春雨とカッペリーニの処理試験：ラットとマウスの器用な前足の機能の簡単な定量的指標

このビデオでは、食品取り扱い時における巧緻性の低下を定量化する手順を実演します。げっgoed動物に対し、まずホームケージ内で、次に試験環境下で、短い長さの生パスタを提示します。試験環境では、動物の前肢の動きをビデオ撮影します。パスタを食べている間の各前肢による調整動作を特定し、スローモーションビデオ再生を用いてカウントします。

ビデオ解析を通じて、非定型なハンドリング行動を特定します。特定された結果から、摂食時に食物を操作する動作を定量化することで、脳損傷後または加齢に伴う巧緻性の低下という4つの変化が示されます。テキサス大学オースティン校心理学部のTeresa Jones研究室のKelly Tenetです。そして、同じくJones研究室のRNAiです。

本日は、ラットにおけるVermicelliハンドリングテストと、マウスにおけるCAPIハンドリングテストの手順について解説します。当研究室では、脳損傷後や加齢に伴い、食物を扱う際の巧緻性がどのように変化するかを研究するために、これらの手法を用いています。それでは、始めていきましょう。

テスト用のパスタを準備するために、極細ペンを用い、カードストックのテンプレートを使用して、DeChecoブランドおよびSkinnerブランドのカペッリーニ（CAPI）とヴェルミチェッリに、特定の等間隔で印を付けます。カペッリーニには0.86 centimeter間隔で、ヴェルミチェッリには1.75 centimeter間隔で印を付けます。これにより、パスタのストランドの動きを視覚的に確認しやすくなります。

給餌の際、カッペリーニはカミソリで2.6 cmの長さに切り、マウスに使用します。ラットに使用する場合は、春雨を7 cmの長さに切ります。パスタのブランドによって質感や直径が異なり、ハンドリングの方法に影響を与える可能性があるため、繰り返し試験を行う場合は単一のパスタを使用することが推奨されます。ネオフォビア（新奇恐怖）反応を克服し、ハンドリングの習熟度を高めるため、試験の数週間前からホームケージ内で動物にパスタ片を提示してください。1回につき動物1匹あたり約4片を提示し、5〜10日間行うことで十分です。

馴化させた動物であっても、カメラの前では摂食をためらうことがあります。そのため、1回以上の馴化セッションの間に、テストエリアの前にカメラを設置してください。動物にパスタ片を提示した後、動物をテスト環境に入れ、そこで摂食することに馴化させます。

一般的に、この環境下で動物はパスタを容易に摂食します。準備を整え、3回から5回の摂食セッションを行った後、ラットおよびマウスにおけるパスタハンドリング試験の実施方法を確認しましょう。テストセッションは、1回につき1本のパスタを摂食させる連続したトライアルで構成されます。

1セッションは通常、ラット1匹につき4〜5回、マウス1匹につき3〜4回の試行で構成されます。ラットは通常、後肢で体を起こした状態でパスタを食べるため、牽引動作を最も容易に観察できます。カメラをチャンバーの床面とほぼ同じ高さに設置し、わずかに上向きの角度に調整すると、マウスは前方に身をかがめ、パスタを斜めに保持する傾向があります。

このように、底面が開いたテストチャンバーを鏡の上に設置します。カメラは底面よりもわずかに高い位置に配置し、鏡に映る足の反射に焦点を合わせるように下向きに角度を調整します。ビデオ撮影を開始する前に、パスタを1片テストチャンバーの中に入れます。

摂食を開始させ、動物を適切なカメラの視野に入れるには、動物をカメラに向かせ、カメラを10から12倍に十分にズームする必要があります。4つの足およびすべての指の個々の調整を確認するためには、動物とカメラの位置を合わせて最初の試行を開始する時点で、両足の指関節が見えている必要があります。または、パスタの一片を動物の目の前に直接ぶら下げて記録を開始します。摂食が始まる前、パスタを噛む音が聞こえます。

したがって、摂食を確認するためには音声録音が有用です。残りの試行を継続してください。同様に、動物が最適な観察位置から離れないよう、試行間の時間を最小限にすることが最善です。

次に、4つの不適切な調整（poor adjustments）と摂食時間の定量的ビデオ解析方法について説明します。摂食中の4つの不適切な調整の解析は、ラットにおける中枢神経系（CNS）損傷後の側性機能障害や、マウスにおける加齢に伴う変化に敏感な簡便な定量的指標です。解析中、ビデオ再生は実時間の約50%に低速化されるか、必要に応じてフレーム単位の送りが行われ、調整動作を特定します。定量化の対象となる試行期間は、ペーストが最初に口に入れられた時点から始まり、ペーストの最後の一部が孔から離れて口の中に消失した時点で終了します。

孔が過去の破片を離し、再び接触するたびに、1回の調整としてカウントします。孔のホールドが再形成された場合、または指の伸展・屈曲や外転が発生した場合は、左右それぞれの孔について個別に調整を記録します。指の動きやハンドホールドの再配置を伴わず、孔がマスターピース上を滑った場合は、調整としてカウントしません。

ペレットがペースト部分に接触していない時の貧困層の動きはカウントしません。摂食時間は、開始時からペーストが口の中に消えるまでを各試行について記録します。動物が摂食を一時停止してもペレットを保持し続けている場合は、その停止時間を合計時間から差し引きます。なお、そのような試行は解析から除外されます。

摂食のどの段階においても、一時停止した様子が見えなくなった場合、または動物が破片を壊した場合（破片が短くなると取り扱いパターンが変わるため）、マウスは摂食中にパスタを落とし、短い休止時間の後にそれを拾い上げて摂食を再開することがあります。これは、注意散漫や部分的な飽食によるものである可能性があります。速やかに摂食が再開された場合、これらの試行は除外しませんが、破片を落としていた時間を総摂食時間から差し引きます。

ビデオ解析から得られる測定値は、孔1つあたりおよび個体1つあたりの平均調整回数、個体1つあたりの平均摂食時間、および調整率です。次に、いくつかの非定型的なハンドリングパターンについて見ていきましょう。非定型的なハンドリングパターンは、異なる中枢神経系（CNS）損傷の種類を区別し、加齢に伴う変化を明らかにすることができます。

また、これらの行動を記録することは、補完的な解析として有用です。通常、健常動物は、パスタの一方の端を下に、もう一方の端を口の近くに配置して摂食を開始します。POSは、通常、すべての試行において同様の位置を取ります。

非定型的な行動として、動物が2本の肢の位置を入れ替えることがあります。正常な動物が食事をしている最中には、餌の断片が非常に短い場合、孔はより対称的な位置に並ぶか、あるいは指が間に挟まった状態で移動します。中枢神経系（CNS）に損傷がある一部の動物では、この動作ができず、餌の断片が長い場合でも、両方の極を対称的に保持して合わせて置く傾向があります。

ラットおよびマウスにおけるその他の非定型的な行動として、摂食中に長時間にわたってパスタ片を一方の穴に接触させないことや、口を使ってパスタを穴から引き抜き、位置を調整させることが挙げられます。前傾姿勢や摂食開始後のパスタの脱落など、ラットでは非定型とされるがマウスでは一般的とされる行動もあります。しかし、中枢神経系（CNS）損傷後にマウスの脱落頻度が増加する可能性があるため、両種において脱落頻度を記録することが有用です。

高齢のマウスは、パスタの前進につながらない調整動作を行うことがよくあります。これは、調整によってパスタが口の中に移動したことが明確に認められない場合に、その都度カウントされます。それでは、ハンドリングテストの結果をいくつか示します。

感覚運動皮質に病変のあるラットを用いた解析では、病変側（対側）の牽引に対しては、健常側（同側）よりも調整回数が少なくなることが示されています。片側の中大脳動脈閉塞は、対側肢による調整の減少と、非定型的な操作行動の増加の両方を引き起こします。マウスを用いたビデオ解析では、若年成体マウスと比較して、高齢マウスはパスタ片を食べるのに時間がかかり、パスタを口に運ぶことにつながらない調整回数が多いことが示されています。

ラットおよびマウスにおけるパスタ操作行動の定量化方法について説明しました。この手順を行う際は、パスタの調整が正確に識別されているかを確認するために、評価者間信頼性をチェックすることが重要です。以上になります。

ご視聴ありがとうございました。実験の成功をお祈りいたします。