2014年3月4日
永続的な練習は協調運動の精度を向上させます。ここでは、マウスでの前肢のスキルの学習と記憶を評価するために設計されたシングルのペレットに達したタスクを、ご紹介します。
この手順の全体的な目標は、4つのM特異的運動技能を持つマウスを訓練することです。これにより、運動学習と記憶を評価するための優れた行動モデルが提供されます。マウスでは、最初のステップは、マウスがトレーニングチャンバーと食物ペレットに慣れることです。
次に、食用ペレットを整形スリットの手の届くところに置き、整形期間後に回収に使用する手足の好ましいものを決定します。マウスは、単一のペレット到達タスクで訓練され、好ましい足での正しい到達回数が記録されます。最終的に、このプロトコルは、運動学習と記憶形成中の多くのレベルで脳の変化を研究するための行動パラダイムを提供します。
この方法は、運動学習がマウスの脳の構造可塑性や分子変化とどのように相関しているか、さまざまな神経疾患が微細運動能力をどのように混乱させるかなど、神経科学分野の重要な質問に答えるのに役立ちます。このタスクは、騒音や気を散らすものから離れた静かな場所で実行します。3つの垂直スリットを含むカスタムメイドの透明なプレキシガラスのトレーニングチャンバーは、成形とトレーニングに使用されます。
1つのスリットはシェーピングエッジにあり、2つのスリットは反対側のトレーニングエッジにあり、3つのスライドガラスから傾斜したトレイを構築したシェーピングセッション中にキビの種子を所定の位置に保持します。トレーニングセッションでは、フードプラットフォームが使用されます。プラットフォームの左側と右側のくぼみがキビの種を所定の位置に保持します。
これらのディボットは、マウストレーニングチャンバーの左右のスリットに対応し、リムのドミナントのトレーニングに使用されます。その他、手術中に手元に置いておくと便利なアイテムは、鉗子、体重計、ストップウォッチです。成形手順を開始する2日前に、食物は動物が初日にベースラインの約90%の体重を減らすように制限します。
2匹のマウスを同時にトレーニングチャンバーに入れ、慣れさせます。チャンバー内にマウスあたり約20ミルの種子を置き、マウスが20分間探索できるようにします。翌日、動物を個別に部屋に入れ、翌日にそれぞれに約20ミルの種子を提供します。
整形エッジは、四肢の優位性を決定するために使用されます。チャンバーの単一のスリット側を下に向けて配置します。次に、キビの種を詰めたフードトレイをトレーニングチャンバーの正面壁に押し付けます。
準備ができたら、チャンバーにマウスを1匹置きます。動物がトレーニングスリットから種子を回収し、回収に使用したforを記録できるようにします。シェーピング期間は、2 つの条件が満たされたときに終了したと見なされます。
まず、マウスは20分以内に20回のリーチ試行を行います。第二に、これらのリーチの70%以上は、1本の4本の肢で実行されます。マウスが舌を使って種子をチャンバーに入れる場合は、トレイを少し後ろに動かして、4本の手足が届くように促します。
マウスが1週間以内に成形を完了できない場合は、実験から落としてください トレーニングセッションを開始するには、二重スリットを下に向けてトレーニングチャンバーを構成します。準備ができたら、マウスを個別にケージに入れます。個々の種子を、成形期間中に決定された好ましい足に対応するディボット内の食品プラットフォームに置きます。
シードが配置されたら、マウスの到達行動を観察し、結果を採点します。マウスが好みの足で到達し、種子を取り出して食べると、成功が採点されます。マウスが好みの足で到達し、種子をつかむが、口に入れる前に落としたら、ドロップを獲得します。
マウスが好みの足でシードに手を伸ばしたが、それを見逃すか、保持プレートから叩き落とした場合、それは失敗として採点されます。ネズミは、フードプラットフォームに種が置かれていなくても到達する可能性があります。これらは無駄な範囲と見なされ、カウントされません。
無駄に思いとどまらせるための到達試みの総数は、次のシードを配置する前にトレーニングチャンバーの反対側に戻るために訓練マウスに到達します。マウスが好ましくない足で到達した場合、これらの到達は対側到達と見なされ、到達の総数にはカウントされません。マウスを毎日訓練して、好みの肢で30回のリーチ試行、または20分のいずれか早い方を行います。
毎日のトレーニングセッションの後、マウスを自宅のケージに戻します。マウスの体重は、実験全体を通して注意深く監視する必要があります。ここでは、食物欠乏、整形、およびトレーニング中の1匹のマウスの体重減少を示しています。
これらの結果は、平均成功率がトレーニング期間中に向上し、平均成功速度が向上することを示しています。ここでは、オーバーシェイプマウスと非学習マウスの成功率をプロットしています。このグラフは、4日間の再訓練期間中の事前学習済み成体マウスとナイーブ成体マウスの運動能力を比較したものです。
この手順を試みる際には、動物実験の条件を標準化することを覚えておくことが重要です。これは、環境の摂動を最小限に抑え、同じトレーナーを使用し、同じマウスを扱い、実験全体を通して1日のうち同じ時間にトレーニングすることで実現できます。
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本研究では、マウスの前肢のスキル学習および記憶を評価するために設計された、シングルペレット到達タスクを紹介します。このタスクでは、継続的な練習による協調動作の精度を評価します。
単一ペレット到達タスクのような定量的行動パラダイムにより、前臨床モデルにおける運動学習および記憶の厳格な評価が可能となり、神経生物学のパイプラインにおけるターゲットバリデーションとメカニズム的なリスク低減が促進されます。このアプローチは、運動機能および神経疾患に関する初期探索とトランスレーショナル研究に資する、再現性および測定可能なアウトプットを提供します。標準化された行動アッセイは、CNS(中枢神経系)創薬におけるポートフォリオの選別と予測精度の向上において極めて重要です。
この行動パラダイムは、初期の探索から前臨床段階までの連続的なプロセスに適合し、分子標的の同定とin vivoでの機能的検証を繋ぐ架け橋となります。