הפעילות גבון כפתור: שיטה אוטומטית למחצה להערכת הפונקציה Forelimb בחולדות

המטרה הכוללת של מטלה התנהגותית זו היא לאמן חולדות לסובב כפתור מכף היד כלפי מטה לכף היד למעלה, מה שנקרא סופינציה. כלי זה משמש לבדיקת תפקוד המערכת המוטורית לפני ואחרי פציעה או התערבות. פיתחנו את המטלה הזו כדי לבחון את תפקוד הקורטיקוספינל בחולדות.

מצאנו שמשימת העלייה של הכפתור רגישה יותר לפגיעה קורטיקו-שדרתית מאשר משימות זריזות נוכחיות, כגון הגעה לכדורים. משימה זו היא חצי אוטומטית, מה שהופך אותה לכמותית, אובייקטיבית ותפוקה גבוהה. על ידי כימות סופינציה, המשימה מודדת תנועה חשובה מבחינה קלינית המעריכה מסלול עצבי חשוב.

תדגים את ההליך תלמה בת'יאה, מנהלת המעבדה שלנו וטכנאית מחקר. לאורך הפרוטוקול, אימנו את החולדות פעמיים ביום, פעם בבוקר ופעם אחר הצהריים, עם לפחות שעות בין המפגשים. התחל בהרגלת החולדות כדי להכיר את החולדה עם תיבת הבדיקה ועם הטיפול.

ראשית, הגדר את הקופסה. משוך את התקן הכפתור במלואו על ידי לחיצה על מקש החץ למטה במיקום האוטומטי. לאחר מכן הניחו את החולדה בקופסה ההתנהגותית למשך 15 דקות.

לאחר 15 דקות, טפלו בכל חולדה ביד למשך חמש דקות לפחות כדי להכיר את החולדה לנסיין. חזרו על כך במשך חמישה ימים לפני שתתקדמו בניסוי. השלב הבא הוא יצירת אגודת תגמול.

המטרה היא לאמן את החולדה לקשר בין סיבוב הכפתור לתגמול מזון. ראשית, פתח את התוכנה והזן את זיהוי החולדה תחת שם, ואז הגדר את הבמה ל-K1: Knob Shaping No Pulley. זה מאפשר להאכיל את החולדה כל עוד היא מסובבת את הכפתור מעבר לשלוש מעלות במהלך חלונות תגמול של שתי שניות.

לאחר מכן, הכניסו את החולדה לתיבה ההתנהגותית ולחצו על התחל כדי להתחיל את הסשן. הכירו את החולדה לשוקת התגמול על ידי חלוקה ידנית של שניים או שלושה כדורים והקשה על צד הקופסה שבו נמצאת שוקת התגמול. ברגע שהחולדה יודעת את מיקום התגמול, חלק כדור באופן ידני רק כאשר החולדה נעה לפני הצמצם.

זה יקשר את התגמול לצמצם. ברגע שהחולדה עוברת באופן אמין לפתח בציפייה לגלולת תגמול, התנו את החולדה לאינטראקציה עם המניפולנדום. בקשו מהחולדה לעסוק בה על ידי הנחת כדור של 45 מיליגרם בקרבת מקום.

אם זה לא עובד, מרחו אבק גלולות ישירות על המניפולנדום. אם החולדה מתרחקת מהצמצם, הקש על התיבה ליד המניפולנדום כדי להפנות את תשומת ליבה. תגמלו את החולדה רק כאשר היא נוגעת בכפתור בידיה, לא כאשר היא נושכת או נושכת את המניפולנדום.

לאחר שהחולדה קיבלה 10 תגמולים רצופים, השתמש במקש החץ למטה במיקום האוטומטי כדי למשוך את המניפולנדום ב-0.25 סנטימטרים. המשך למקם מחדש את המניפולנדום במרווחים של 0.25 סנטימטר עד שהוא נמצא במרחק של 1.25 סנטימטרים מהצמצם. זוהי המטרה הסופית של אסוציאציה לתגמול, וברגע שחולדה עושה זאת בשני מפגשים רצופים מתקדמת לאימוני משקל נגד.

לאחר חצי שעה של אימון, סיים את ההפעלה על ידי לחיצה על עצור בתוכנה. כדי להתכונן לאימון במשקל נגד, התחל בהנחת משקל נגד של שלושה גרם על המניפולנדום בנקודת ההצמדה בצורת L. לאחר מכן הזינו את חוט המשקל הנגדי דרך הגלגלת עד שמשקל הנגד תלוי בחופשיות.

כדי להפעיל את המפגש, פתח תחילה את התוכנה, הזן את שם החולדה והגדר את הבמה ל-K2:Knob Shaping Pulley. זה מציב את המניפולנדום 1.25 סנטימטרים מהצמצם. לאחר מכן, הכניסו את החולדה לתיבת ההתנהגות ולחצו על התחל בתוכנה כדי להתחיל את הסשן.

לאחר 100 ניסיונות מוצלחים או יותר, סיים את ההפעלה על-ידי לחיצה על עצור בתוכנה. לאחר שהחולדה השלימה שני מפגשים רצופים עם למעלה מ-100 ניסיונות מוצלחים, הגדילו את מסת משקל הנגד בגרם אחד בפגישה הבאה. לאחר תוכנית זו, יש להעלות בהדרגה את המשקל לשישה גרם במשך שישה מפגשים בממוצע.

במהלך אימון זה הכרחי שתנועת הסופינציה הנכונה תתוגמל ושתנועת סופינציה לא נכונה תעוצב. עיצוב תנועת הסופינציה ממשיך גם באימון הבסיס. בעת תיקון התנהגות סופיניזציה, הגבל ידנית את תנועת המניפולנדום ותגמל התנהגות סופינציה טובה גם כאשר היא לא מצליחה על ידי לחיצה על כפתור ההזנה בתוכנה.

בשלב זה, אמן את החולדות להתייצב לפי הקריטריונים הבסיסיים, שבמקרה זה הם לסובב את הכפתור ב-75 מעלות עם משקל נגד של שישה גרם בשיעור הצלחה של 75% או יותר. לאחר הגדרת משקל הנגד, השתמש באפשרות KSB4:Knob Training Median 75 Max בתוכנה. זה מגדיר את הסף ההתחלתי לחמש מעלות.

הוא מגדיר את סף הפגיעה המינימלי ל-15 מעלות, ומגדיר את סף הפגיעה המקסימלי ל-75 מעלות. התוכנה תגדיל אוטומטית את הסף המינימלי לסיבוב הכפתור על סמך זהות החולדה וביצועי העבר שלה, כך שקלט המשתמש ממוזער בשלב זה. לאחר 30 דקות, הפסק את ההפעלה.

לאחר כ-10 ימים או 20 מפגשים, רוב החולדות משלימות את שלב ההסתגלות ומסוגלות לסובב את הכפתור לזווית שיא ממוצעת של 75 מעלות ומעלה. לאחר השלמת האימון הבסיסי, קדם את החולדה לשלב הבא של האימון, המטופל על ידי שלב התוכנה K27:75 מעלות. כדי לסיים מפגשים בשלב זה, לחץ על עצור לאחר 30 דקות או 100 ניסויים, המוקדם מביניהם.

שמור כל חולדה בשלב זה של האימון עד שהיא תוכל להשלים ארבעה קווי בסיס רצופים עם שיעור הצלחה של 75% ומעלה. לאחר מכן ניתן להשתמש בחולדה מאומנת למניפולציות ניסיוניות באמצעות מטלה זו כמדד לתפקוד הגפיים הקדמיות. מתוך מאגר של 56 חולדות, 75% רכשו את המשימה הראשונית.

שלב זה כלל את ההכשרה המעשית ביותר. לאחר מכן, החולדות התקדמו לשימוש במשקל נגד של שישה גרם ביום השביעי, ולאחר מכן בילו 10 ימים בלימוד לסובב את הכפתור עם מגמת עלייה כללית בזווית העלייה. ביום ה-17, רוב החולדות רשמו את קו הבסיס הראשון שלהן, ואם חולדה לא הגיעה לקו הבסיס עד יום 20 היא הוסרה מהמחקר.

חולדה לא מוצלחת יכולה להראות התקדמות במשך כמה ימים אך לא תוכל להתקדם עם הקבוצה מכיוון שהיא לא עובדת עם התפיסה הנכונה. בשליש הראשון של האימון, החולדה עשויה להתחיל לשכב, אולם צורת הגל של פעולתה יכולה לחשוף שהיא מבצעת שני סיבובים שבהם חולדות מצליחות זקוקות רק לאחד. בשליש האמצעי של האימון, העלייה הרגילה בזווית השיא מ-20 ל-50 מעלות שמגיעה עם עקומת שיא מוגדרת עשויה להראות רק עלייה שולית בזווית השיא בחולדות שאינן מצליחות לשכב כראוי.

בשליש האחרון של האימון אמורה להיות צורת גל בודד בולטת מאוד; עם זאת, חולדה לא מוצלחת עשויה להראות זווית שיא הרבה מתחת לקריטריון ההצלחה הנדרש בנוסף למספר פסגות. החולדה הלא מוצלחת עשויה בסופו של דבר ללמוד את המשימה, אך היא עשויה לעשות זאת גם עם פיצויים שאינם סופינציה, מה שהופך את החולדה לבלתי מומלצת לשימוש במחקרים נוספים. לאחר צפייה בסרטון זה אתם אמורים להבין היטב כיצד לאמן חולדות לבצע סופינציה של הגפיים הקדמיות בנקודת ההתחלה ולפתור בעיות בתנועות סופינציה שגויות.

הקפידו להישאר ערניים וערניים בזמן שהחולדות לומדות כיצד לשכב. תיקון התנהגות סופינציה בשלב מוקדם הוא חיוני להצלחת הליך אימון זה. בסך הכל, ההליך נועד להיות חסכוני בזמן.

ברגע שהחולדות מגיעות לקו הבסיס, הנסיין צריך רק למקם את החולדה בקופסה, להפעיל את התוכנה ואז להסיר את החולדה לאחר שהם מסיימים את הסשן שלהם. בנוסף לסרטון זה, ישנם מספר משאבים זמינים באתר המעבדה שלנו. תודה לכם, ובהצלחה בניסויים שלכם.