Summary
Déficits na coordenação motora fina podem ser avaliados com o teste de trave de equilíbrio. Desempenho na trave é quantificado pela velocidade com que o feixe é percorrida eo número de vezes que o mouse desliza na trave.
Abstract
Lesão cerebral, manipulações genéticas, e tratamentos farmacológicos pode resultar em alterações das habilidades motoras em camundongos. Coordenação motora fina e equilíbrio pode ser avaliada pelo ensaio andando feixe. O objetivo deste teste é para o mouse para ficar de pé e caminhar através de um feixe estreito elevada a uma plataforma segura. Este teste acontece durante três dias consecutivos: dois dias de treinamento e um dia de testes. Desempenho na trave é quantificado através da medição do tempo que leva para o mouse para atravessar a viga eo número de deslizamentos de pata que ocorrem no processo. Aqui nós relatamos o protocolo utilizado em nosso laboratório, e os resultados representante de um grupo de camundongos C57BL / 6. Esta tarefa é particularmente útil para a detecção de déficits sutis na coordenação motora e equilíbrio que não podem ser detectados por testes motores, tais como o Rotarod.
Protocol
1. Este protocolo é baseado na Aqueles de Southwell et. al. (2009) e Carter et. al. (2001).
- O aparelho consiste de um feixe de raios metros com uma superfície plana de 12 mm ou 6 mm de largura) de descanso de 50 cm acima do tampo da mesa em dois pólos. A caixa preta é colocada no final do feixe como o ponto de chegada. (Plywood e outros tipos de madeira para as vigas, postes, e caixa pode ser encontrada em lojas de ferragens). Material de nidificação de gaiolas casa é colocada na caixa preta para atrair o mouse para o ponto de chegada. Uma lâmpada (com 60 lâmpada watt) é usado para brilhar a luz acima do ponto inicial e serve como um estímulo aversivo. O tempo para atravessar o centro de 80 centímetros é medido por dois detectores de movimento (fabricado pela Visopia): uma em 0 cm, que inicia um timer e um de 80 cm, que pára o timer. A rede de nylon (que pode ser obtido a partir de uma loja de tecidos local) é esticada abaixo da viga, ~ 7,5 cm acima do tampo da mesa, para amortecer qualquer queda. Uma câmera de vídeo é definida em um tripé para registrar a performance. O aparelho utilizado nesta demonstração foi construído no local.
- Um grupo de pelo menos 10 ratos para cada condição é recomendado para este teste. Os ratos são alojadas em grupos, quando possível, em uma luz 12 horas (sete horas - sete horas) / ciclo escuro e aclimatados a suas gaiolas na instalação comportamentais por pelo menos duas semanas antes do início do teste. Cerca de 10 min antes do treino / teste, os ratos podem ser transportados para a sala contendo o aparelho de feixe.
- Em dias de treino, cada rato cruza o feixe de 12 mm 3 vezes e em seguida, o feixe de 6 milímetros 3 vezes. Vigas de larguras mais ampla (ou seja, 28 mm) pode ser usado para os ratos que não são capazes de atravessar os estreitos ou para ratos maiores. Os ratos são colocados em uma extremidade de um feixe eo tempo necessário para atravessar para o caixa de escapar do outro lado (80 cm de distância) é medido pelos detectores de movimento. O timer é iniciado pelo nariz do mouse entrarem no centro 80 cm, e parado quando o animal atinge o final da década de 80 cm. O resto camundongos por 10 min em suas gaiolas de casa entre as sessões de formação sobre as duas vigas. Durante este período intertrial, outra ratos 3-4 podem ser treinados para fazer uso eficiente do tempo. Camundongos C57BL / 6 tipicamente atravessar o feixe com uma quantidade mínima de parar ou de avaria. No entanto, quando o fazem parar, cheirar ou olhar em volta sem proceder a frente, o investigador deve incentivar o mouse para continuar avançando pelo estímulo, cutucando, ou empurrando-o por trás com os dedos enluvados. Uma vez que os ratos estão no cofre, eles são autorizados algum tempo (~ 15 segundos) para descansar lá antes do julgamento que vem. Após cada sessão de treinamento, os ratos são devolvidos diretamente para suas gaiolas de casa e levado de volta para sua sala de habitação. De nota, os ratos podem parar mais, se eles são mais treinados e tornar-se muito familiarizados com a tarefa e aparelhos. Por outro lado, a formação pode ser continuado por dias adicionais se os ratos ainda não atravessar o feixe inteiro com êxito após dois dias de treinamento. Se os tratamentos são aplicados para os ratos, uma medida de referência de desempenho deve ser obtido antes do tratamento.
- No dia do teste, os tempos para atravessar cada feixe são gravadas. Dois ensaios bem sucedidos em que o mouse não parar na trave são em média. Gravações de vídeo pode ser usado para análise mais fina de escorregamento e outros déficits motores observável. Uma forma alternativa para avaliar a pé por um raio é 1,2 neurológicos sistema de pontuação, que avalia a incapacidade de atravessar o feixe como uma pontuação de "1" e a capacidade de atravessar a viga, normalmente com as duas patas na superfície do feixe e menos de duas mudas pé como um "7". Um deslizamento é definido como o pé saindo do topo da viga. Neste sistema de indexação, uma pontuação de "3" corresponderia a atravessar a viga, arrastando membros. Um animal que marca 1 em dois ensaios não é reanalisada. Descrição do desempenho na trave relacionadas com outros escores pode ser encontrado em Feeney et al., (1982) e Carter et al., (2001).
- As vigas e caixa são limpos de fezes de rato e enxugou com toalhas embebidas com etanol 70% e, em seguida, o feixe de água antes de seguir é colocado sobre o aparelho.
2. Resultados representativos:
Figura 1. Os tempos de cruz de C57BL6 masculino e feminino em vigas 6mm e 12mm. Um grupo de 9 a 11 semanas de idade camundongos WT C57BL/6-NCRL foram testados em ambos os feixes, após dois dias de treinamento. Vezes a média para atravessar o feixe de 12 mm foram de 4,6 ± 0,4 seg para o sexo masculino (n = 14) e 3,3 ± 0,3 s para o sexo feminino (n = 11). Vezes na trave de 6 mm foram de 6,8 ± 0,7 s para o sexo masculino (n = 13) e 5,9 ± 0,5 s para o sexo feminino (n = 10) (os erros são relatados como SEM).
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Discussion
Desempenho na trave de equilíbrio é uma medida útil de coordenação fina e equilíbrio e foi validado por trabalhos anteriores. O teste de feixe pode detectar déficits motores devido à idade, nervoso central syst `lesões, e manipulações genéticas e farmacológicas em roedores jovens e idosos 2,3,4. Camundongos com lesões impacto cortical freqüentemente apresentam contralateral escorregar na trave 5,6. O teste de feixe também tem sido utilizada para diferenciar as habilidades motoras de tipo selvagem (WT) e doença de Huntington modelos (HD) do mouse ao longo do tempo e para avaliar melhorias em camundongos HD com tratamento 7,8. Outro modelo de rato genético onde déficits motores foram detectados na trave incluem um modelo do rato de Sandhoff doença, um distúrbio de depósito lisossômico 9. Na detecção de déficits de coordenação motora induzida por benzodiazepínicos, o teste de viga foi mais sensível que o Rotarod. Stanley (2005) mostrou que apenas 30% de ocupação dos receptores GABA (A) pelo diazepam ou lorazepam foi necessária a fim de observar déficit motor na trave em comparação com mais de 70% de ocupação dos receptores de déficits na Rotarod 10. Vigas de larguras mais estreitas podem ser usados para detectar diferenças ainda mais sutis.
Neste estudo, testamos uma coorte de 9 a 11 semanas de idade camundongos WT C57BL/6-NCRL sobre a 12 mm e 6 vigas mm. Vezes a média para atravessar o feixe de 12 mm foram de 4,6 ± 0,4 seg para o sexo masculino (n = 14) e 3,3 ± 0,3 s para o sexo feminino (n = 11). Vezes na trave de 6 mm foram de 6,8 ± 0,7 s para o sexo masculino (n = 13) e 5,9 ± 0,5 s para o sexo feminino (n = 10) (errorsare relatado como SEM). Houve deslizamentos poucos e não cai por esses ratos sobre essas vigas. Em geneticamente ou farmacologicamente animais manipulados, o escorrega e cai pode se tornar mais freqüentes e podem ser quantificados. Camundongos prejudicada pode se agarrar para o lado da viga, o que aumenta seu tempo de atravessar. O nível de atividade pode variar, dependendo da idade e linhagem de camundongos. Camundongos C57BL / 6 são geralmente animais ativos 6.
Modificações deste teste que pode incentivar os ratos para avançar incluem o uso de um feixe inclinado ao invés de um horizontal um 2,4. Os ratos também podem ser colocados na plataforma segura por alguns segundos para aumentar a vontade de alcançar a meta 2. Fatores de confusão para a avaliação da coordenação motora utilizando a trave de equilíbrio incluem motivação, e os ratos que são overtraining pode tornar-se aborrecido e não cooperativos. Se déficits motores são encontrados, outros testes, incluindo a análise da marcha pegada locomotor, malha de escalada, natação, pólo de escalada, eo teste de escada pode ser usada para avaliar a 2,4 déficits.
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Disclosures
Experimentos em animais foram realizados de acordo com as diretrizes e regulamentos estabelecidos pela Animal Care Caltech Institucional e Comitê de Uso (IACUC).
Acknowledgments
Âmbar Southwell configurar o aparelho e treinou os autores no seu uso. Financiamento foi fornecido por uma concessão do NINDS para Paul Patterson.
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).
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- Carter, R. J. Characterization of progressive motor deficits in mice transgenic for the human Huntington's disease mutation. J Neurosci. 19, 3248-3257 (1999).
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- 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).
