Name: 脳卒中後の欠損を特徴付けるための自発的なラット行動データの収集 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-03-15T12:40:00.000+00:00
Duration: 5 min 8 s
Description: 学ぶ自動化されたスキルドリーチ評価を用いたラットの自発的行動データ収集法。脳卒中後の運動機能障害や行動変化を個別に評価し、高スループットな神経科学研究を支援します。

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この研究は、ノーステキサス大学(UNT)への神経オペラント関係の研究のためのベアトリスH.バレット基金によって部分的に資金提供されました。神経可塑性および修復研究所のすべてのメンバー、特にValerie Rojas、Mary Kate Moore、Cameron Scallon、Hannah McGeeの意見と支援に感謝します。

すべての手順と動物の世話は、ノーステキサス大学の施設の動物管理および使用委員会(IACUC)によって承認され、実験動物の世話と使用に関する国立衛生研究所のガイドに準拠しています。本研究で使用した成体の雄および雌のLong-Evansラット(400-800 g、1.5歳)をコロニーケージに収容しました。
1.機器の準備
<ol><li>設計ファイルと建設説明書に従って、1ラット回転式改札口(ORT)を入手または組み立てます( 補足ファイル1 および 補足コーディングファイル1を参照)。詳細については、Butcher et al.16 を参照してください。 注:ORTはラットのサイズに固有であるため、コロニーケージにはほぼ同じサイズの動物を含める必要があります。ORTを自己組み立てたくない場合は、組み立て済みの状態で購入できます( 材料の表を参照)。</li>
	<li>無線周波数識別(RFID、 資料表を参照)リーダーを入手して取り付け、RFIDタグを取得して動物に注入します。 注:RFID全二重(FDX)タグを注入する場合、ラットがORTを通過するときに、方向がRFIDアンテナに対して垂直である必要があります。この検証では、脊椎と平行な平面上の肩甲骨の間にタグを皮下に埋め込んだ。</li>
	<li>RFIDアンテナをORTのチューブに取り付けます。</li>
	<li>実験的な問題に適した行動装置およびコロニーケージを構築および/または取得します。この例では、特注のコロニーケージ21,22が市販のオペラントチャンバーと組み合わせて使用されました(材料の表を参照)が、理論的には任意の機器を使用できます。 注:ORT を介した 行動装置へのアクセスをめぐるコロニー飼育動物の競争を検討する必要があります。4〜6匹の動物ごとに1つのORT +行動装置が必要になることを予想してください。</li>
	<li>行動装置とコロニーケージの間にORTを取り付けます。</li>
	<li>ドレメル回転工具( 材料の表を参照)または同様の器具を使用して、行動装置およびコロニーケージにポータル穴を開けます。内径は、建設したORTトンネルの外径と等しくなければなりません。 注:ORTを操作するには数インチ高くする必要があるため、コロニーケージと装置の高さを揃えるために小さなプラットフォームまたはスタンドが必要になります。</li>
	<li>動物がORTを通過するときに動物を読み取るRFIDシステムを設置し、必要に応じて行動装置と統合します。</li>
</ol>2.術前行動訓練
<ol><li>同じサイズのラットのコホートを入手し、コロニーケージに導入します。 注:隔離された、または同種の動物がほとんどいない状態で広範囲に飼育または飼育された動物は、特にコロニーケージの社会的領域を横断する場合、チャンバーを探索するのに苦労する可能性があります。動物は、この落とし穴を避けるために、人生の早い段階でグループケージにさらされるべきです。</li>
	<li>行動装置内のマニプランダへのアクセスを削除し、占有時に平均して60秒ごとに報酬を自動配信するようにチャンバーを設定します。 注:この研究では、報酬としてショ糖水(30%〜40%)を使用しましたが、加糖練乳も効果的です。</li>
	<li>すべてのラットを訓練して、ORT を介して 行動装置に定期的に侵入します。</li>
	<li>少なくとも1日に1回は、すべてのデータがORTに入っていることを確認するためにデータをチェックしてください。動物が入ってこない場合は、ペンサイズの物体をロック機構に挿入して、動物がより自由に探索できるように一時的にロックされないようにします。それでも動物が入らない場合は、回転式改札口を取り外し、一時的な側壁を取り付けて、チャンバーへのトンネルへの自由なアクセスを許可します。</li>
	<li>すべての動物が定期的にチャンバーに入ったら、ロック(および回転式改札口)を戻し、再評価します。 注:動物は、他のラットからの一時的な猶予としてORTとチャンバーを占有することもできます。チャンバーのこの種の独占を未然に防ぐ1つの方法は、単純な分離チャンバーにブリッジする追加のORTを取り付けることです。</li>
	<li>マニプランダム(この例ではプルハンドル)を導入し、最高の感度に設定します。ハンドルをボックスのすぐ内側(最大2 cm)またはボックスのすぐ外側に挿入します。 注意: ペインターのテープは、ハンドルの後ろの手の届かないところに貼られていると、リーチの試みを呼び起こすことができます。</li>
	<li>報酬(30%のショ糖水)が自動配信される頻度を減らします(例:90〜120秒ごと)。実験者のニーズと動物の好みに合った報酬を利用できることを忘れないでください。</li>
	<li>データを毎日チェックして、すべての動物がレバーを作動させることを学習したことを確認してください。すべての動物が引っ張られるまで、レバーに餌をやったり、挿入レベルを変更したりします。</li>
	<li>報酬の自動配信を中止し、プルハンドルを作動 させることによって のみ報酬を利用できるようにします。</li>
	<li>以前に挿入した場合は、レバーがチャンバーの外側の1 cmから1.25 cmの最終位置になるまで、毎日レバーを0.25 mmから0.5 mm引っ込めます(すべてのラットがその収縮レベルで引っ張り続ける場合)。 注:レバーの正確な位置は、ラットのサイズによって異なります。目的の到達地形になる位置を選択してください。</li>
	<li>パーセンタイルまたはその他のトレーニングプログラムを開始して、ハンドルをアクティブにするために必要な引っ張り力を徐々に増やします。 注:この研究では、前の15の回答の上位四分位数で強化の基準を設定するパーセンタイルスケジュールを使用しました。あるいは、プル基準の段階的な増加を用いることもできる7。</li>
	<li>動物が最終的な基準範囲である120 gのプルに確実に到達したら、パーセンタイルトレーニングプログラムを削除し、ハンドル活性化の基準を120 gの定数に固定します。</li>
	<li>成功率が約1週間安定している(傾向がない)まで、この戦力要件でベースラインデータを収集します。</li>
</ol>3.脳卒中を誘発する
<ol><li>すべてのコロニーケージに入れられた動物で同時に脳卒中を外科的に誘発します。 注:脳卒中を誘発するために、脳卒中の内皮-1モデルが用いられたが、これは他の場所で説明されている23。</li>
	<li>動物が3〜7日間、個別に隔離された従来のケージで回復するのを待ちます。</li>
</ol>4.術後行動検査
<ol><li>回復後、ORTに取り付けられた熟練したリーチ装置を使用して動物をコロニーケージに戻します。</li>
	<li>脳卒中後の欠損を評価するのに十分なデータが収集されるまで(1〜数日)、プル要件を最終的に120 gに保ち(ステップ2に従う)、行動テストを実行します。</li>
	<li>脳卒中後または回復に関連する独立変数は、動物がチャンバーにアクセスしている間、その後の数日間に実装します。</li>
</ol>

<ol><li>Whishaw, I. Q., Kolb, B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWhishaw%2C+IQ+%22The+behavior+of+the+laboratory+rat%3A+A+handbook+with+tests%22">The behavior of the laboratory rat: A handbook with tests</a>. , Oxford university press. (2004).</li>
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</ol>

著者らには、開示すべき矛盾はない。

このプロトコルには複数の用途があります。まず、最も広くは、ORTは、社会的で豊かな住宅の文脈で、自動化された単一被験者の行動トレーニングとデータ収集を可能にする目的で開発されました。この研究では、典型的な行動指標を収集し、脳卒中の文脈でそれらを詳しく説明するというアイデアをテストしましたが、他のアプリケーションや行動課題についても同じことができます。この検証で収集された測定値でさえ、必要に応じて調整して、代替の強化スケジュール、代替行動などを含めることもできます。 第二に、この研究では、脳卒中後の熟練者の到達範囲の障害に関連するデータを収集するシステムの能力を評価しました。現在のプロトコルは、基本的なレバー押し16のティーチングと測定について以前に検証されています。現在のデータは、脳卒中関連の運動障害に関するデータを収集するための有効なアプローチであり、従来の熟練したリーチ評価に典型的な測定と新しい測定が可能であることを示しています。コロニーケージORTシステムのトラブルシューティングを行う際、大きな疑問は、動物が十分な頻度で行動セッションを自発的に開始するかどうか、そして特に脳卒中後のさまざまな実験状況でそうするかどうかでした。すべてまたはほとんどすべての動物が、単純なオペラント手順に十分に参加するように促すことができ、現在は脳卒中後の行動テストに参加できることが発見されました。脳卒中後の期間には手作業による成形が必要でしたが、動物はすぐに実験者の立ち会いなしに行動課題に従事するようになりました。 
トラブルシューティング中に、成功の可能性を高めるいくつかの手順上のポイントが発見され、これらはプロトコルに統合されました。これらには、ラットのサイズに応じてORTをスケーリングし、動物が社会的文脈で同様のサイズと飼育であることを保証する必要性が含まれていました。さらに、チャンバーの競争が激しい可能性があるため、単一のORTが4〜6匹のラットを収容するのに最も効果的であることが発見されました。この競争は、従来の方法と比較して大きなストレスを誘発するようには見えないことは注目に値します。以前の実験では、従来の行動テストとは対照的に、コロニーケージのセットアップでコルチゾールレベルの低下が記録されました16。さらに、臆病な動物の場合、最初の訓練段階で回転式改札口を取り外したり、ロックを解除したままにしておくと、複数のラットが一緒にチャンバーを探索できるようになることがわかりました。
このアプローチは脳卒中後の運動障害の評価に効果的ですが、いくつかの制限を認識することが不可欠です。第一に、脳卒中後の動物はすぐに引っ張りを再開しない場合があり、数回の手動成形および/または餌付けが必要になる場合があります。このようなアプローチでは、トレーニングとテストの完全自動化がより困難になる可能性があります。しかし、これはORTコロニーケージのセットアップに特有の制限ではなく、実験者が開始した行動セッションの動物はしばしば同じ問題を抱えています。 
もう一つの制限は、本来の目的以外にチャンバーを使用する可能性があることです。逸話的に、動物が行動室に入り、行動課題に積極的に参加することなく、室内でかなりの時間を過ごしたいくつかの例が観察されました。これは時折、すべての動物に起こりましたが、特にオスに起こりました。これは単に、ORTが動物が社会的に関与することを望まないときに、動物に少しプライバシーを提供したからかもしれません。とはいえ、他のORTを使用してコロニーケージに「一人」の部屋を追加すると、この問題が軽減されます。 
また、動物がORTを半開いた状態でトンネル内で停止し、一定期間そこにとどまることも観察されました。これが、RFIDリーダーを行動室の近くに置き、動物が完全に入るまで動物が登録されないようにするのが最善である理由です。ORTにとどまるのは、スクイーズシュートと同じように心地よいと推測されるかもしれません。いずれにせよ、動物はデータ収集を妨げるような方法でそこにとどまることはなく、特に代替のORTが取り付けられた分離チャンバーが利用可能な場合にはそうではありません。 
別の制限は、自発的なセッションは、グループ内の個人間の行動セッション時間または行動反応の機会を均等にすることがより困難になる可能性があることです。この制限は、累積トレーニング時間と回復との関係を考えると、脳卒中関連の研究に特に関連している可能性があります。ただし、この制限は少なくとも部分的に対処できます。実験が必要な場合、目標の持続時間または目標の応答数に達したときにセッションを終了するように多くの行動装置をプログラムすることができます(つまり、報酬の終了またはマニプランダムの収縮によって)。このソリューションは、個人が目標を達成できない傾向には対処しません。しかし、繰り返しになりますが、その制限はこの設定に固有のものではありません。 
この設定には、行動トレーニングや曝露が数回の制限された時間ではなく、一日中行われるという利点もあります。これは、いくつかの状況で役立つ可能性があります。特に脳卒中では、行動リハビリテーションアプローチの投与量効果を調査するために利用できます。 
最後に、ORTは、社会的敗北、強制水泳、条件付けされた恐怖などの嫌悪的処置には使用できない可能性があります。ORTは、行動パラダイムが食欲をそそることを要求します。そうでなければ、動物は単に行動室を避ける可能性が高いです。 
制限はあるものの、この手順は、ラットに対して現在利用可能な行動パラダイムに大きな利点を追加します。まず、このセットアップにより、実験者の時間を解放しながら、継続的なハイスループットデータ収集が可能になります。機器と動物を継続的に監視することは重要ですが、実験者は一日を通して短時間しか立ち会う必要はありません。8匹の動物に対して行動セッションを実行するには、従来のアプローチを使用して、毎日4〜10時間のセッションが必要でした。ORTコロニーケージアプローチは、その時間を実質的にゼロに短縮するだけでなく(機能し自動化された装置を想定)、週末にデータ収集を行うことができ、追加の存在はほとんど必要ありません。週末に行動活動を継続的に利用できるようにすることで、動物が利用できる全体的な濃縮も増加します。 
ORTコロニーケージプロトコルは、データの利点とロジスティックの利点を提供します。ペーシング、期間、またはここで検討したような自発的なセッションの他のパラメーターなど、従来は不可能だった多くの従属変数が利用可能です。概日変数は、多くの場合、走行輪を使用して測定されます。ただし、このプロトコルを使用すると、他の種類の動作のパターン化と選択パラメーターを調べることができます。ORTは、コロニーケージを接続し、異性に視覚的または嗅覚的なアクセスを提供するために使用することもでき、動機を評価するだけでなく、配偶者追跡の概日パターンを評価することも可能になります。この研究は、脳卒中後に発生する可能性のあるモチベーションの喪失とうつ病に関連する、または文脈で翻訳された質問を調査するのに役立つ可能性のある概日変数や開始関連変数など、脳卒中研究に役立つ可能性のあるいくつかの新しい従属変数を特徴付けました34,35。ここでは取り上げませんが、リーチキネマティクスの定性分析など、脳卒中に関連する他の重要な変数も、モーション起動カメラを介してこのORTコロニーケージプロトコルで簡単に対処できるはずです。
最後に、このプロトコルの重要な利点は、動物が生涯のほとんどを大規模で豊かな社会環境にとどまることができることです。動物福祉の進歩は、倫理的な理由だけでなく、科学的な理由からも、基礎的な実験室では重要です。動き回って社会化できる動物は、自然に制限や剥奪を伴わない病状のより良いモデルとして機能するはずです。さらに、このプロトコルの行動セッションの自給自足の性質は、行動データが収集されている間、人間が存在する必要がないことを意味します。実験室に人間がいると、行動データに影響を与える可能性があり、問題の人間、人間の訓練の程度、動物の扱い方によって異なる場合があります2,19。このようなデータに対する制御不能で変動する影響は、現在のプロトコルで最小限に抑えることができます。

ラットモデルを用いた行動訓練と試験は、認知過程の探索から病態など、数え切れないほどの研究分野で重要である1。通常、このトレーニングとテストは、研究者が手動で動物を自宅のケージから取り出し、一時的に何らかの装置に入れて、1対1のセッションで1匹の動物で実施されます。残念ながら、このアプローチにはいくつかの困難と制限があります。まず、行動テストは研究者にとって非常に時間がかかる可能性があり、トレーニングが必要な場合、その時間要件はさらに大きくなります。第二に、このアプローチは、他の場所で確立されたように、取得したデータに自動的に影響を与えるか、潜在的に混乱させることさえあります2。これらの交絡は、濃縮関連の変数を考慮するときに特に顕著です。具体的には、実験用ラットは伝統的に1匹または2匹のラットにちょうど十分な大きさの小さなケージに収容されており3、ランニングホイールが提供されない場合、彼らは運動する有意義な機会なしに一生を過ごす可能性があります。さらに、孤立した住居は、ラット4などの社会種の主要なストレス源になる可能性があります。これらの福祉関連の欠点のいくつかは、ラットの生理機能5,6に影響を与える可能性が高く、種に典型的な行動発現4の発達を先取りし、人間の状況に適用されるげっ歯類モデルの質に影響を与える可能性があります。
近年、研究者はこれらの問題に対するいくつかのタイプの解決策を追求してきました。最も単純なタイプの解決策は、行動テストとトレーニングを自動化することでした 7,8,9,10、したがって、1人の研究者が1匹の動物に注意を向ける必要がなくなります。追加の解決策は、実験チャンバー11,12への動物の移動を自動化することで、人間の関与の必要性をさらに排除することである。最後に、動物を他の動物と一緒にコロニーケージに収容し、探索と濃縮のためのより多くの余地を与えることを可能にするいくつかの設定が検討されています13。これらの利点にもかかわらず、このようなコロニーのセットアップは、個別に差別化された行動データを収集する努力を制限したり、複雑にしたりする可能性があります(ただし、コンピュータービジョンを使用する取り組みを参照)14,15。個々の行動データが必要な場合、行動セッションのためにコロニーケージから動物を識別して回収することも、より困難または複雑になる可能性があります。現在、(濃縮された)コロニーハウジング16,17,18から個々の行動データを収集するためのシステムはほとんど存在しない。
これらの欠点は、後天性脳損傷の行動への影響に関する研究に特に影響を与える可能性があります。第一に、人間の存在および/または性別、および取り扱い慣行がげっ歯類の行動に影響を与えることは明らかであり2,19、これらの変数は、以前のラットとラットの行動に異なる影響を与える可能性があります。脳卒中後。第二に、脳卒中後の人間の行動結果は、リハビリテーション運動の推奨用量への関与を自発的に減少させることによって悪化する可能性があります20。現在、げっ歯類の実験では、ラットは行動セッションに参加するか棄権するかを自由に選択できないため、この種のコンテキストをモデル化しない傾向があります。
この記事では、濃縮コロニーケージの枠組みの中で個々の行動テストを容易にするために設計されたプロトコルを紹介します。このアプローチは、現在の慣行の制約に対処するだけでなく、革新的な対策を探求するための道を開きます。1匹のラット回転式改札口(ORT)が開発され、コロニーケージに取り付けることができるため、動物は独立して行動室に入り、独自のトレーニングとテストセッションを開始できます。このシステムは手頃な価格です。各ORTは低コストで組み立てることができます(3Dプリンターへのアクセスがある場合)。過去には、このシステムの検証は、基本的なオペラント室を用いて行われ、実験者の立ち会いなしに、動物が単純なオペラントレバープレスを行うように一貫して訓練され得ることを示した16。それにもかかわらず、この構成が他のシナリオに適用できるかどうかという問題は未解決のままです。目的は、以前に確立されたORTコロニーケージセットアップの有効性を検証することです 脳卒中後の運動障害に関連する熟練したリーチ行動をトレーニングおよび定量化します。この構成は、脳卒中研究では通常調査されない新しい変数を生成するために利用されました。これらの変数には、熟練したリーチタスクのパフォーマンス指標と、モチベーションと意思決定に関連する可能性のある自己開始の測定が含まれます。さらに、脳卒中による24時間にわたる毎日の自己開始の概日パターンの変化が効果的に検出された。

<table><tbody><tr><td>3Dプリンター&nbsp;</td><td></td><td></td><td>地元のメーカースペース</td></tr><tr><td>のボルト</td>に相談してください <td>Boltdepot</td><td>1346</td><td>6-32 または 8-32 0.5インチ</td></tr><tr><td>ボルト</td><td>Boltdepot</td><td>1348</td><td>6-32 または 8-32 0.75インチ</td></tr><tr><td>ドアヒンジ</td><td>XJS(Amazon)</td><td>43398-16234</td><td>1インチキャビネットステンレス鋼ドアヒンジセット。オプション(「完璧なヒンジ」が印刷されていない場合)</td></tr><tr><td>ドリル</td><td></td><td></td>任意の<td>電気ドリルは</td></tr><tr><td>延長スプリング</td><td>を作動させます ニーコ(アマゾン)</td><td>50456A</td><td>ORTのサイズと希望の張力に基づいてスプリングを選択および調整</td></tr>します <tr><td>グラニュー糖</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ロックナット</td><td>Boltdepot</td><td>2551</td><td>6-32または8-32</td></tr><tr><td>測定テープ</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>マイクロコントローラ</td><td>Arduino</td><td>A000066</td><td>Arduino Uno</td></tr><tr><td>マイクロスイッチ</td><td>Sparkfun</td><td>KW4-Z5F</td><td>ミニマイクロスイッチ(SPDTローラーレバー)</td></tr><tr><td>1ラット回転式改札口(ORT)</td><td>Vulintus</td><td></td>行動評価のために必要に応じて<td>自己組織化オペラントチャンバーでない場合、見積もりを要求するために会社に連絡してください</td></tr><tr><td>:この実験では、Vulintusから自動等尺性プルチャンバーを使用しました&nbsp;</td><td>Vulintus</td><td>No cat #: 連絡先</td><td>Vulintus 見積もり</td></tr><tr><td>PLA フィラメント&nbsp;</td><td>OVERTURE (Amazon)</td><td>UK-MATTEPLA17511</td><td></td></tr><tr><td>プレキシガラス</td><td>Lesnlok (Amazon)</td><td>B09P74K7BR</td><td>クリア、1/8インチ厚、サイズにカット</td></tr><tr><td>プレキシガラスカッター</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pythonプログラム</td><td>Pythonソフトウェア ご要望</td><td></td><td>に応じて利用可能な</td></tr><tr><td>RFIDリーダー</td><td>プライオリティ1デザイン</td><td>RFIDRW-E-USB</td><td>アンテナ付き</td></tr><tr><td>RFIDの札</td><td>は情報装置</td><td>UC-1485-10</td><td></td></tr><tr><td>の棒</td><td>Boltdepot</td><td>23632</td>を<td>>に切る 3.5 "</td></tr><tr><td>回転用具</td><td></td><td></td><td>ORTのための装置そしてコロニーのおりの穴を開けるのに使用されて; あらゆるハードウェア使用可能な</td></tr><tr><td>砂紙</td><td>HSYMQ (アマゾン)</td><td>TOMPOL-1118-1915-11</td><td></td></tr><tr><td>ソケット レンチ セット</td><td></td><td></td><td>あらゆるソケット レンチ セットは働く</td></tr><tr><td>はんだごて</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>瞬間接着剤</td><td></td><td>234790</td><td></td></tr><tr><td></td><td>ワイヤーPlusivo(アマゾン)</td><td>EAN0721248989789</td><td></td></tr></tbody></table>

脳卒中後の欠損を特徴付けるための自発的なラット行動データの収集

Gathering Self-Initiated Rat Behavioral Data to Characterize Post-Stroke Deficits

ラットモデルでの行動試験は、心理学的、生物医学的、行動学的研究など、さまざまな目的で頻繁に利用されています。従来のアプローチの多くは、実験において、1人の研究者と各動物との間で1対1の個別の試験セッションを行うものです。この設定は研究者にとって非常に時間がかかる可能性があり、それらの存在は望ましくない方法で行動データに影響を与える可能性があります。さらに、ラット研究のための従来のケージは、通常種に典型的である濃縮、運動、および社会化の欠如を課し、この文脈は行動データの結果を歪める可能性もあります。これらの制限を克服することは、後天性脳損傷の研究を含むいくつかの研究用途にとって価値があるかもしれません。ここでは、ヒトがいないコロニーケージ内で個々のラットの行動を自動的に訓練およびテストするための方法の例が示されています。無線周波数識別を利用して、個々のラットに合わせてセッションを調整することができます。このシステムの検証は、脳卒中前後の熟練した前肢運動能力を測定する例のコンテキストで行われました。脳卒中後の行動障害の従来の特性と、成功率、引っ張り力のさまざまな側面、発作分析、開始率とパターン、セッション時間、概日パターンなど、システムによって可能になる新しい測定が測定されます。これらの変数は、いくつかの制限なしに自動的に収集できます。この装置は、曝露、タイミング、および実践の実験的制御を取り除きますが、検証により、動物間でこれらの変数に合理的な一貫性がもたらされました。

社会的コロニーケージ設定内で自己開始された個人行動セッションからデータを取得するためのシステムが提示されます。このシステムの有効性は、自動化された熟練したリーチ評価を使用して実証され、脳卒中後の運動障害、モチベーションに関連する潜在的な行動変化、概日変動、およびその他の革新的な従属変数の特性評価を可能にします。

Behavioral testing in rat models is frequently utilized for diverse purposes, including psychological, biomedical, and behavioral research. Many ...

この研究は、動物が豊かなコロニー住宅に住むことができるようにすることで、行動ベースの実験の典型的な制限に対処することを目的としています。目標は、自発的な行動テストとトレーニングを促進し、そのアプローチが、典型的なものと新規なものの両方の脳卒中後の従属変数を含む有効な個別化されたデータをどのように生成できるかを実証することです。行動実験を行う研究者には、行動訓練に時間を費やし、人間によるげっ歯類の取り扱いや、食物、運動、社会的相互作用の剥奪に関連する潜在的な交絡を最小限に抑えるなど、いくつかの課題があります。うまくいけば、このプロトコルの調査結果は、行動データを収集するための自動化された、人間を使わない、または生態学的に強化されたアプローチを追求することの有用性を示しています。これにより、他の研究者がこのようなハイスループット手法を利用して、新しい変数や一連の実験パラダイムを探求できるようになることを願っています。まず、組み立て済みの1つのラット回転式改札口またはORTを入手します。無線周波数識別(RFIDリーダー)をORTに取り付け、RFIDアンテナをORTチューブに取り付けます。行動装置とコロニーケージの間にORTを取り付けます。RFIDシステムを設置して、ORTを通過する動物を読み取ります。同じサイズのラットのコホートをコロニーケージに導入します。ORTを介して行動装置に定期的に入るようにラットを訓練します。次に、ポーリングハンドルを熟練したリーチ装置に導入します。Arduinoプログラムで、プルハンドルを最高感度に設定するには、RATに移動します。Hファイルを作成し、プルを開始するために必要な力のしきい値を定義します。チャンバーの外側に1〜1.25センチメートルの最終位置に達するまで、レバーを毎日0.25〜0.5ミリメートル後退させます。パーセンタイルトレーニングプログラムを開始して、ハンドルをアクティブにするために必要な引っ張り力を徐々に増やします。ラットが最終的に基準範囲である120グラムのプルに確実に到達したら、パーセンタイルトレーニングプログラムを削除し、ハンドル活性化の基準を120グラムに固定します。脳卒中誘発ラットを従来のケージで3〜7日間回復させます。回収後、ラットを熟練したリーチ装置にORTを取り付けた状態でコロニーケージに戻します。脳卒中後の欠損を評価するのに十分なデータが収集されるまで、120グラムのプル要件で行動テストを完了します。熟練したリーチ評価では、脳卒中誘発後、成功率、平均引っ張り力、ラットの発作あたりの引っ張りの有意な変動が観察されました。脳卒中はセッションの開始に影響を与えませんでした。女性は一貫して男性よりも多くのセッションを開始し、脳卒中後の割合に変化はありませんでした。対照的に、ほとんどのラットは、おそらく試合の成功率が低下したため、チャンバー持続時間の増加を示しました。脳卒中は、男性と女性の両方で、一日を通してセッション分布の概日パターンに影響を与えました。脳卒中前、動物は主に光周期の早い段階で、雌では暗周期が始まる直前にこの課題に従事していました。脳卒中後、オスとメスの両方が、光サイクル全体を通して徐々に関与を高める方向にシフトしました。現在、トランスレーショナル脳卒中研究では、さまざまな重要な行動アッセイが利用されていますが、その大部分は、労働集約的な1対1の検査と、時折動物を使ったトレーニングを必要とします。また、アッセイは主に実験または開始されたセッションとタスクを特徴としているため、自己開始変数がキャプチャされることはめったにありません。一般的な行動トレーニングやテストのアプローチと比較して、このプロトコルにはいくつかの利点があります。人間による取り扱いに関連する交絡に対処し、研究者の日常の労力を軽減し、いくつかの濃縮源を可能にし、さらには概日変数と開始変数の新しい測定値を提供します。

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Research

JoVE Journal

Behavior

行動

マウスモデルは、行動神経科学の研究においてますます人気が高まっています。 モデルが進歩するにつれて、マウスに特有の感度の高い行動手段を開発することが重要です。...

代償四肢使用および虚血性脳卒中のマウスモデルにおける感覚皮質損傷後の運動技能の学習の行動評価

新規モデルにおける共病的なアルツハイマー病（AD）とストロークの状態を調べるために、3つの動作タスクは、モータ制御および認知行動の両方を評価することに記載されています。これらのタスクは、ビーム歩行タスク、シリンダータスクとモリス水迷路を含みます。...

モーターと脳卒中とアルツハイマー病のトランスジェニックラットモデルにおける海馬依存性の空間学習とリファレンスメモリ評価

ここでは、大規模な皮質梗塞と持続的な赤字を生成するために、頸動脈の同時閉塞と高齢雌ラットの永久遠位中大脳動脈閉塞を生成するためのプロトコルを提示します。私たちは、脳卒中後24時間および8週目に構造的MRIを用いて、病変の大きさの確認を示します。...

持続的な障害と皮質虚血を研究するために高齢ラットにおける一般的な頸動脈閉塞と永久遠位中大脳の実行

脳深部刺激療法(DBS)はパーキンソン病の効果的な治療選択肢です。私たちは、ラットの新規刺激パラダイムをスクリーニングするための研究デザインを確立しました。このプロトコルでは、DBS...

Hemiparkinsonianラットにおける脳深部刺激効果のモーターの成果を評価するための新しいアプローチ：階段室とシリンダーテスト

ここに示す行動テストの目的は、外傷性脳損傷後ラットにおける機能的障害を検出するためです。4 つの特定のテストは傷害の後の 1...

外傷性脳損傷後のラットの行動の赤字を検出

ここでは、内部頚動脈を介して中大脳動脈を閉塞させることによってラットに脳卒中後うつ病を誘導するプロトコールを提示する。私達は誘発された抑うつ気分を確認し、評価するために Porsolt...

ラットの脳卒中後うつ病を誘導するための中大脳動脈閉塞技術

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ラットの急性脳卒中後の脳回復を評価する前臨床モデル

この記事では、高度に翻訳され、独立して証明されたマウスストロークユニット(mSU)の概念を大脳卒中マウスで実行するためのプロトコルを紹介します。また、マウスの焦点実験脳卒中スケールを実行するための標準化されたプロトコルを提供し、長期的に検出された脳卒中焦点欠損を評価します。...

トランスレーショナルマウス脳卒中研究のための標準化された神経学的スコアリングを備えたマウス脳卒中ユニットプロトコル

本プロトコルは、中脳動脈閉塞(MCAO)と慢性的な軽度ストレス、行動抑制、隔離住宅を組み合わせることで脳卒中後うつ病(PSD)のラットモデルを確立し、行動検査を用いてイーナオジエユー(YNJYP)処方薬の治療効果を評価することを説明しています。...

中脳動脈閉塞と行動抑制を組み合わせたラットにおけるYi-Nao-Jie-Yu処方薬の脳卒中後うつ病への効果

このプロトコルは、ウイルスの送達、視球体の着床、光血栓誘導、アストロサイトおよびニューロン活動の同時記録、アストロサイトのオプトジェネティック刺激を含む統合的な手法を提供します。この統合手法は、虚血性脳卒中の急性期から慢性期にわたり、アストロサイトとニューロンの関係を同時に調査することを目的としています。...

振る舞うマウスの神経細胞およびアストロサイト活動の光血栓性脳卒中モデリングおよび in vivo 光学記録のための統合手法

学ぶ自動化されたスキルドリーチ評価を用いたラットの自発的行動データ収集法。脳卒中後の運動機能障害や行動変化を個別に評価し、高スループットな神経科学研究を支援します。

脳卒中後の欠損を特徴付けるための自発的なラット行動データの収集

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