Valutazione della prensione qualificata nei topi utilizzando un auto-allenatore

Summary

Metodo per valutare l'impatto della formazione sulle capacità motorie è uno strumento utile. Sfortunatamente, la maggior parte delle valutazioni comportamentali può essere laboriosa e/o costosa. Descriviamo qui un metodo robotico per valutare la prensione (reach-to-grasp) abilità nei topi.

Abstract

Descriviamo un metodo per introdurre topi ingenui a un nuovo compito di prensione (reach-to-grasp). I topi sono alloggiati in gabbie con una fessura frontale che permette al mouse di uscire dalla sua gabbia e recuperare pellet di cibo. La restrizione alimentare minima viene utilizzata per incoraggiare i topi a eseguire il recupero del cibo dalla fessura. Quando i topi iniziano ad associarsi arrivando alla fessura per il cibo, i pellet vengono tirati via manualmente per stimolare l'estensione e la pronazione della zampa per afferrare e recuperare il pellet attraverso lo slot frontale. Quando i topi iniziano a raggiungere i pellet quando arrivano allo slot, il saggio comportamentale può essere eseguito misurando la velocità con cui riescono a cogliere e recuperare il pellet desiderato. Vengono poi introdotti in un auto-addestratore che automatizza sia il processo di fornitura di pellet alimentari per il mouse da afferrare, sia la registrazione di tentativi di raggiungere e afferrare riusciti e non riusciti. Ciò consente la raccolta di dati di raggiungimento per più topi con il minimo sforzo, da utilizzare nell'analisi sperimentale a seconda dei casi.

Introduction

I metodi per testare sperimentalmente un'abilità motoria lesioni pre e post-neurologiche, nonché modulare la tempistica, la quantità e il tipo di allenamento motorio sono importanti per la ricerca traslazionale. Nell'ultimo decennio, i topi, a causa della conseguente facilità di manipolazione genetica, sono diventati un sistema modello popolare in cui chiarire i meccanismi dell'apprendimento motorio pre e post-lesione. Tuttavia, i saggi comportamentali nei topi non sono stati ottimizzati nello stesso modo in cui tali saggi sono stati per altri mammiferi (soprattutto ratti). Inoltre, ci sono importanti differenze tra il comportamento di un topo e un ratto che suggerisc....

Protocol

Tutti i metodi qui descritti sono stati approvati dall'ACUC (Animal Care and Use Committee) della Johns Hopkins University.

1. Preparazione delle gabbie per topi per l'uso

1. Creare un'apertura scanalata con dimensioni di 0,8 cm di larghezza e 7 cm di altezza dalla base all'estremità anteriore di ogni gabbia, come illustrato nella Figura 1. Questa fessura serve come l'apertura attraverso la quale l'animale raggiungerà.
   NOTA: l'auto-formatore è stato progettato per l'uso con le dimensioni standard della gabbia del mouse (come mostrato nella Figura 1) fornite dalla maggior ....

Results

In generale, si consiglia di che ogni sessione di formazione consista in circa 20-30 prove, che possono essere impostate dall'utente, eseguite automaticamente dal formatore automatico e salvate in un unico file di registro per sessione e mouse. Ogni prova può essere eseguita consecutivamente, subito dopo l'altra, con 2-5 s di pausa. I topi formati sull'auto-formatore mostrano un aumento delle abilità in 10 sessioni di allenamento.

Discussion

Il nostro auto-trainer valuta la comprensione degli arti anteriori (prensioni) in modo automatizzato. Per raggiungere questo endpoint, molti dei parametri progettati per l'attività di prensione del mouse, tra cui il posizionamento del pellet, le dimensioni del pellet e i criteri di allenamento, sono stati iterati nel corso di diversi anni e adattati dai protocolli precedenti^{2,5 ,6}. Il progresso qui è l'automazione del compito u.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Filamento ABS	stampato in 3D personalizzato	N/A	utilizzato per portapellet, telaio, braccio e imbuto
Foglio ABS	McMaster-Carr	8586K581	spessore 3/8"; utilizzato per componenti di piattaforma, guide per stand di posizionamento e base
Adruino Mini	Adruino	A000087	versione nano compatibile anche così come altri microcontrollori simili
Supporto di posizionamento	McMaster-Carr	9967T43	35 libbre di capacità di carico
Tubo rotondo in acrilico trasparente	McMaster-Carr	8532K14	ID 3/8"
Low-Carbon  Filo d'acciaio	McMaster-Carr	8855K14	0.148"  diametro
Dispenser di pellet	Lafayette Strumento: Neuroscience	80209-45	con ruota intercambiabile da 45 mg e supporto opzionale
Photointerrupter Breakout Board	SparkFun	BOB-09322 ROHS	progettato per Sharp GP1A57HRJ00F
Sensore di oggetti riflettenti	Fairchild Semiconductor	QRD1113	uscita
fototransistor Servomotore	SparkFun	S8213	generico ingranaggio in metallo (dimensioni micro)
Fotointerruttore trasmissivo	Distanza tra GP1A57HRJ00F nitide		: 10 mm, fessura: 1,8 mm