De Vermicelli en Capellini Handling Tests: Eenvoudige kwantitatieve metingen van behendige voorpootje functie in ratten en muizen

Deze video demonstreert een procedure om een gebrekkige handigheid tijdens het hanteren van voedsel te kwantificeren. Bij knaagdieren wordt elk dier blootgesteld aan korte stukjes ongekookte pasta, eerst in de thuiskooi en vervolgens in de testomgeving. In de testomgeving worden de fopo-bewegingen van het dier gefilmd. Tijdens het eten van de pasta worden de aanpassingen die met elke fopo worden gemaakt geïdentificeerd en geteld tijdens het afspelen van de video in slow motion.

Tijdens de videoanalyse worden atypische hanteergedragingen geïdentificeerd. De geïdentificeerde resultaten tonen veranderingen in een gebrekkige behendigheid na hersenschade of tijdens het verouderen, via de kwantificering van bewegingen die worden gebruikt om voedsel te manipuleren tijdens het eten. Hallo, ik ben Kelly Tenet van het laboratorium van Teresa Jones van de afdeling Psychologie aan de Universiteit van Texas in Austin, en ik ben RNAi, ook van het Jones Lab.

Vandaag laten we u de procedures zien voor de Vermicelli Handling Test bij ratten en de CAPI handling test bij muizen. Wij gebruiken deze procedures in ons laboratorium om te bestuderen hoe de fijne motoriek van de voorpoten tijdens het hanteren van voedsel verandert na hersenbeschadiging of tijdens het verouderingsproces. Laten we beginnen.

Om de pastastukken voor de test voor te bereiden, gebruik een marker met een ultrafijne punt om DeCheco-merk, CAPI-merk en Skinner-merk vermicelli op specifieke intervallen te markeren met een sjabloon van stevig papier. Gebruik voor capellini incrementen van 0,86 centimeter en voor vermicelli incrementen van 1,75 centimeter. Dit vergemakkelijkt de visualisatie van de beweging van de pastastreng.

Snijd tijdens het eten met een scheermesje de capi in stukken van 2,6 centimeter voor gebruik bij muizen en snijd vermicelli in stukken van zeven centimeter voor ratten. Omdat pastamerken variëren in textuur en diameter, wat de hanteerwijze kan beïnvloeden, wordt aanbevolen om voor herhaalde tests één enkele bron van pasta te gebruiken; om neofobische reacties te overwinnen en vaardigheid in het hanteren op te bouwen, moeten de dieren in de weken voorafgaand aan de tests worden blootgesteld aan de pastastukken in hun thuiskooi. Vijf tot 10 dagen blootstelling met ongeveer vier stukken per dier per keer is voldoende.

Zelfs gewende dieren kunnen terughoudend worden om in het bijzijn van de camera te eten. Plaats de camera daarom tijdens één of meerdere gewenningssessies voor het testgebied. Zodra de dieren aan de pastastukjes zijn blootgesteld, plaatst u hen in de testomgeving en went u hen eraan om daar te eten.

Over het algemeen eten dieren de pasta in deze omgeving gemakkelijk. Nadat drie tot vijf voersessies met voltooide preparaties zijn doorlopen, bekijken we hoe we pasta-hanteringstesten bij ratten en muizen kunnen uitvoeren. Testsessies bestaan uit opeenvolgende trials waarbij per trial één stukje pasta wordt gegeten.

Een sessie bestaat doorgaans uit vier tot vijf pogingen per rat en drie tot vier pogingen per muis. Ratten zitten gewoonlijk rechtop op hun achterpoten om pasta te eten, waardoor de trekbewegingen het gemakkelijkst waarneembaar zijn. Wanneer een camera op ongeveer vloerniveau van de kamer wordt geplaatst met een lichte opwaartse hoek, hebben muizen de neiging om naar voren te buigen en de pasta in een hoek vast te houden.

Vervolgens wordt een testkamer met een open bodem op een spiegel geplaatst. De camera wordt op een iets hoger niveau dan de bodem geplaatst en naar beneden gericht om te focussen op de reflectie van de poten in de spiegel. Plaats vóór het starten van de video-opname een stukje pasta in de testkamer.

Om het eten te initiëren en het dier in een geschikt camerabeeld te brengen, moet het dier naar de camera gericht zijn en moet de camera voldoende zijn ingezoomd tot 10 tot 12 x. Om discrete aanpassingen in zowel de vier poten als alle tenen te kunnen waarnemen, moeten de knokkels van beide poten zichtbaar zijn zodra het dier en de camera in positie zijn voor de eerste trial-drop, of moet er een stukje pasta direct voor het dier worden gehangen waarna de opname begint. Voorafgaand aan het begin van het eten is elke beet in het stukje pasta hoorbaar.

Audio-opname is dus nuttig om het eten te verifiëren. Ga verder met de resterende proeven. Op dezelfde manier is het het beste om de vertraging tussen de proeven te minimaliseren, zodat de dieren zich niet wegbewegen van de optimale kijkpositie.

Laten we nu bekijken hoe we een kwantitatieve videoanalyse uitvoeren van vier slechte aanpassingen en de etingstijd. De analyse van vier slechte aanpassingen tijdens het eten is een eenvoudige kwantitatieve maatstaf die gevoelig is voor gelateraliseerde defecten na een CNS-letsel bij ratten en voor ouderdomsgerelateerde veranderingen bij muizen. Tijdens de analyse wordt de videoweergave vertraagd tot ongeveer 50% van de reële tijd, of wordt er indien nodig frame voor frame vooruitgegaan om aanpassingen te identificeren. Het gekwantificeerde deel van de proef begint wanneer het eerste stukje pasta in de mond wordt geplaatst en eindigt wanneer het laatste deel van de pasta uit de poriën wordt losgelaten en in de mond verdwijnt.

Een aanpassing wordt geteld telkens wanneer de porie loslaat van en opnieuw in contact komt met het vorige stuk. Wanneer er hervorming van de poriegreep optreedt of wanneer er sprake is van extensie, flexie of abductie, of abductie van de vingers, wordt elke aanpassing afzonderlijk geregistreerd voor de linker- en rechterporie. Aanpassingen worden niet geteld wanneer de porie over het meesterwerk glijdt zonder beweging van de vingers of herpositionering van de handgreep.

Bewegingen van de proefpersoon wanneer deze niet in contact staat met het pasta-stuk worden eveneens niet meegeteld. De tijd om te eten wordt voor elke trial geregistreerd, beginnend bij de aanvang en eindigend wanneer het pasta-stuk in de mond verdwijnt. Als het dier pauzeert tijdens het eten maar het stuk blijft vasthouden, wordt de pauzetijd van de totale tijd afgetrokken; indien de trial wordt weggelaten uit de analyse.

Indien tijdens enig deel van het eten het zicht op de pauze wordt belemmerd of als het dier het stukje breekt, omdat kortere stukjes de hanteerpatronen veranderen, laten muizen de pasta soms vallen tijdens het eten en pakken deze na een korte onderbreking weer op om het eten te hervatten. Dit kan te wijten zijn aan afleiding of gedeeltelijke verzadiging. Als het eten snel wordt hervat, laten we deze trials niet weg, maar trekken we de tijd dat de stukjes zijn gevallen af van de totale etingstijd.

De metingen die zijn verkregen uit de videoanalyse zijn het gemiddelde aantal aanpassingen per porie, per stuk, de gemiddelde etijd per stuk en de snelheid van de aanpassingen. Laten we nu kijken naar enkele atypische hanteerpatronen. Atypische hanteerpatronen kunnen onderscheid maken tussen verschillende typen CNS-letsel en ouderdomsgerelateerde veranderingen onthullen.

Het registreren van deze gedragingen is nuttig als aanvullende analyse. Intacte dieren beginnen doorgaans met eten door één uiteinde van de pasta lager te plaatsen en het andere uiteinde nabij de mond. De POS nemen doorgaans in alle trials dezelfde posities in.

Bij atypisch gedrag kan het dier de posities van de twee ledematen wisselen. Tijdens het eten bij intacte dieren bewegen de polen naar meer symmetrische posities naast elkaar, of met tussenliggende vingers wanneer het stuk zeer kort is. Sommige dieren met letsel aan het CZS zullen dit niet doen, maar plaatsen de polen in plaats daarvan samen in een symmetrische greep wanneer de stukken lang zijn.

Twee aanvullende atypische gedragingen bij ratten en muizen zijn het voor een langere tijd niet in contact komen met het pastastukje via één opening tijdens het eten en het gebruiken van de mond om de pasta door de openingen te trekken om deze te herpositioneren. Sommige gedragingen worden als atypisch beschouwd voor ratten, maar niet voor muizen, zoals een gebogen houding en het laten vallen van de pasta nadat het eten is begonnen. De frequentie van het laten vallen bij muizen kan echter toenemen na schade aan het CZS, waardoor het nuttig is om de frequentie van het laten vallen bij beide soorten te registreren.

Oudere muizen maken vaak aanpassingen die niet leiden tot een voortgang van de pasta. Dit wordt telkens geteld wanneer een aanpassing duidelijk niet resulteert in een waarneembare beweging van de pasta naar de mond. We tonen nu enkele resultaten van de hanteertests.

Analyses van ratten met sensomotorische corticale letsels wijzen erop dat dieren minder aanpassingen maken met de zijde contralateraal aan het letsel dan met de ipsilaterale zijde. Unilaterale occlusie van de middelste hersenslagader resulteert zowel in een afname van aanpassingen met het contralaterale ledemaat als in een toename van atypisch hanteergedrag. Videoanalyses van muizen tonen aan dat oudere dieren er langer over doen om de pastastukjes op te eten en meer aanpassingen maken die niet leiden tot het voortbewegen van de pasta naar de mond in vergelijking met jonge volwassen muizen.

We hebben zojuist gedemonstreerd hoe u het hanteergedrag van pasta bij ratten en muizen kwantificeert. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de interbeoordelaarsbetrouwbaarheid te controleren om er zeker van te zijn dat de aanpassingen van de pasta nauwkeurig worden geïdentificeerd. Dat is alles.

Bedankt voor het kijken en veel succes met uw experimenten.