכבות, ולרכוש מחדש תגובה מותנית בהפעלה ניסיונית אחת.

הקלטת הפוטנציאלים הפעולה &#39;יחיד נוירונים מחופשיות העברת יונים על פני שלושה שלבים של למידה

מודלים של עכברים הפכו פופולריים יותר ויותר במחקרים של מדעי המוח ההתנהגותיים.  ככל שהמודלים מתקדמים, חשוב לפתח מדדים התנהגותיים רגישים ספציפיים לעכבר.  פרוטוקול זה מתאר את משימת הגעה למטריצת הפסטה, שהיא משימה מוטורית מיומנת לשימוש במודלים של שבץ מוחי.

ימב שימוש מפצה והתנהגות הערכה של למידה מיומנות מוטורית בעקבות הסנסורית Cortex פגיעה במודל של עכברים של שבץ איסכמי

פרדיגמה מוצגת כדי לנתח את הרכישה של משימת הגעה לגפיים קדמיות מיומנות ברמת דיוק גבוהה בחולדות.

רכישת גבוהה דיוק מיומן Forelimb ההגעה משימה בחולדות

פרדיגמה מוצג לאימונים וניתוח של משימת לכת מיומנת אוטומטית בחולדות. ניתוח של ניסיונות משייכים מגלה subprocesses הברור של למידה מוטורית.

חקירת Motor מיומנות תהליכי למידה עם רובוטית Manipulandum

השיטה כדי להעריך את ההשפעה של אימון על מיומנויות מוטוריות הוא כלי שימושי. למרבה הצער, רוב הערכות התנהגותיות יכול להיות אינטנסיבית ו/או יקר. אנו מתארים כאן שיטה רובוטית של הערכת התפיסה (הגעה לתפוס) מיומנות בעכברים.

הערכת שליטה מיומנת בעכברים באמצעות מאמן אוטומטי

מכרסם מיומנים להגיע משמש בדרך כלל כדי ללמוד כישורי מיומנות, אבל דורש זמן ומאמץ משמעותיים כדי ליישם את המשימה ולנתח את ההתנהגות. אנו מתארים גרסה אוטומטית של מיומנים להגיע עם מעקב תנועה ושחזור תלת מימדי של מסלולי הגעה.

עכברוש אוטומטי-גלולה יחידה להגיע עם 3-מימדי שחזור של כפה ומסלולי ספרות

הפרוטוקול הנוכחי מתאר כיצד להשתמש באופטוגנטיקה אלחוטית בשילוב עם צילום וידאו במהירות גבוהה במשימת הושטת יד לתפיסה של כדור יחיד כדי לאפיין את המעגלים העצביים המעורבים בביצוע ההתנהגות המוטורית המיומנת בעכברים הנעים בחופשיות.

In Vivo שליטה אופטוגנטית אלחוטית בהתנהגות מוטורית מיומנת

מאמר זה מציג פרוטוקול המאפשר הערכה לא פולשנית ואוטומטית של ביצועי המוטוריקה העדינה, כמו גם למידה מוטורית אדפטיבית ואסוציאטיבית, על אתגרים, באמצעות מכשיר הנקרא סולם ארסמוס. קושי המשימה יכול להיות titrated כדי לזהות ליקוי מוטורי החל גדול עד עדינות.

ניטור למידה מוטורית עדינה ואסוציאטיבית בעכברים באמצעות סולם ארסמוס

המחקר הנוכחי מתאר מבחן התנהגות מוטורית עדינה לבחינת ליקויים מוטוריים במודלים של מכרסמים, כולל חולדת TgF344-AD, באמצעות למידת מכונה.

מטלה מוטורית עדינה לחקר קינמטיקה של מפרקים במודל פרה-קליני של מחלות נוירודגנרטיביות

משימות התנהגותיות המאפשרות ההערכה של יכולות תזמון תפיסתי והסנסורית באוכלוסייה הכללית (כלומר, שאינם מוזיקאים) מוצגות. סנכרון של אצבע הקשה לפי הקצב של גירויים שמיעתיים וגילוי אי סדרים קצביים מספק אמצעי לגילוי הפרעות קצב.

חשיפת חירשות Beat: הפרעות קצב זיהוי עם אצבע מסונכרנות הקשה ומשימות תזמון תפיסתי

למדו משימת הגעה לחד גלולה להערכת למידת מיומנויות וזיכרון מוטורי בעכברים. שיטה זו מאפשרת לחוקרים לחקור שינויים מוחיים במהלך רכישת מיומנויות.

מיומנות מוטורית חקר למידה על ידי משימות להגיע חד גלולה בעכברים

גלה סרטונים נוספים