Summary
ويمكن تقييم العجز في التنسيق الحركي الدقيق مع اختبار توازن شعاع. كميا هو الأداء على شعاع من السرعة التي اجتاز الحزم وعدد المرات التي ينزلق الماوس على شعاع.
Abstract
يمكن إصابات الدماغ ، والتلاعب الجيني ، والعلاجات الدوائية نتيجة التغيرات في المهارات الحركية في الفئران. ويمكن تقييم غرامة التنسيق الحركي والتوازن من قبل شعاع مقايسة المشي. الهدف من هذا الاختبار هو للماوس على البقاء منتصبا ويمشي عبر شعاع an ضيقة مرتفعة إلى منصة آمنة. هذا الاختبار يقام على مدى 3 أيام متتالية : 2 أيام من التدريب و 1 يوم الاختبار. كميا هو الأداء على الحزم عن طريق قياس الوقت الذي يستغرقه لاجتياز الماوس لشعاع وعدد من زلات مخلب التي تحدث في هذه العملية. نحن هنا تقرير بروتوكول يستخدم في المختبرات لدينا ، والنتائج ممثل من أتراب من الفئران C57BL / 6. هذه المهمة هي مفيدة بشكل خاص للكشف عن عجز في المهارات الحركية الدقيقة والتوازن الذي قد لا يمكن الكشف عنها بواسطة الاختبارات الحركية الأخرى ، مثل Rotarod.
Protocol
1. ويستند هذا البروتوكول على أولئك وآخرون ساوثويل. بن (2009) وآخرون كارتر. في عام (2001).
- الجهاز يتكون من عوارض شعاع متر 1 مع سطح مستو من 12 ملم أو 6 ملم عرض) يستريح 50 سم فوق سطح الطاولة على قطبين. يتم وضع الصندوق الأسود في نهاية شعاع كنقطة النهاية. (يمكن الاطلاع على الخشب الرقائقي ، وأنواع أخرى من الخشب لعوارض وأعمدة ، والمربع في معظم مخازن الأجهزة). يتم وضع مواد التعشيش من الأقفاص منزل في مربع أسود لجذب الماوس إلى نقطة النهاية. ويستخدم مصباح (لمبة 60 واط مع الضوء) لتسليط الضوء فوق نقطة البدء وبمثابة حافز مكره. يقاس الوقت لعبور المركز 80 سم كشف الحركة بواسطة اثنين (اختلقتها Visopia) : واحد في 0 الطول الذي يبدأ جهاز توقيت واحد في 80 سم التي توقف الموقت. ويمتد أرجوحة النايلون (يمكن الحصول عليها من متجر النسيج المحلية) تحت الشعاع ، ~ 7.5 سم فوق سطح الطاولة ، لتخفيف أي السقوط. يتم تعيين كاميرا الفيديو على حامل ثلاثي لتسجيل الأداء. تم بناء جهاز يستخدم في هذه المظاهرة في الموقع.
- ينصح فوج من الفئران لا يقل عن 10 لكل شرط لهذا الاختبار. إيواء الفئران كجماعات ، عندما يكون ذلك ممكنا ، في ظل 12 ساعة (07:00 حتي 19:00) / دورة الظلام وتأقلم لأقفاصها في منشأة السلوكية على الأقل 2 أسابيع قبل بدء الاختبار. حوالي 10 دقيقة قبل التدريب / الاختبار ، ويمكن نقلها من الفئران الى غرفة تحتوي على جهاز شعاع.
- في أيام التدريب ، ويعبر كل فأرة شعاع 12 ملم 3 مرات ثم 6 ملم شعاع 3 مرات. ويمكن استخدام الحزم على نطاق أوسع الاعراض (أي 28 ملم) للالفئران التي ليست قادرة على عبور أضيق منها أو للحصول على أكبر الفئران. يتم وضع الفئران في نهاية واحدة من شعاع والوقت اللازم للعبور الى المربع الهرب في الطرف الآخر (80 سم بعيدا) ويقاس بواسطة أجهزة كشف الحركة. بدء تشغيل جهاز ضبط الوقت من الأنف من الفأرة دخول المركز 80 سم ، وتوقفت عند هذا الحيوان يصل إلى نهاية 80 سم. بقية الفئران لمدة 10 دقيقة في الأقفاص وطنهم بين دورات التدريب على شعاعين. خلال هذه الفترة intertrial ، يمكن تدريب أخرى لجعل الفئران 3-4 الاستخدام الفعال للوقت. C57BL / 6 الفئران عادة عبر الحزم مع الحد الأدنى من التوقف أو مماطلة. ومع ذلك ، عندما تفعل ذلك المماطلة ، أو شم ننظر حولنا دون المضي قدما ، يتعين على المحقق تشجيع الماوس على مواصلة التحرك إلى الأمام من خلال الحث ، بدس ، أو دفع من الخلف مع أصابع القفاز. بمجرد أن الفئران هي في المربع الآمن ، والسماح لهم بعض الوقت (~ 15 ثانية) للراحة هناك قبل المحاكمة المقبلة. بعد كل دورة تدريبية ، يتم إرجاع الفئران مباشرة إلى أقفاص وطنهم وأعادوه إلى غرفة سكنهم. من ملاحظة ، قد الفئران المماطلة أكثر إذا كانوا أكثر من المدربين وتصبح مألوفة جدا مع المهمة واجهزتها. من ناحية أخرى ، يمكن أن يستمر التدريب لعدة أيام إضافية إذا الفئران لا تزال تجتاز شعاع كامل بنجاح بعد 2 أيام من التدريب. إذا ما طبقت العلاجات للفئران ، ينبغي الحصول على قياس الأداء من خط الأساس قبل العلاج.
- في يوم الاختبار ، وتسجل كل الأوقات لعبور شعاع. وبلغ متوسط تجربتين الناجحة التي الفأر لم تعثر على شعاع. ويمكن استخدام تسجيلات الفيديو لتحليل أكثر دقة من الانزلاق السيارات وغيرها من العجز يمكن ملاحظتها. طريقة بديلة لتقييم المشي شعاع من 1،2 سجل النظام العصبي ، والذي نسب عدم القدرة على عبور الحزم وعلى درجة "1" والقدرة على اجتياز شعاع عادة مع كل الكفوف على السطح وأقل من شعاع two زلات القدم باعتبارها "7". ويعرف باسم زلة القدم القادمة من أعلى من الحزم. في هذا النظام ، الفهرسة ، وعلى درجة من "3" تتوافق مع عبور الشعاع عن طريق سحب الأطراف. الحيوان الذي لا اختبارها عشرات 1 في تجربتين. يمكن العثور على وصف الأداء على شعاع المتصلة عشرات آخرين في فيني وآخرون ، (1982) وكارتر وآخرون ، (2001).
- يتم تنظيف والحزم مربع من فضلات الفأر ومسحت مع مناشف مبللة الايثانول مع 70 ٪ ثم يوضع الماء قبل الشعاع القادم على الجهاز.
2. ممثل النتائج :
الشكل 1. مرات عبر C57Bl6 نموذجي من الذكور والإناث على الحزم و6mm 12mm. وجرى اختبار لفيف من 9-11 أسبوع من العمر الفئران WT C57BL/6-NCRL على كل من الحزم بعد 2 أيام من التدريب. وكان متوسط مرات لعبور شعاع 12 ملم 4.6 ± 0.4 ثانية للذكور (ن = 14) و 3.3 ± 0.3 ثانية للإناث (ن = 11). مرة على شعاع 6 ملم وكانت 6.8 ± 0.7 ثانية للذكور (ن = 13) و 5.9 ± 0.5 ثانية للإناث (ن = 10) (يتم الإبلاغ عن الأخطاء وSEM).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
الأداء على عارضة التوازن يشكل مقياسا مفيدا للتنسيق وتوازن والغرامة تم التصديق عليها من قبل الأعمال السابقة. يمكن لاختبار الكشف عن العجز شعاع المحركات نظرا لكبر سنه ، العصبي المركزي SYST `الآفات ، والتلاعب الجيني والدوائي في القوارض الشباب وكبار السن 2،3،4. الفئران مع تأثير الآفات القشرية تظهر في كثير من الأحيان المقابل الانزلاق في شعاع 5،6. كما تم اختبار الحزم المستخدمة للتمييز بين المهارات الحركية من النوع البري (WT) ، ومرض هنتنغتون نماذج الماوس (HD) وبمرور الوقت لتقييم التحسن في الفئران المعالجة HD مع 7،8. آخر نموذج الفأر الوراثية حيث تم الكشف عن حالات العجز الحركي على عارضة التوازن وتشمل نموذج الفأر من مرض ساندهوف ، وهو اضطراب التخزين الليزوزومية 9. في الكشف عن حالات العجز الناجم عن السيارات التنسيق البنزوديازيبينات ، كان شعاع اختبار أكثر حساسية من Rotarod. وأظهرت ستانلي (2005) أن هناك حاجة فقط 30 ٪ مستقبلات GABA الإشغال (A) من قبل الديازيبام أو ورازيبام من أجل مراقبة العجز الحركي على شعاع مقابل أكثر من 70 ٪ عن العجز مستقبلات الإشغال على Rotarod 10. ويمكن استخدام أشعة أضيق بعرض للكشف عن الاختلافات أكثر دهاء.
في هذه الدراسة ، ونحن اختبار لفيف من 9-11 أسبوع من العمر الفئران WT C57BL/6-NCRL على 12 ملم و 6 ملم الحزم. وكان متوسط مرات لعبور شعاع 12 ملم 4.6 ± 0.4 ثانية للذكور (ن = 14) و 3.3 ± 0.3 ثانية للإناث (ن = 11). وكانت شعاع مرات على 6 ملم 6.8 ± 0.7 ثانية للذكور (ن = 13) و 5.9 ± 0.5 ثانية للإناث (ن = 10) (كما ورد errorsare SEM). كان هناك عدد قليل وزلات لا يسقط من هذه الفئران على هذه الحزمة. في وراثيا او التلاعب عقاقيري الحيوانات ، قد ينزلق ويسقط تصبح أكثر تواترا ويمكن أن يكون كميا. الفئران قد ضعف تتشبث على الجانب من الحزم ، مما يزيد من وقتهم للعبور. يجوز للمستوى النشاط تختلف تبعا لعمر وسلالة من الفئران. C57BL / 6 الفئران عادة ما تكون الحيوانات النشطة 6.
إدخال تعديلات على هذا الاختبار يمكن أن تشجع على المضي قدما الفئران تشمل باستخدام شعاع يميل بدلا من 2،4 one الأفقي. يمكن أيضا أن الفئران يمكن وضعها في منصة آمنة لبضع ثوان لزيادة الاستعداد للوصول الى الهدف 2. عوامل خارجية لتقييم التنسيق الحركي باستخدام عارضة التوازن وتشمل الحوافز ، والفئران التي overtrained قد تصبح بالملل وغير المتعاونة. إذا تم العثور على حالات العجز الحركي ، ويمكن استخدام اختبارات أخرى بما في ذلك تحليل البصمة من مشية الحركي ، شبكة التسلق ، والسباحة ، وتسلق قطب ، واختبار الدرج لمزيد من تقييم العجز 2،4.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
وقد أجريت تجارب على الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية واللوائح التي وضعها معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الحيوان الرعاية المؤسسية واللجنة الاستخدام (IACUC).
Acknowledgments
تعيين العنبر ساوثويل يصل الجهاز وتدريب المؤلفين في استخدامه. تم توفير التمويل من خلال منحة من NINDS لباترسون بول.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Beams: 1-m strips of smooth wood with small, medium, and large square (i.e., 6, 12, and 28 mm wide) cross-sections | |||
| Support stand to hold up the start section of the raised beam (∼1.5-cm cross-section, 50 cm high) | |||
| Goal box (20 cm on each side) mounted on a support stand (3 cm cross-section, 50 cm high) | |||
| Hammock-∼7.5 cm above tabletop | |||
| 60-watt (W) desk lamp | |||
| Video camera, tripod, and blank video tapes | |||
| Ethanol, paper towels, cleaning materials |
References
- Feeney, D. M., Gonzalez, A., Law, W. A. Amphetamine, haloperidol, and experience interact to affect rate of recovery after motor cortex injury. Science. 217, 855-857 (1982).
- Carter, R. J., Morton, J., Dunnett, S. B. Motor coordination and balance in rodents. Curr Protoc Neurosci. Chapter 8, (2001).
- Wallace, J. E., Krauter, E. E., Campbell, B. A. Motor and reflexive behavior in the aging rat. J Gerontol. 35, 364-370 (1980).
- Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide. Nat Rev Neurosci. 10, 519-529 (2009).
- Fox, G. B., Fan, L., Levasseur, R. A., Faden, A. I. Sustained sensory/motor and cognitive deficits with neuronal apoptosis following controlled cortical impact brain injury in the mouse. J Neurotrauma. 15, 599-614 (1998).
- Buccafusco, J. J. Methods of behavioral analysis in neuroscience. , 2nd edn, CRC Press. (2009).
- Southwell, A. L., Ko, J., Patterson, P. H. Intrabody gene therapy ameliorates motor, cognitive, and neuropathological symptoms in multiple mouse models of Huntington's disease. J Neurosci. 29, 13589-13602 (2009).
- Carter, R. J. Characterization of progressive motor deficits in mice transgenic for the human Huntington's disease mutation. J Neurosci. 19, 3248-3257 (1999).
- Gulinello, M., Chen, F., Dobrenis, K. Early deficits in motor coordination and cognitive dysfunction in a mouse model of the neurodegenerative lysosomal storage disorder, Sandhoff disease. Behav Brain Res. 193, 315-319 (2008).
- Stanley, J. L. The mouse beam walking assay offers improved sensitivity over the mouse rotarod in determining motor coordination deficits induced by benzodiazepines. J Psychopharmacol. 19, 221-227 (2005).
