Name: רכישת גבוהה דיוק מיומן Forelimb ההגעה משימה בחולדות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-22T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 59 s
Description: למד רכישת משימת הגעה מדויקת בחולדות לניתוח שלבי למידה מוטורית מורכבת. שיטה זו מאפשרת חקר תנועות זרות מורכבות ומספקת מסגרת להבנת הסתגלויות התנהגותיות במחקר נוירולוגי.

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 מומנה על ידי תרומות של קרן המדע הלאומית השוויצרית (גרנט 31003A-149,315-1 לMES וגרנט IZK0Z3-150809 לAZ), לAZ היידי Demetriades הקרן, לMES מועצת המחקר האירופי (&quot;Nogorise &#39;) ו כריסטופר ודן ריב קרן (CDRF).

כל הניסויים בוצעו בהתאם להנחיות של לשכת הווטרינרית של קנטון ציריך, שווייץ. 1. טיפול בבעלי חיים והרגלה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טיפול בבעלי חיים הערה: 5 ימים לפני תחילת הניסוי, לבצע צעד 1.1.1 יומי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לניסויים התנהגותיים, להרגיל את בעלי החיים לניסוי. יום האם טיפול הפעלות נמשכות 10-15 דקות לכל בעל חיים. נקה את התיבה לאחר הפגישה של כל בעלי חיים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בתחילה, למקם את ידו של הנסיין לכלוב המאפשר לבעלי החיים לחקור ולהריח להפוך להכיר את הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב הבא, בעדינות להרים את החיה עם היד של הנסיין בצורה בטוחה על ידי אחיזה בגופו של העכברוש בין כפות הקדמיות ואחוריות המאפשרות היכרות נוספת. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול כל חיה יומית כדי להשיג משקל גוף בסיסי לפני מניעת מזון. </li></ol&gt; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנגנון הרגלה והיכרות מזון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול כל חיה יומית כדי להשיג משקל גוף בסיסי לפני מניעת מזון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מזון לשלול חולדות 3 ימים לפני תחילת מראש אימונים בדיאטת מעבדה סטנדרטית. תן חולדות 0.05 גרם של מזון למשקל גוף 1 גרם ליום (לדוגמא, חולדה במשקל 200 גרם, להתחיל עם 10 גרם של מזון). ודא משקל גוף לא להקטין יותר מ -10% ליום על ידי ניטור משקל גוף ביום. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם מספר בעלי חיים מוחזקים בכלוב אחד, חולדות דומיננטיות עלולות לאכול יותר מפחות דומיננטי. במקרה של משקל גוף ירידות חיה, להאכיל את החיה בנפרד במקום האכלת קבוצה. תן כרצונך מים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להכיר את העכברוש עם מנגנון האחיזה, למקם את בעל החיים לתוך תיבת האימונים (איור 1). יש כדורי סוכר הניחו בתיבת האימון בסמוך לפתיחת החריץ לקרא את החיה עם כדורי מזון. בצע רח זהEP יומי דקות 10-15 במשך 3 ימים. </li></ol></li></ol> 2. טרום אימון ולמידה מיומנות מוטורית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טרום אימון <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יום אחד לאחר ההיכרות, למקם את בעל החיים לתוך תיבת ההכשרה ולמקם את הכדור מקרוב לפתיחת החריץ כך ניתן להגיע אליו על ידי לשונו של בעל החיים. תכלול בעלי חיים שלאחזר כדורים עם forelimb במהלך אימון מראש הערה: בשלב זה, אחזור גלולה עם הלשון הוא קריטי ובדרך כלל שיטתו של בעל החיים של בחירה. פלטות צריכה להיות בכל מקרה לא הבין עם forelimb עד ליום הראשון של למידת מיומנות מוטורית לאפשר ניטור נאות של המשימה להגיע למדה. אחזור גלולה עם forelimb במהלך טרום הכשרה הוא קריטריון הדרה והיא ברוב המקרים לא נצפו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללמד את החולדה לרוץ או לחלקו האחורי של הכלוב ולחזור לפתיחת הסדק או הצעד אחורה ולהסתובב הציר שלה על מנת לקבל את כדור המזון הבא עםהלשון. לאפשר זמן לבעלי החיים כדי לחקור את הכלוב, לרוץ לאחורי ולחזור לפתיחת הסדק. אם בעלי החיים לא נכון לבצע את המשימה, להשתמש במלקחיים כדי לטפוח בעדינות בחלקו האחורי סוף הכלוב ולתפוס את תשומת לבו של בעל החיים. ברגע שבעלי החיים הוא בחלקו האחורי, לטפוח בעדינות בחזית הכלוב כדי להנחות את בעלי החיים לפתיחת הסדק. הערה: לאחר החיה מגיעה לערך סטנדרטי מוגדר (למשל, 50 אחזורים גלולה מוצלחים עם הלשון בפחות מ -15 דקות), בעלי החיים כשיר לשלב למידת מיומנות המוטורית. ביום 1 ו -2 של טרום-אימונים, יכולים כבר להבחין לומדים מאינם לומדים. ניתן לשלול ללא לומדים מהמחקר בשלב זה. זה מקטין את ההסתברות שיש מספר גבוה של אי-לומדים במהלך שלב הלמידה המוטורית (2.2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך קדם-אימון, מזון לשלול חולדות בדיאטת מעבדה סטנדרטית. תן כרצונך מים. לפקח על משקל גוף יומי לאורך כל תקופת המחקר. האםלא להשתמש באותו חדר לאמן חולדות זכרים ונקבה. להבטיח סביבה רגועה ונטול רעש לבעלי החיים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קביעת העדפות Paw והלמידה מיומנות מוטורית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך הפגישה הראשונה של למידת מיומנות מוטורית, להחליף את השקופית מול החלון עם הודעה. מניחים את כדור הסוכר כ -1.5 סנטימטרים מהחלון על הפוסט, כך שבעלי החיים לא יכולים להגיע לכדור עם הלשון שלה אלא רק להחזיר אותו על ידי forelimb מדויק להגיע ולתפוס תנועה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאכוף אחזור גלולה ידי forelimb, להשתמש במלקחיים כדי להביא בעדינות את הכדור הקרוב לפה של החיה ולחזור גלולה בעוד החיה מנסה הצריכה עם הלשון. לבצע משימה זו שוב ושוב עד שהחיה משתרעת forelimb ותופסת גלולה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את הפוסט המרכזי לפתיחת החלון. כדי לקבוע העדפת כפה, להתבונן הראשונים 10 ניסויים בזהירות על יום אימונים 1. יותר מ -70% מreacניסיונות הינג (כלומר, 7 מתוך 10) צריכים להיות מוצאים להורג באותו forelimb. אם זה לא יושג, להמשיך עם סיבוב של 10 מחקרים אחר עד שהגיע לסף של 70%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר קביעת העדפת הכפה, להעביר את ההודעה לforelimb המועדף וליישר מרכזיים לגבול של פתיחת החלון. יישור כף העדיף פירוש ההודעה מוסטת בניגוד לכפת בהתאמה לאפשר זווית אופטימלית להשגת (איור 1, ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסווג משפט, מוגדר כגלולה חדשה שהוצגה לבעלי החיים, כמוצלח (להגיע, אחיזה, לאחזר ולאכול גלולה), ירידה (להגיע, אחיזה ולאבד גלולה במהלך אחזור) או להיכשל (לדפוק גלולה מהקורה). רשום כל משפט בגיליון שלך ולנתח את הנתונים לאחר הניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע פגישה יומית אחת בהיקף של מספר מוגדר של ניסויים (למשל, 150) או זמן מרבי (לדוגמא, שעה 1) עבור כל חיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחקור דיוק וכוונון עדיןהתנועה באמצעות ניתוח ניסיון ראשון. ניסיון ראשון מוגדר על ידי אחיזה של גלולה בתנועה מונוליתית אחת ללא הפרעה, היסוס או חזרה על מרכיבי תנועה בודדים. להתבונן בזהירות כל אחיזה בחולדה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם החולדה מהססת או חזר בהישג יד או מנסה כמה ניסויים כדי לתפוס את הכדור בצורה נכונה, שים לב למשפט המתאים כהצלחה, אך לא הניסיון ראשון. אם בעלי החיים תופסים את הכדור ביד אחת מונוליטי בהצלחה, לרשום את המשפט המתאים כניסיון ראשון מוצלח בטור נפרד בגיליון שלך. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך למידת מיומנות מוטורית, מזון לשלול חולדות בדיאטת מעבדה סטנדרטית. תן כרצונך מים. לפקח על משקל גוף יומי לאורך כל תקופת המחקר. </li></ol></li></ol>

<ol><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>Fu, M., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience-dependent+structural+plasticity+in+the+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+neurosciences%22%5BJournal%5D)">Experience-dependent structural plasticity in the cortex.</a> Trends in neurosciences. 34, 177-187 (2011).</li>
<li>Holtmaat, A., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Experience-dependent+structural+synaptic+plasticity+in+the+mammalian+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+reviews.+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Experience-dependent structural synaptic plasticity in the mammalian brain.</a> Nature reviews. Neuroscience. 10, 647-658 (2009).</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>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+%22Current+opinion+in+neurobiology%22%5BJournal%5D)">Spine plasticity in the motor cortex.</a> Current opinion in neurobiology. 21, 169-174 (2011).</li>
<li>Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Donoghue, J. P. Learning-induced LTP in neocortex. 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+%22Nature+neuroscience%22%5BJournal%5D)">Strengthening of horizontal cortical connections following skill learning.</a> Nature neuroscience. 1, 230-234 (1998).</li>
<li>Rioult-Pedotti, M. S., Donoghue, J. P., Dunaevsky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasticity+of+the+synaptic+modification+range%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+neurophysiology%22%5BJournal%5D)">Plasticity of the synaptic modification range.</a> Journal of neurophysiology. 98, 3688-3695 (2007).</li>
<li>Fritsch, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+current+stimulation+promotes+BDNF-dependent+synaptic+plasticity%3A+potential+implications+for+motor+learning%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning.</a> Neuron. 66, 198-204 (2010).</li>
<li>Ghiani, C. A., Ying, Z., de Vellis, J., Gomez-Pinilla, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise+decreases+myelin-associated+glycoprotein+expression+in+the+spinal+cord+and+positively+modulates+neuronal+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Glia%22%5BJournal%5D)">Exercise decreases myelin-associated glycoprotein expression in the spinal cord and positively modulates neuronal growth.</a> Glia. 55, 966-975 (2007).</li>
<li>Josephson, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity-induced+and+developmental+downregulation+of+the+Nogo+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+and+tissue+research%22%5BJournal%5D)">Activity-induced and developmental downregulation of the Nogo receptor.</a> Cell and tissue research. 311, 333-342 (2003).</li>
<li>Karlen, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nogo+receptor+1+regulates+formation+of+lasting+memories%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Nogo receptor 1 regulates formation of lasting memories.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 20476-20481 (2009).</li>
<li>Kleim, J. A., Lussnig, E., Schwarz, E. R., Comery, T. A., Greenough, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synaptogenesis+and+Fos+expression+in+the+motor+cortex+of+the+adult+rat+after+motor+skill+learning%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+neuroscience+%3A+the+official+journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Synaptogenesis and Fos expression in the motor cortex of the adult rat after motor skill learning.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 16, 4529-4535 (1996).</li>
<li>Mironova, Y. A., Giger, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Where+no+synapses+go%3A+gatekeepers+of+circuit+remodeling+and+synaptic+strength%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+neurosciences%22%5BJournal%5D)">Where no synapses go: gatekeepers of circuit remodeling and synaptic strength.</a> Trends in neurosciences. 14, 7-23 (2013).</li>
<li>Park, H., Poo, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurotrophin+regulation+of+neural+circuit+development+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+reviews.+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neurotrophin regulation of neural circuit development and function.</a> Nature reviews. Neuroscience. 14, 7-23 (2013).</li>
<li>Zemmar, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neutralization+of+Nogo-A+enhances+synaptic+plasticity+in+the+rodent+motor+cortex+and+improves+motor+learning+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+neuroscience+%3A+the+official+journal+of+the+Society+for+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neutralization of Nogo-A enhances synaptic plasticity in the rodent motor cortex and improves motor learning in vivo.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 34, 8685-8698 (2014).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Pellis, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+structure+of+skilled+forelimb+reaching+in+the+rat%3A+a+proximally+driven+movement+with+a+single+distal+rotatory+component%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+brain+research%22%5BJournal%5D)">The structure of skilled forelimb reaching in the rat: a proximally driven movement with a single distal rotatory component.</a> Behavioural brain research. 41, 49-59 (1990).</li>
<li>Buitrago, M. M., Ringer, T., Schulz, J. B., Dichgans, J., Luft, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+motor+skill+and+instrumental+learning+time+scales+in+a+skilled+reaching+task+in+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Behavioural+brain+research%22%5BJournal%5D)">Characterization of motor skill and instrumental learning time scales in a skilled reaching task in rat.</a> Behavioural brain research. 155, 249-256 (2004).</li>
<li>Geurts, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Knockout+rats+via+embryo+microinjection+of+zinc-finger+nucleases%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases.</a> Science. 325, 433(2009).</li>
<li>Tews, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthetic+microRNA-mediated+downregulation+of+Nogo-A+in+transgenic+rats+reveals+its+role+as+regulator+of+synaptic+plasticity+and+cognitive+function%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Synthetic microRNA-mediated downregulation of Nogo-A in transgenic rats reveals its role as regulator of synaptic plasticity and cognitive function.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2013).</li>
<li>Li, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heritable+gene+targeting+in+the+mouse+and+rat+using+a+CRISPR-Cas+system%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Heritable gene targeting in the mouse and rat using a CRISPR-Cas system.</a> Nature. 31, 681-683 (2013).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף

הפרדיגמה שמוצגת במחקר זה מותאם Buitrago et al 18 ושונה מהגלולה אחת הקלסית להגיע הפרדיגמה 17 בעיקר בשני היבטים.: ראשית, לימוד שיפור במושב מאפשר ניתוח של המשימה למדה תוך יום אחד, אשר יכול לספק רמת המידע שונה כגון חקירה של הרכיב למידה המהיר בהשוואה לרכיב למידה האיטי מיוצג על ידי הערכים היומיים הממוצע (ראה איורים 3 ו -4). שנית, את הפרדיגמה ההתנהגות שהוצ...

שליטת תנועה היא פונקצית ליבה של מערכת העצבים המרכזית (CNS). Motricity הוא הפלט העיקרי למדידה של תפקוד מערכת העצבים המרכזית ואת האפשרות העיקרית ליחידים לאינטראקציה עם העולם החיצוני. הבנת העקרונות של תפקוד מוטורי והמנגנונים העומדים בבסיס הלמידה של משימת מנוע היא כיום אחד האתגרים הגדולים במדעי המוח. שינויים מורפולוגיים, פיסיולוגיים ומולקולריים נמצאו ברכישה של משימת מנוע חדשה. לדוגמא, הצורה ומספר הסינפסות לשנות בתגובה לאימון מוטורי מיומן 1-5, ושינויים פונקציונליים של המכונות הסינפטי נצפו לאחר למידה מוטורית. תגובות Synaptic היו גבוהות יותר בחיבורים של האזור המייצג-forelimb של הקורטקס המוטורי המיומן בהשוואה לחץ הכדור מאומן של אותה החיה או לתגובות מבעלי חיים לא מאומנים 6,7. תצפיות אלקטרו גם מצביעות על כך שהגברה לטווח ארוך (LTP) וארוכהדיכאון -term (בע&quot;מ) כמו מנגנונים יתקיים במהלך הלמידה של מיומנות מוטורית חדשה, וכי הטווח של פעולה הסינפטי, אשר מוגדרת בין גבולות הגבלה של LTP ורוויה בע&quot;מ, הוא שונה 8. יתר על כן, זה כבר הראה כי סמני פעילות ופלסטיות קידום מולקולות כגון C-FOS, GAP-43, או BDNF אלא גם מולקולות מעכבות פלסטיות כגון תפקידים רגולטוריים Nogo-תצוגה לפלסטיות עצבית הקשורות ללמידה 9-16. התפתחויות הללו להבנה טובה יותר של מנגנוני למידה מוטורית יכולות להיות מושגת בשימוש בפרדיגמות התנהגות המאפשרות שליטה מדויקת של רכישת מיומנות מוטורית חדשה, למשל, להגיע forelimb מיומן בלבד. רק משימה התנהגותיות מובנה היטב מאפשרת לפקח וללכוד שינויי מתאם המתרחשים על למידה וביצוע של המשימה בהתאמה. כאן אנו חזותי להפגין גרסה שונה של forelimb המיומןמשימה להגיע יחידה גלולה בחולדות המותאמות מאל. 17 הפרדיגמה הציגה Buitrago et מאפשרת ניתוח של רכישת תנועה בתוך אימון יומי (בתוך מושב) המייצג את הרכיב למידה המהיר ורכישה ראשונית, כמו גם למידה מוטורית מיומנת מעל מספר מפגשים המייצג את הרכיב האיטי למידה ותחזוקה של המשימה למדה 18 (בין המושב). חשוב לציין, הפרדיגמה התנהגות זו מעלה את דרגת קושי והמורכבות של משימת המיומנות המוטורית בשל שתי תכונות: ראשית, החולדות מאומנות להסתובב צירם לאחר כל אחיזה ובכך ליישר מחדש את גופם לפני הישג יד גלולה הבאה ולחדש הנטייה הגוף, מניעת ביצוע תנועה מתמדת מאותה הזווית. שנית, כדורי אחזור מפוסט אנכי להציב מול הכלוב. בשל הקוטר הקטן של הפוסט, יכולים בקלות להיות בעט כדורים מדורשים אחיזה מדויקת לאחזור ועמ &#39;מוצלחיםreventing פשוט מושך של גלולה לבעלי החיים. בדיקות התנהגותיות מורכבות כזה מאפשרת תובנות עמוקות יותר אל תוך מנגנוני למידה מוטורית. בהשוואה לעכברים, חולדות הן מעולים בביצועיהם של משימות התנהגותיות מורכבות ולכן מתאימים יותר לפרדיגמות מורכבות כפי שהוצגו במחקר זה. בהתחשב באפשרויות הגנטיות הגדלת זמינה לחולדות 19,20, השילוב של שיטות בדיקת התנהגות מדויקות ומבוקרות היטב עם מניפולציות גנטיות, הדמיה וטכניקות פיסיולוגיות מייצג ארגז כלים רבי עוצמה כדי להבין את הבסיס הנוירו-הביולוגי של למידה מוטורית וזיכרון טוב יותר.

<table><tbody><tr>תיבת <td></td><td></td><td>אימונים</td> הדום <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>מתוצרת עצמית כדורי סוכר מתוצרת</td></tr><tr><td>עצמית</td><td>TSE Systems Intl. קבוצה</td><td></td><td>45 מ"ג כדורי דיוק ללא אבק</td></tr><tr><td>Sprague Dawley חולדות</td><td>5-6 שבועות זכרים</td><td></td><td></td> מחשב</tr><tr><td>נייד</td><td>Hewlett Packard</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stop Watch</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>מלקחיים</td><td>Fine Science Tools (FST)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Excel</td><td>Microsoft</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Prism</td><td>GraphPad</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מונה</td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>משקל</td><td></td><td></td><td></td>שקילה</tr></tbody></table>

רכישת גבוהה דיוק מיומן forelimb ההגעה משימה בחולדות

Acquisition of a High-precision Skilled Forelimb Reaching Task in Rats

תנועות הן התפוקה העיקרית הניתנת למדידה של תפקוד מערכת העצבים המרכזית. פיתוח פרדיגמות התנהגותיות המאפשרות ניתוח מפורט של למידה וביצוע מוטורי הוא בעל חשיבות קריטית על מנת להבין את העקרונות והתהליכים העומדים בבסיס התפקוד המוטורי. כאן אנו מציגים פרדיגמה לחקר רכישת תנועה בתוך מפגש יומי של אימון (בתוך מפגש) המייצג את מרכיב הלמידה המהירה והרכישה הראשונית, כמו גם למידה מוטורית מיומנת על פני מספר מפגשי אימון (בין מפגשים) המייצגת את מרכיב הלמידה האיטית וגיבוש המשימה הנלמדת. פרדיגמה התנהגותית זו מגדילה את דרגת הקושי והמורכבות של משימת המיומנות המוטורית בשל שני מאפיינים: ראשית, בעל החיים מיישר מחדש את גופו לפני כל שליפת כדור, מה שמאלץ התמצאות מחודשת ומונע ביצוע תנועה מאותה זווית. שנית, כדורים נתפסים מעמוד אנכי התואם את קוטר הגלולה ומונח מול הכלוב. זה דורש אחיזה מדויקת לשליפה מוצלחת של הכדור ובכך מונע משיכה פשוטה של הכדור לעבר החיה. בשילוב עם גנטיקה, הדמיה וטכנולוגיות אלקטרופיזיולוגיות חדשניות, שיטה התנהגותית זו תסייע בהבנת היסודות המורפולוגיים, האנטומיים והמולקולריים של למידה מוטורית וזיכרון.

רכישת מיומנות המוטורית מוצלחת מושגת רק באמצעות תרגול עקבי. למרות שיקול זהיר של כל ההיבטים, כמה חולדות לא מצליחות ללמוד את המשימה (איור 2). אלה &#39;שאינם לומדים&#39; או חסרי מוטיבציה וכתוצאה מכמה או נעדרו ניסיונות של אחזור גלולה מתחילת הניסוי או בדרך כלל לאבד עניין בהגעה לכדורים שהובילו לנכשלו ברציפות ניסיונות. לעומת זאת, חלק מבעלי החיים מראים התנהגות תוקפנית ועל-מוטיבציה וכתוצאה מכך מהיר מדי ומיהרו לתפוס ניסיונות שמובילים לכישלונות. קבוצה שלישית של לומדים לא מוצל...

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

רכישת גבוהה דיוק מיומן Forelimb ההגעה משימה בחולדות

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor ...

המטרה הכוללת של פרוצדורה זו היא לחקור את הרכישה של משימת הושטה מורכבת בארבע גפיים ולנתח את שני שלבי הלמידה שלה: למידה בתוך הסשן ולמידה בין סשנים. דבר זה מושג תחילה על ידי היכרות החיה עם הנסיין ועם סביבת הלמידה. השלב השני הוא ללמד את החולדה לסדר מחדש את גופה לפני כל שליפת כדור מזון באמצעות הלשון.בשלב הבא, החולדה לומדת כיצד לאחוז בארבעה גפיים בכדור סוכר המוצב על מעמד. לאחר שנקבע הגפה הקדמית המועדפת, המעמד מוזז כדי לייעל את זווית הגישה לאחיזת הכדור; במהלך תקופת האימון, כל ניסיון מדורג כהצלחה, כהפלה או ככישלון. היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון משימת ההגעה הקלאסית לפלטה בודדת, הוא הגברת רמת הקושי של הלמידה המוטורית, מה שמאפשר חקירה של תנועות זרות ומורכבות יותר.הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית, שכן קשה להסביר את השלבים השונים בטקסט של כתב יד; ראייה, שמיעה וקריאה של השלבים הבודדים מאפשרות דרך מלאה יותר להסבר הטכניקה. כדי להכין את בעלי החיים לניסוי, יש לטפל בהם מדי יום במשך חמישה ימים לפחות לפני תחילת הניסויים; סשנים אלו צריכים להימשך 10 עד 15 דקות לבעל חיים. נצלו הזדמנות זו כדי לשקול אותם.בעת טיפול ראשוני בחולדה, פשוט אפשרו לבעלי החיים להתרגל לנוכחות ידיכם בכלוב. לאחר מכן, הרימו בעדינות את בעל החיים באופן בטוח. שקלו כל בעל חיים כדי לקבוע את משקל הגוף הבסיסי שלהם לפני מניעת מזון.שלושה ימים לפני תחילת האימון המקדימה, במהלך תקופת ההרגלה, התחילו את פרוטוקול ההרעבה. תנו לחולדות רק 0.05 גרם של תזונה סטנדרטית לגרם ממשקל הגוף. הגישה היומית למים לא תוגבל.יש לוודא שכל חולדה אינה מאבדת יותר מ-10% ממשקל גופה במהלך תקופת הגבלת המזון. אם מספר בעלי חיים נשמרים בכל כלוב, יהיה צורך ככל הנראה להאכיל אותם בנפרד כדי שהחיה הדומיננטית לא תאכל את כל המזון. כדי להכיר לחולדה את מכשיר התפיסה, יש להניח אותה בתיבת האימון למשך חמישה ימים לפני תחילת האימון המקדים, במפגשים יומיים שנמשכים 10 עד 15 דקות.בנוסף, הניחו מספר כופתיות בתוך תיבת האימון כדי להכיר לבעל החיים את ריחן וטעמן. לבסוף, ודאו כי תיבת האימון מנוקה בין חשיפה לכל בעל חיים. יש לאמן חולדות זכרים ונקבות בחדרים נפרדים.חדר האימון חייב להיות רגוע ושקט. רצוי שלא לערבב חולדות זכרים ונקבות באותו מחקר. לאחר שהחולדות יכירו את תיבת האימון, התחילו באימון המקדימה.החזירו כל חולדה לקופסה והניחו כדורית סוכר על המשטח לפני פתח החריץ, כך שהבעל חיים יוכל להגיע אליה בלשונו. כעת,וביאו את החולדה או לרוץ אל חלקו האחורי של הכלוב ולחזור לפתח החריץ עבור הכדורית הבאה, או לצעוד לאחור ולהסתובב סביב נקודת הגישה שלה כדי לקבל כדורית נוספת.אפשרו לחולדה לחקור את הכלוב במהלך ביצוע משימה זו. אם החולדה אינה עושה זאת כראוי, הקישו בעדינות על חלקו האחורי של הכלוב באמצעות פינצטה כדי למשוך את תשומת ליבה. ברגע שהחולדה פונה לחלקו האחורי של הכלוב, הקישו בעדינות על חלקו הקדמי של הכלוב כדי למשוך את תשומת ליבה.חזרה לפתח החריץ. שלב זה ידרוש סבלנות, פאל. שליפה באמצעות הלשון היא קריטית בשלב זה, ובדרך כלל זוהי שיטת הבחירה של בעל החיים.ניסיון של שליפת כופתיות במהלך תקופת האימון המוקדם הוא D עבור קריטריוני החרגה. הגדירו את למידת המשימה כנקודה שבה החולדה יכולה לבצע אותה מספר פעמים מסוים בתוך מסגרת זמן, כגון 50 שליפות של כופתיות לשון בתוך 15 דקות; אמנו כל חולדה מדי יום למשך עד שעה עד לעמידה בקריטריונים. ניתן בדרך כלל לזהות חולדות שאינן לומדות תוך מספר ימי אימון מוקדם. יש להחרגן מהמחקר במהלך האימון המוקדם.חשוב להמשיך בהרעבת החולדות. עליהן לשמור על גישה חופשית למים, ויש לנטר את משקלן מדי יום. לצורך למידת המשימה, החליפו את המגלשה שמול תיבת האימון בפדסטל.לאחר מכן הניחו את הכדורית על הפדסטל, הנמצא במרחק של 1.5 סנטימטרים מהחלון, כך שלא ניתן יהיה להגיע אליה בעזרת הלשון, אלא רק באמצעות גפה קדמית. כדי ללמד את בעל החיים כיצד לתפוס את הכדורית, קרבו אותה אל פיו של החולדה באמצעות פינצטה, ואז הסיגו אותה. כאשר החולדה מוציאה את לשונה ומנסה ללקק אותה, המשיכו להגרה את החולדה באופן זה עד שהיא תימתח.את הגפה הקדמית כדי לתפוס את הכדורית. במהלך 10 ניסיונות ההגעה הראשונים, הפדסטל ממוקם במרכז פתח החריץ כדי לקבוע את העדפת הכף. אם שבעה או יותר מהניסיונות העשרה הראשונים בוצעו עם אותה גפה קדמית, כף זו תיחשב ככף המועדפת; אם סף זה לא הושג, יש להמשיך לבחון את בלוקי הניסיונות הבאים, בכל פעם 10 ניסיונות, עד שתיגלה העדפה.יש לשמור על העדפה בין 10 בלוקים של ניסויים, ובדרך כלל הדבר נעשה לאחר קביעת ההעדפה. הזז את המעמד לקצה החלון בכיוון ההפוך לגפה המועדפת, ובכך הענק לבעל החיים זווית גישה טובה יותר לחיך. באמצעות הגפה המועדפת, רשום כל הגשה של גרגר כהצלחה, נפילה או כישלון.נפילה מוגדרת כאחיזה מוצלחת שלאחריה אבדה של הפלטה. הצלחה מתרחשת כאשר החולדה אוחזת בהצלחה בפלטה ומחזירה אותה לפיה כדי לאכול אותה בסופו של דבר. בצעו סשן אחד ליום.השתמשו בהגבלה של מספר ניסיונות ובהגבלת זמן כדי להגדיר את משך המפגש. לדוגמה, סיימו את המפגש לאחר 150 תפיסות כופתאות או לאחר שעה, לפי whichever יקרה קודם. ניתן לקבוע את הדיוק והכוונון העדין בניתוח של הצלחתו של החולדה בניסיונה הראשון לשלוף כופתאה.הצלחה בניסיון הראשון מתרחשת רק כאשר החולדה מבצעת תנועה מונולית אחת. יש לשים לב תמיד לסוגים אלה של הצלחה, שבהם התנועה מתבצעת ללא הפרעה, היסוס או חזרה על רכיב תנועה בודד. במהלך למידת המיומנות המוטורית, חשוב להמשיך בהרעבת החולדות.בדומה לשלב האימון המקדם, אין להגביל את הגישה למים ויש לשקול כל חולדה מדי יום. בעוד שחולדות רבות לומדות את המטלה, חלקן נכשלות, שכן הן עשויות להיות חסרות מוטיבציה או לאבד עניין. לאחר מספר כישלונות, הן עלולות להיות חסרות סבלנות ואגרסיביות מדי כדי ללמוד את המטלה.ישנם גם חולדות המראות הצלחה מוקדמת, אך לאחר מכן מאבדות את יכולתן להשתפר או אף חוות ירידה בהצלחה. ניתן להגדיר את ההצלחה בשני שלבים. רכיב למידה מהיר ראשוני, המייצג רכישה ראשונית, נצפה בדרך כלל במפגש האימון הראשון.השלב השני מורכב מלמידה מוטורית מיומנת, הדורשת זמן רב יותר ומייצגת קונסולידציה של המשימה הנלמדת לאורך מספר מפגשים. חולדות זקוקות למספר משתנה של ימים כדי להגיע לרמה זו של למידה, מה שמוביל לעקומות ממוצעות שאינן חלקות לחלוטין. ביטוי נוסף של למידה מוטורית מוצלחת ניתן לראות בכיוונון עדין של התוכנית המוטורית.בכל מפגש אימון, ניתן למדוד סוג זה של למידה מוטורית על ידי חישוב השבר של כדורי האוכל שהושגו בניסיון הראשון בהשוואה לכלל ההצלחות. בעת ביצוע פרוצדורה זו, חשוב לשמור על רוגע, לספק סביבה נוחה וללא רעשים במהלך המפגשים, ולהגביל את מזון בעלי החיים תוך ניטור משקלם. ניתן לשלב פרוצדורה זו עם שיטות אחרות, כגון טיפול בתרופות ספציפיות, טכניקות דימיון שונות, אלקטרופיזיולוגיה או מניפולציות גנטיות.שילובים ניסיוניים רבים אלו מספקים בסיס טוב להבנה טובה יותר של למידה מוטורית.

acquisition-of-a-high-precision-skilled-forelimb-reaching-task-in-rats

Research

JoVE Journal

Behavior

התנהגות

היקף לכת מיומנים מחלק את התנועה על ידי forelimb ב להגיע לפעולה מזון לתוך אלמנטים מורכבים כל אחד מהם מוערכים בקנה מידה עם שלוש נקודות. סולם הדירוג הוא תיאר עכבר רגיל יכול להיות מיושם כלפי הערכת הפרעות מוטוריות נוירולוגיות.

מבנה Forelimb מיומנים להגיע ב עכברוש: ​​סולם דירוג התנועה

אטריה ו בדיקות Capellini טיפול מיומנות בכפו לנצל את הנטייה הטבעית של מכרסמים לתפעל פריטי מזון באמצעות בכפו מיומן ותנועות ספרות. בעלי חיים הם צילמו בזמן הטיפול גדילים קצרים של פסטה יבשה מבושלת. השמעת וידאו בהילוך איטי מאפשרת כימות של התאמות בכפו.

אטריה ו בדיקות Capellini טיפול: מדדים כמותיים פשוט פונקציה של מיומנות בכפו אצל חולדות ועכברים

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.

מיומנות מוטורית חקר למידה על ידי משימות להגיע חד גלולה בעכברים

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

כתב יד זה מתאר פעילות אוטומטית למחצה מכמתת גבון בחולדות. חולדות להגיע לאחוז, supinate של manipulandum כדורית. העכברוש מתוגמלת עם גלולה אם זווית סיבוב חורג קריטריון מוגדר על-ידי המשתמש. משימה זו מגדיל את התפוקה, רגישות פציעה, אובייקטיביות לעומת פעילויות מסורתיות.

הפעילות גבון כפתור: שיטה אוטומטית למחצה להערכת הפונקציה Forelimb בחולדות

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

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

אנו מדגימים כיצד יכול להיות מועסקות מידה אובייקטיבית בפרדיגמה האשליה יד הגומי נרחב המועסק. צעד זה מתקבל על ידי שינוי משימת congruency crossmodal המבוססת היטב. משימה זו מאפשרת חקירה של תהליכים חושיים אשר הם קריטיים לויסות של ייצוגי גוף כמו ביד האשליה הגומי.

משימת קונגרואנסי Crossmodal כאמצעי להשיג מדוד התנהגות אובייקטיבי בפרדיגמה האשליה יד גומי

למד רכישת משימת הגעה מדויקת בחולדות לניתוח שלבי למידה מוטורית מורכבת. שיטה זו מאפשרת חקר תנועות זרות מורכבות ומספקת מסגרת להבנת הסתגלויות התנהגותיות במחקר נוירולוגי.

רכישת גבוהה דיוק מיומן Forelimb ההגעה משימה בחולדות

גלה סרטונים נוספים