Name: 비 인간 영장류에서 수동 손재수의 행동 평가 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-11-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 16 min
Description: 학습하세요 비인간 영장류에서 수동 손재수를 정량적으로 평가하는 행동 분석 방법을 배우세요. 이 기술은 중추신경계 손상 후 기능 회복을 연구하는 신경과학 연구에 필수적입니다.

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저자는 교수 ME Schwab, 박사 P. Freund 박사 A. Wyss 박사 S. 바쉬르 박사 A. 미르 박사 J. Bloch 박사 JF Brunet 박사 J.에게 감사를 표합니다 Aebischer 박사 A. Meszaros, 이전 실험과 분석으로 자신의 기여를위한 Dr V. Goetschman. 실험 설정 UPS는 앙드레 가일 라드, 버나드 Aebischer와 로랑 Monney에 의해 건설되었다. 조세프 Corpataux, 로렌 좋아하고과 자크 Maillard : 동물 시설에서 원숭이 전문 동물 관리 인의 감독하에 놓여 있었다. 베로니크 Moret (또한 웹 마스터), 프랑소와 Tinguely, 크리스틴 Roulin, 모니카 Bennefeld, 크리스티안 마티와 조젯 피셔 :뿐만 아니라 조직학으로 데이터의 동작 테스트 및 분석, 실험실 기술자의 매우 귀중한 기여와 함께 실시되었다. 이 작품은 스위스 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에 의해 지원되었다, 어떤 31-61857.00는 310000-110005을 부여하지 31003A - 132465 (EMR), 310030-118357, 31003A - 10406​​1 (TW), 310,030-120411 (ABS), PZ00P3_121646 (ES), 노바티스 재단, &quot;신경 소성 및 수리&quot;에 대한 연구에 경쟁력 국립 센터 (NCCR).

<ol><li>Lemon, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Descending+pathways+in+motor+control%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Descending pathways in motor control.</a> Annu. Rev. Neurosci. 31, 195-218 (2008).</li>
<li>Courtine, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+experiments+in+nonhuman+primates+expedite+the+translation+of+treatments+for+spinal+cord+injury+in+humans%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Med%22%5BJournal%5D)">Can experiments in nonhuman primates expedite the translation of treatments for spinal cord injury in humans?</a> Nat. Med. 13, 561-566 (2007).</li>
<li>Capitanio, J. P., Emborg, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contributions+of+non-human+primates+to+neuroscience+research%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Contributions of non-human primates to neuroscience research.</a> Lancet. 371, 1126-1135 (2008).</li>
<li>Brinkman, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supplementary+motor+area+of+the+monkey%27s+cerebral+cortex%3A+short-+and+long-term+deficits+after+unilateral+ablation+and+the+effects+of+subsequent+callosal+section%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Supplementary motor area of the monkey's cerebral cortex: short- and long-term deficits after unilateral ablation and the effects of subsequent callosal section.</a> J. Neurosci. 4, 918-929 (1984).</li>
<li>Brinkman, J., Kuypers, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebral+control+of+contralateral+and+ipsilateral+arm%2C+hand+and+finger+movements+in+the+split-brain+rhesus+monkey%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%22%5BJournal%5D)">Cerebral control of contralateral and ipsilateral arm, hand and finger movements in the split-brain rhesus monkey.</a> Brain. , 653-674 (1973).</li>
<li>Kazennikov, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temporal+structure+of+a+bimanual+goal-directed+movement+sequence+in+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Temporal structure of a bimanual goal-directed movement sequence in monkeys.</a> Eur. J. Neurosci. 6, 203-210 (1994).</li>
<li>Kazennikov, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+activity+of+supplementary+and+primary+motor+areas+in+monkeys+and+its+relation+to+bimanual+and+unimanual+movement+sequences%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Neural activity of supplementary and primary motor areas in monkeys and its relation to bimanual and unimanual movement sequences.</a> Neuroscience. 89, 661-674 (1999).</li>
<li>Kermadi, I., Liu, Y., Tempini, A., Rouiller, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+reversible+inactivation+of+the+supplementary+motor+area+%28SMA%29+on+unimanual+grasp+and+bimanual+pull+and+grasp+performance+in+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens.+Mot.+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of reversible inactivation of the supplementary motor area (SMA) on unimanual grasp and bimanual pull and grasp performance in monkeys.</a> Somatosens. Mot. Res. 14, 268-280 (1997).</li>
<li>Kermadi, I., Liu, Y., Tempini, A., Calciati, E., Rouiller, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+activity+in+the+primate+supplementary+motor+area+and+the+primary+motor+cortex+in+relation+to+spatio-temporal+bimanual+coordination%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosens.+Mot.+Res%22%5BJournal%5D)">Neuronal activity in the primate supplementary motor area and the primary motor cortex in relation to spatio-temporal bimanual coordination.</a> Somatosens. Mot. Res. 15, 287-308 (1998).</li>
<li>Kermadi, I., Liu, Y., Rouiller, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Do+bimanual+motor+actions+involve+the+dorsal+premotor+%28PMd%29%2C+cingulate+%28CMA%29+and+posterior+parietal+%28PPC%29+cortices%3F+Comparison+with+primary+and+supplementary+motor+cortical+areas%5BTitle%5D)+AND+%22Somatosensory+and+Motor+Research%22%5BJournal%5D)">Do bimanual motor actions involve the dorsal premotor (PMd), cingulate (CMA) and posterior parietal (PPC) cortices? Comparison with primary and supplementary motor cortical areas.</a> Somatosensory and Motor Research. 17, 255-271 (2000).</li>
<li>Wannier, T., Liu, J., Morel, A., Jouffrais, C., Rouiller, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+activity+in+primate+striatum+and+pallidum+related+to+bimanual+motor+actions%5BTitle%5D)+AND+%22NeuroReport%22%5BJournal%5D)">Neuronal activity in primate striatum and pallidum related to bimanual motor actions.</a> NeuroReport. 13, 143-147 (2002).</li>
<li>Rouiller, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dexterity+in+adult+monkeys+following+early+lesion+of+the+motor+cortical+hand+area%3A+the+role+of+cortex+adjacent+to+the+lesion%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Dexterity in adult monkeys following early lesion of the motor cortical hand area: the role of cortex adjacent to the lesion.</a> Eur. J. Neurosci. 10, 729-740 (1998).</li>
<li>Liu, Y., Rouiller, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+recovery+of+dexterity+following+unilateral+lesion+of+the+sensorimotor+cortex+in+adult+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain.+Res%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of recovery of dexterity following unilateral lesion of the sensorimotor cortex in adult monkeys.</a> Exp. Brain. Res. 128, 149-159 (1999).</li>
<li>Freund, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nogo-A-specific+antibody+treatment+enhances+sprouting+and+functional+recovery+after+cervical+lesion+in+adult+primates%5BTitle%5D)+AND+%22Nature.+Med%22%5BJournal%5D)">Nogo-A-specific antibody treatment enhances sprouting and functional recovery after cervical lesion in adult primates.</a> Nature. Med. 12, 790-792 (2006).</li>
<li>Freund, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anti-Nogo-A+antibody+treatment+promotes+recovery+of+manual+dexterity+after+unilateral+cervical+lesion+in+adult+primates--re-examination+and+extension+of+behavioral+data%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Anti-Nogo-A antibody treatment promotes recovery of manual dexterity after unilateral cervical lesion in adult primates--re-examination and extension of behavioral data.</a> Eur. J. Neurosci. 29, 983-996 (2009).</li>
<li>Kaeser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Unilateral+Motor+Cortex+Lesion+on+Ipsilesional+Hand%27s+Reach+and+Grasp+Performance+in+Monkeys%3A+Relationship+With+Recovery+in+the+Contralesional+Hand%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Effects of Unilateral Motor Cortex Lesion on Ipsilesional Hand's Reach and Grasp Performance in Monkeys: Relationship With Recovery in the Contralesional Hand.</a> J. Neurophysiol. 103, 1603-1645 (2010).</li>
<li>Kaeser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Autologous+adult+cortical+cell+transplantation+enhances+functional+recovery+following+unilateral+lesion+of+motor+cortex+in+primates%3A+a+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Autologous adult cortical cell transplantation enhances functional recovery following unilateral lesion of motor cortex in primates: a pilot study.</a> Neurosurgery. 68, 1405-1417 (2011).</li>
<li>Bashir, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Short-term+effects+of+unilateral+lesion+of+the+primary+motor+cortex+%28M1%29+on+Ipsilesional+hand+dexterity+in+adult+macaque+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Structure+and+Function%22%5BJournal%5D)">Short-term effects of unilateral lesion of the primary motor cortex (M1) on Ipsilesional hand dexterity in adult macaque monkeys.</a> Brain Structure and Function. , Forthcoming (2011).</li>
<li>Hamadjida, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+anti-Nogo-A+treatment+on+the+reorganization+of+callosal+connectivity+of+the+premotor+cortical+areas+following+unilateral+lesion+of+primary+motor+cortex+%28M1%29+in+adult+macaque+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Influence of anti-Nogo-A treatment on the reorganization of callosal connectivity of the premotor cortical areas following unilateral lesion of primary motor cortex (M1) in adult macaque monkeys.</a> , Forthcoming (2011).</li>
<li>Jenny, A. B., Inukai, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Principles+of+motor+organization+of+the+monkey+cervical+spinal+cord%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Principles of motor organization of the monkey cervical spinal cord.</a> J. Neurosci. 3, 567-575 (1983).</li>
<li>Schmidlin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive+plastic+changes+in+the+hand+representation+of+the+primary+motor+cortex+parallel+incomplete+recovery+from+a+unilateral+section+of+the+corticospinal+tract+at+cervical+level+in+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Progressive plastic changes in the hand representation of the primary motor cortex parallel incomplete recovery from a unilateral section of the corticospinal tract at cervical level in monkeys.</a> Brain Research. 1017, 172-183 (2004).</li>
<li>Schmidlin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+the+hand+representation+in+the+ipsilateral+primary+motor+cortex+following+unilateral+section+of+the+corticospinal+tract+at+cervical+level+in+monkeys%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Reduction of the hand representation in the ipsilateral primary motor cortex following unilateral section of the corticospinal tract at cervical level in monkeys.</a> BMC Neuroscience. 6, 56-56 (2005).</li>
<li>Prescott, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Refinement+of+the+use+of+food+and+fluid+control+as+motivational+tools+for+macaques+used+in+behavioural+neuroscience+research%3A+report+of+a+Working+Group+of+the+NC3Rs%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Refinement of the use of food and fluid control as motivational tools for macaques used in behavioural neuroscience research: report of a Working Group of the NC3Rs.</a> J. Neurosci. Methods. 193, 167-188 (2010).</li>
<li>Darling, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volumetric+effects+of+motor+cortex+injury+on+recovery+of+dexterous+movements%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Volumetric effects of motor cortex injury on recovery of dexterous movements.</a> Exp. Neurol. 220, 90-108 (2009).</li>
<li>Darling, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Minimal+forced+use+without+constraint+stimulates+spontaneous+use+of+the+impaired+upper+extremity+following+motor+cortex+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Exp.+Brain.+Res%22%5BJournal%5D)">Minimal forced use without constraint stimulates spontaneous use of the impaired upper extremity following motor cortex injury.</a> Exp. Brain. Res. 202, 529-542 (2010).</li>
<li>McNeal, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+long-term+reorganization+of+the+corticospinal+projection+from+the+supplementary+motor+cortex+following+recovery+from+lateral+motor+cortex+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Selective long-term reorganization of the corticospinal projection from the supplementary motor cortex following recovery from lateral motor cortex injury.</a> J. Comp. Neurol. 518, 586-621 (2010).</li>
<li>Nishimura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time-dependent+central+compensatory+mechanisms+of+finger+dexterity+after+spinal+cord+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Time-dependent central compensatory mechanisms of finger dexterity after spinal cord injury.</a> Science. 318, 1150-1155 (2007).</li>
<li>Pizzimenti, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+reaching+kinematics+and+prehensile+dexterity+in+nonhuman+primates%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Measurement of reaching kinematics and prehensile dexterity in nonhuman primates.</a> J. Neurophysiol. 98, 1015-1029 (2007).</li>
</ol>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

현재 행동 작업 (14,15,17 및보고 다양한 트리 트먼트를 테스트하기 위해 자궁 코드의 병변이나 목표로 모터 피질의 병변에 관한 연구의 맥락에서 우리가 연구실에서 지금까지 고려하고 있지만 <a href="http://www.unifr.ch/neuro/rouiller">http:/을 / www.unifr.ch / 신경 / rouiller</a> &gt; 메뉴 표시줄의 메뉴에서 &quot;연구&quot;를 선택한 다음&gt; &quot;모터 시스템&quot;&gt; &quot;장애 후 복구&quot;수동 손재주도 측면이다 등), 그들은 또한, 광범위한 응용 프로그램이있을 수 있습니다 이러한 파킨슨 질환 (MPTP 원숭이) 또는 감각 드 afferentation 영향을 proprioception 및 / 또는 촉감 (특히 시각적인 컨트롤의 부재에서 테스트 2)의 경우에는 다른 pathologies에 고려해야합니다. 수동 손재주에 관여 여기에 제안된 행동 검사는 forelimb의 말초 운동의 모터 제어를 조사하기 위해 적합합니다. 검사의 특이성이 입증됩니다제어 시스템의 관련 구성 요소를 손상하지 않는 병변의 경우에는 적자의 부재 (며칠 제외) : 사실, 병변의 경우에는 손 근육을 제어 motoneurons보다 꼬리 배치, 아무 적자가 없었습니다. 시험 1의 적절가 가능한 세포 요법 치료 17 관계 25 % 기능 회복 강화에 따라 다릅니다 후 병변 회복 곡선, 두 시간 지점에서 촬영한 비디오 시퀀스에 비교하여 감상할 수 있습니다. 처음에 몇 가지 초기, 비교적 짧은 훈련 단계 (일반적으로 2~3개월 지속)에도 불구하고, 여기에 제안된 행동 시험은 복잡한 (예 : 조건부) 작업에 비해 상대적으로 &quot;자연&quot;과 간단되는 대한 원숭이의 훈련 거의 일년 이상 걸릴 수 있습니다. 긍정적 강화는 물 부족보다는보기의 윤리적 지점에 덜 민감 단단한 음식에 따라 달라집니다, 보통보다 COM에서 사용되는플렉스 작업 23. 안정적이고 일관성있는 결과를 얻기 위해 음식에서 원숭이를 뺏으려고 필요가 없습니다. 작업하는 동안받은 산탄은 행동 세션 (;하지만 추가 음식은 앞의 오늘의 오후의 끝날 때까지 주어진 수있는 원숭이가 앞의 야간 먹지 않는 가정)의 날에 음식을 가장 먼저 액세스를 나타냅니다 . 이것은 각 원숭이 행동 하루 중 같은 시간에 세션뿐만 아니라 주택 룸에서 그룹을 형성 다른 원숭이 사이의 동일 순차 순서를 존중을 수행 한다는것 중요합니다. 원숭이가 외부 교란 이벤트 구분으로 행동 작업이 인접 실이나 실험실에서 오는 잠재적인 교란 소음을 마스킹, 배경 음악의 면전에서 실시한다. 이것은 실험 (마지막 매일 실험 세션을 초기 교육, 몇 개월이 아니라면 년간의 기간)의 전체 기간 동안 주어진 원숭이가되는 중요합니다같은 실험자의 감독하에 매일 배치. 수동 손재주 수치 저희 연구실에서 몇 년 이후에 사용되는 현재의 행동 검사, 최근 24-28 문헌에 보고된 설명서 손재주의 다른 시험에 비해 어느 정도하는 것입니다. 현재 보고서의 임시 목표 다른 실험실 (더 나은 비교)에 걸쳐 테스트를 표준화하기위한 중요한 필요하지만있다. 수요에서 설정 UPS의 세부 특성 1-4 그들을 복제하기 위해, 해당 저자에 의해 제공될 수 있습니다 테스트를 보시려면 여기를 그림. 재생 의학 (척수 혹은 대뇌 피질의 병변 회복)의 문제를 넘어, 테스트의 현재 팔레트 조사, 정상이 아닌 인간의 영장류 발달 문제 (손재주가 움직임의 모터 개발의 예 : 시간 ​​코스)에 주소 적합있을 수 있습니다 C로 lateralization 측면 (손 선호 / 지배)와 해독 진화 질문에인간을 포함한 영장류의 과목 종의 모터 능력을 omparing. 그것이 작업의 성능 영향을 줄 수로 apparatuses의 크기는, 영장류 종의 자리 &#39;크기 (두께와 길이)에 따라 적응해야하지만합니다. 현재 연구에서는, 검사는 2.5에서 8 세에 이르기까지와 2.5 사이의 8kg 무게, macaca fascicularis 원숭이에 실시되었다. 32에서 35 mm까지 검지 손가락의 길이 (알약을 조작하기 위해 먼저 사용)은 범위, 검지 손가락의 말초 헛점 (팁)의 둘레는 22, 우리의 연구에 포함되어있는 원숭이에서 25mm 사이 반면. 마찬가지로 이전의 실험에서 테스트 같은 쥐고 시험뿐만 아니라 macaca mulatta에 적합합니다. 모든 실험은 실험실 동물의 관리 및 사용 (1996)에 대한 가이드에 따라 실시와 지역 (스위스) 수의학 당국에 의해 승인되었습니다. 원숭이의 모든 실험 절차초, 동물 시설에서뿐만 아니라 구류 조건, 저희 연구실에서 최근 보고서에 자세히 설명되었습니다 : 참고 문헌에게 12-18를 참조하십시오.

비 인간 영장류에서 수동 손재수의 행동 평가

Behavioral Assessment of Manual Dexterity in Non-Human Primates

corticospinal (CS) 넓이는 능숙하게 작은 물체를 조작하는 정교한 모터 능력, 주로 영장류 1 특권의 해부 지원입니다. 그 기원 (모터 피질 영역의 병변)에 또는 그 궤도 (자궁 코드 병변) 따라 CS 프로젝션 시스템에 영향을 미치는 장애의 경우, 같은 tetraplegic 또는 hemiplegic 환자에서 본 설명서 손재주의 극적인 손실 (손에 마비가)있다 . 이러한 병변 후에 자연 회복 기능이 있지만, 그것은 성인에서 매우 제한된 남아 있습니다. 다양한 치료 전략은 현재 제안된 아르 (예 : 세포 치료, 억제 axonal 성장 분자의 중화, 성장 요인, 등 응용 프로그램), 주로 설치류에서 개발하는. 그러나, 임상 응용 프로그램을하기 전에, 그것은 종종 비 인간 영장류의 치료 가능성, 효능 및 보안을 테스트하는 것이 좋습니다. 목표가 후에 수동 손재주를 복원하는 경우 이것은 특히 사실입니다중추 신경계의 병변은 설치류의 모터 시스템의 조직과 같은 영장류 1,2와는 다릅니다. 짧은 꼬리 원숭이 원숭이는 치료가 적용되는 모터 피질이나 예를 들면 자궁 코드의 병변으로 인한 적자, 자발적인 기능 회복의 정도를 측정하고를 반영하기 위해, 영장류의 수동 손재주 수치 적합한 행동 모델로 현재 그림 있으며, 평가 얼마나 그것은 기능 회복을 향상시킬 수 있습니다. 수동 손재주의 행동 평가는 성인 짧은 꼬리 원숭이 원숭이의 초기 훈련을 필요로하는 뚜렷한, 보완, 도달 범위 및 이해 수동 작업 (알약을 파악하기 위해 정밀 그립의 사용)에 따라 달라집니다. 동물의 준비는 물론 설정 행동에 대하여 위치로 증명됩니다. 전형적인 원숭이의 성능은 각 작업에 대한 그림입니다. 관련 매개 변수의 수집과 분석은 정확한 손 manipula을 반영기뿐만 아니라 무력의 통제는 설명과 대표적인 결과와 함께 시연하고 있습니다. 이러한 데이터는 행동 데이터가 척수의 병변이나 모터 피질과 어느 정도 치료가 자발적으로 기능 회복을 향상시킬 수 비교에 의해 병변의 영향을 조사하기 위해 악용될 수있는 방법을 보여주는, 더 넓은 맥락에서 다음 배치됩니다 원숭이의 서로 다른 그룹 (예를 들어 치료를 사기 비교 취급). 행동 검사의 장점과 한계가 논의됩니다. 현재의 행동 방식은 신경계 질환 2,3의 맥락에서가 아닌 인간 영장류 모델의 적절을 강조 이전 리포트와 라인에 있습니다.

수동 손재주는 주로 영장류의 특권으로 행동 작업은 짧은 꼬리 원숭이 원숭이를 개발하고 있습니다. 네 손으로 조작 능력과 힘을 측정 포착 작업을 도달하고 파악, 중추 신경계의 병변 후 기능 회복을 수립하고 치료의 효과를 테스트할 수 있습니다.

피질척수(CS)로는 작은 물체를 정교하게 조작하는 탁월한 운동 능력의 해부학적 기반이며, 이는 주로 ...의 특권입니다.

이 실험 절차의 전반적인 목표는 마카크 원숭이의 수동 민첩성을 정량적으로 평가하는 것입니다. 이를 위해 먼저 동물에게 스트레스를 주지 않고 영장류 전용 의자로 이동시킵니다. 다음 단계에서는 원숭이가 정밀 파지법(precision grip)을 사용하여 50개의 작은 물체를 수집하는 도달 및 잡기 과제(reach and grasp task)를 통해 양손의 수동 수행 능력을 매일 측정합니다.그 후, 행동 평가를 보완하기 위해 세 가지의 다른 수동 dexterity 과제를 수행합니다. 절차의 마지막 단계는 네 가지 테스트 동안 수집된 비디오 시퀀스를 기반으로 수행 능력을 분석하는 것입니다. 최종적으로, 정량 분석에서 도출된 행동 파라미터의 시간 경과에 따른 변화를 통해 중추신경계 손상 이후의 운동 결손과 그에 따른 기능적 회복 정도를 보여주는 결과를 얻을 수 있습니다.임상 점수 측정과 같이 평가자 간 변동성이 큰 기존 방식과 비교했을 때, 본 기술의 주요 장점은 개인 간 변동성이 적으면서도 진정으로 정량적이고 신뢰할 수 있다는 점입니다. 이 방법은 병변이나 신경퇴행성 질환 이후 중추신경계의 가소성 재구성에 기여하는 기전과 같이 행동 신경과학 분야의 핵심적인 질문들에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 치료 전략을 개발하여 임상에 적용하기 전 비인간 영장류 실험이 필수적인 단계인 경우가 많으므로, 본 기술의 함의는 중추신경계 병변 후의 신경 재생 촉진 또는 대체 전략을 포함한 치료법으로 확장됩니다.설치류의 경우, 비인간 영장류는 손의 민첩성과 같이 영장류에 특화된 기능을 테스트하는 데 적합하지만, 잠재적인 유해한 이차 효과를 관찰하기에는 부적합합니다. 동물 훈련 단계는 습득하기 어렵고 매우 재현성 있게 수행되어야 하므로, 이 방법의 시각적 시연이 매우 중요합니다. 안녕하세요, 저는 스위스 프라이버그 대학교의 신경생리학 교수 에릭 예(Eric Ye)입니다.본 절차는 독립 연구자인 Dr.Ab, Dr.Lin, 그리고 본 연구실의 박사후 연구원인 Dr.Melanie Keer와 세 명의 박사 과정 학생인 Zandra, Julie Vidor, Pauline Chatan에 의해 시연될 것입니다. 행동 테스트 전, 실험실에 행동 테스트 설비를 준비하십시오. 테스트 중 보상으로 제공될 먹이 펠렛을 다양한 테스트 보드의 웰에 채워 넣으십시오.다음으로, 원숭이를 그룹 사육실에서 이동용 케이지로 옮깁니다. 원숭이가 영장류 고정 의자로 연결되는 터널로 들어가 머리가 적절히 위치하도록 훈련되었으므로, 원숭이의 체중을 측정합니다. 마지막으로, 고정 의자에 있는 원숭이를 실험실로 이동시킵니다.수정된 브링크맨 보드 테스트(modified brinkman board test)는 모든 행동 세션에서 수행되어야 하는 기본 참조 행동 과제입니다. 오프라인 처리를 위해 시퀀스를 기록하는 세 대의 디지털 비디오 카메라가 사용되며, 한 대는 보드 위에, 나머지 두 대는 보드 양측에 배치합니다. 먼저, 세 대의 카메라로 비디오 녹화를 시작하십시오.원숭이를 Brinkman 보드 앞에 배치하십시오. 영장류 의자의 오른쪽 창을 열어 오른손이 닿을 수 있게 합니다. 원숭이는 테스트가 완료된 후 오른손을 사용하여 50개의 슬롯에서 먹이 펠렛을 회수하게 됩니다.오른손의 경우, 오른쪽 창을 닫고 보드에 펠릿을 다시 채웁니다. 다음으로, 왼쪽 창을 열고 왼손에 대해 테스트를 반복합니다. 테스트가 끝나면 말린 건포도 몇 알이나 아몬드로 동물에게 보상을 줍니다.전체 일일 세션 동안 동기 부여를 유지하기 위해 각 테스트가 끝날 때마다 이 절차를 반복합니다. 이 절차에서 가장 어려운 점은 원숭이들로부터 규칙적이고 재현 가능한 행동을 이끌어내는 것입니다. 이는 특정 원숭이에게 동일한 실험자를 배정하고 하루 중 같은 시간에 테스트 세션을 진행하는 것과 같이 매우 표준화되고 반복적인 절차를 채택함으로써 달성됩니다.Brinkman box는 10개의 수직 웰과 10개의 수평 웰을 포함하여 총 20개의 웰로 구성되어 있습니다. 테스트 1과 비교했을 때, 원숭이는 정밀 파지 동작(precision grip movement)을 수행하기 위해 자유도가 제한된 좁은 공간 내에서 손을 제어해야 합니다.보드에 펠릿을 채운 후, 테스트를 시작하기 위해 박스의 상단 면을 닫습니다. 시각적 제어가 없는 상태에서 촉각 탐색에 의존하도록 하기 위해, 박스 아래에 배치된 디지털 카메라를 켭니다. 원숭이를 브링크맨 박스(brinkman box) 앞에 배치합니다.왼손을 테스트하기 위해 영장류 의자의 왼쪽 창을 엽니다. 원숭이가 20개의 펠렛을 회수하려고 시도하는 동안 시각적 제어가 없는 상태에서, 박스 아래의 카메라가 그 순서를 기록합니다. 다음으로, 영장류 의자의 왼쪽 창을 닫습니다. 보드에 펠렛을 다시 채운 후 영장류 의자의 오른쪽 창을 엽니다.원숭이는 오른손으로 테스트를 반복합니다. 시각적 제어가 없는 상태에서 시각적 제어 없이 진행하는 테스트가 완료되면, 박스의 상단 면을 열어 펠릿을 잡는 능력을 테스트합니다. 시각적 제어 하의 Brinkman 박스에서는 박스에 펠릿을 다시 채우고 원숭이가 오른손을 사용하여 테스트를 수행하도록 합니다.오른손 테스트가 완료되면 영장류 의자의 오른쪽 창을 닫습니다. 펠렛 상자를 다시 채운 후, 영장류 의자의 왼쪽 창을 열어 원숭이가 테스트를 수행하도록 합니다. 왼손을 사용하여 조작하는 회전식 브링크만 보드에는 4개의 동심원 행으로 배열된 32개의 웰이 있습니다.이 테스트는 수정된 브링크만 보드(brinkman board) 테스트와 유사하지만, 보드가 회전한다는 점에서 차이가 있으며, 이로 인해 원숭이는 보드가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동할 것을 예측해야 합니다. 보드를 펠릿으로 채웁니다. 실험 과정은 장치 상단에 배치된 디지털 카메라로 기록됩니다.테스트를 시작하려면 영장류 의자의 오른쪽 창을 엽니다. 보드가 시계 방향으로 회전하는 동안 원숭이가 오른손으로 32개 웰에서 펠릿을 회수하게 됩니다. 왼손을 테스트하려면 오른쪽 창을 닫고, 보드에 펠릿을 다시 채운 후 영장류 의자의 왼쪽 창을 엽니다.원숭이가 왼손으로 해당 과제를 반복합니다. 마지막으로, 보드가 회전하는 동안 방금 보여준 것과 동일한 방식으로 각 손에 대한 테스트를 수행합니다. 시계 반대 방향으로, 도달 및 파지 그리기 과제는 이해 능력과 힘 생성 능력을 결합하도록 설계되었습니다.데이터의 오프라인 제어를 위해 시험 과정을 기록하는 디지털 카메라를 서랍 위에 배치합니다. 손가락이 웰(well)에 들어갈 때 손이 노브를 터치하는 시점과 펠릿이 웰에서 인출되는 시점과 같은 개별 이벤트들은 다양한 다른 검출기에 의해 기록됩니다. 테스트를 시작하려면 영장류 의자의 오른쪽 창을 엽니다.원숭이의 손이 서랍 손잡이에 접근하면 광선이 차단됩니다. 이 소프트 트리거는 오프라인 처리를 위해 시행(trial)을 동기화하는 데 사용할 수 있습니다. 원숭이는 먼저 서랍 손잡이에 움켜쥐는 힘(grip force)을 가한 다음, 서랍을 열기 위해 하중 힘(load force)을 가함으로써 서랍 내부에 놓인 펠릿을 얻어야 합니다.서랍이 열려 있는 동안, 같은 손으로 펠렛을 회수합니다. 다시, 정밀 쥐기(precision grip)를 사용하여 원숭이는 다섯 가지 서로 다른 저항 수준 각각에서 10회의 시행을 수행합니다. 테스트 후에는 오른손을 사용하여 장치에 있는 아날로그 버튼으로 저항 수준을 선택할 수 있습니다.오른손 측정이 완료되었습니다. 해당 날짜의 테스트가 모두 끝난 후, 다른 저항 수준에서 왼손으로 테스트를 반복하고 원숭이에게 먹이와 보상을 제공합니다. 테스트 중에 받은 펠렛 외에도 일반적으로 원숭이는 시리얼과 과일을 제공받으며, 식사 후에는 원숭이를 그룹 사육실로 복귀시킵니다.이 비디오에서 시연하는 네 가지 행동 테스트는 경추 척수 또는 운동 피질 손상 후의 기능적 회복을 조사하는 연구에 사용됩니다. 테스트 1인 수정된 브링크만 보드(modified brinkman board)의 경우, 자연 회복을 촉진하기 위한 치료 적용 여부에 따라 두 가지 파라미터에 집중하여 분석합니다. 첫 번째 파라미터는 원숭이가 30초 동안 회수한 펠릿의 수로 산출되는 점수이며, 수직 슬롯과 수평 슬롯에 대해 각각 별도로 측정합니다.두 번째 파라미터는 첫 번째 손가락이 슬롯에 삽입되어 펠렛에 닿은 시점부터 웰에서 펠렛을 회수하기 시작한 시점 사이의 시간 간격으로 정의되는 접촉 시간입니다. 이 일련의 사진에서 볼 수 있듯이, 가장 왼쪽 사진은 펠렛이 들어 있는 슬롯으로 손이 다가가는 모습을 보여줍니다. 오른쪽의 다음 프레임은 접촉이 일어난 시점에 해당합니다.가장 오른쪽 프레임은 펠릿이 슬롯에서 꺼내지는 시점에 해당합니다. 따라서 접촉 시간은 240 밀리초입니다. 다음으로는 운동 피질 손상을 입은 원숭이가 수행한 수정된 브링크만 보드 과제에서 얻은 대표 데이터를 보여줍니다.시간은 행동 세션의 연속된 일수를 나타냅니다. 수직의 빨간색 점선은 병변을 유도한 날입니다. 점수 그래프는 초기 훈련 단계, 병변 전의 정체기, 병변 직후의 급격한 점수 하락, 그리고 마지막으로 병변 후 정체기를 향한 점진적인 기능 회복 과정을 보여줍니다.기능적 회복은 고점에 도달한 후의 손상 후 중앙값 점수를 손상 전 중앙값 점수로 나눈 비율이며, 여기서는 59%입니다. 여기에 제시된 예시는 접촉 시간 데이터입니다. 이 그래프에서 각 검은색 점은 한 슬롯 내의 손가락과 펠릿 사이의 접촉 시간을 나타냅니다. 각 세션당 방향별로 5회의 시행이 이루어졌습니다.각 방향에 대해 원숭이가 시도한 처음 다섯 번의 결과이며, 회색 막대는 중앙값을 나타냅니다. CT의 증가는 결손을 반영하므로, 기능적 회복은 병변 전 중앙값 CT를 plateau에서의 병변 후 중앙값 CT로 나눈 비율이며, 이는 약 28%입니다. 이 도표는 시각적 제어 하에 과제를 수행하는 원숭이의 Brinkman box에 대한 테스트 2에서 도출된 대표 데이터를 보여줍니다. 여기서 더 의미 있는 파라미터는 첫 번째 슬롯에서 펠릿을 집어 올린 시점부터 마지막 슬롯에서 펠릿을 집어 올린 시점 사이의 시간 간격으로 정의되는 총 시간입니다. 병변 전 총 시간의 중앙값과 병변 후 총 시간의 중앙값 사이에 통계적으로 유의미한 차이가 관찰되었습니다.마지막 세션에서 기능적 회복률은 89.6%로 계산되었습니다. 테스트 3의 경우, 회전 브링크맨 보드(rotating brinkman board)의 민감한 파라미터는 처음 10개 슬롯에 대해 측정된 접촉 시간입니다. 이 두 그래프는 운동 피질 손상을 입은 원숭이로부터 도출되었습니다. 상단 그래프는 보드의 시계 방향 회전을, 하단 그래프는 반시계 방향 회전을 나타냅니다.두 개의 수직 회색 화살표는 손상 직후 몇 차례의 세션 동안 원숭이가 손상측 손으로 과제를 수행할 수 없었기 때문에 접촉 시간이 무한히 길었음을 나타냅니다. 이 마지막 그림은 한 마리의 원숭이가 테스트 4인 도달 및 파지 서랍 과제에서 수행한 세션의 대표 데이터를 보여줍니다. 패널 A는 단일 시행 중에 온라인으로 획득한 세 가지 파라미터에 해당하는 원시 데이터를 보여주며, 적색은 하중력, 청색은 파지력, 녹색은 서랍의 변위를 나타냅니다. 과제 수행 중 여러 마커 또한 획득되었는데, 노브 터치는 동물이 노브에 처음 닿은 시점, 전체 개방은 서랍이 완전히 열린 시점, 픽킹 시간은 분석을 위한 보상 파지 시점에 해당합니다.전개 작업의 결정적인 시점들에 7개의 커서를 배치하였으며, 이는 동물이 노브를 터치한 시점, 그립 힘의 시작, 최대 그립 힘, 부하 힘의 시작, 최대 부하 힘(서랍이 완전히 열린 시점에 동기화됨), 그리고 집어 올린 시점에 동기화되었습니다. 패널 B는 도달 및 파지 서랍 작업 중에 기록된 두 가지 매개변수인 그립 힘과 부하 힘의 정량적 결과물입니다. 왼쪽 그래프는 최대값을 나타내며, 오른쪽 그래프는 시작부터 최대값까지의 기울기 값을 보여줍니다.다섯 가지의 서로 다른 상대적 저항 수준 중 네 가지가 여기 예시되어 있습니다. 이 절차에 따라, 추가적인 질문에 답하기 위해 원숭이가 정밀 파지(precision grip)를 어떻게 수행하는지에 대한 정성적인 세부 관찰과 같은 추가 분석을 고려할 수 있습니다. 예를 들어, 병변으로부터의 기능적 회복 과정 동안 동일한 미세 운동 목표에 도달하기 위한 대체 전략의 출현 등을 분석할 수 있습니다. 이 영상을 시청하고 나면, 다양한 운동 매개변수를 다루는 네 가지 행동 테스트를 기반으로 비인간 영장류의 수동 기민성을 정량적으로 평가하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.비인간 영장류를 대상으로 하는 작업은 매우 위험할 수 있으며 윤리적으로도 민감한 문제임을 잊지 마십시오. 따라서 본 절차를 수행하는 동안에는 물림 사고를 방지하기 위해 원숭이와의 직접적인 접촉을 피하는 등의 주의사항을 준수하고, 동물의 복지를 항상 보장해야 합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Neuroscience

신경과학

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