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 behendigheid tijdens het voeden 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 bij 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 slechte behendigheid na hersenschade of tijdens het ouder worden, door 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 University of 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. We gebruiken deze procedures in ons laboratorium om te bestuderen hoe de Dexterity van de vier poten tijdens het hanteren van voedsel verandert na hersenbeschadiging of tijdens het verouderingsproces. Laten we beginnen.

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

Snijd tijdens de voorbereiding 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 manier van hanteren kan beïnvloeden, wordt aanbevolen om voor herhaald testen één enkele bron van pasta te gebruiken; om neofobe reacties te overwinnen en vaardigheid in het hanteren op te bouwen, moeten de dieren in de weken voorafgaand aan de testen worden blootgesteld aan de pastastukken in hun thuiskooi. Een blootstelling van vijf tot 10 dagen met ongeveer vier stukken per dier per keer is voldoende.

Zelfs gewende dieren kunnen terughoudend worden om te eten in het bijzijn van de camera. 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 volledige preparaties zijn voltooid, bekijken we hoe we pasta-handelingsproeven bij ratten en muizen kunnen uitvoeren. Testsessies bestaan uit opeenvolgende proeven waarbij per proef één stukje pasta wordt gegeten.

Een sessie bestaat doorgaans uit vier tot vijf trials per rat en drie tot vier trials per muis. Ratten zitten meestal rechtop op hun achterpoten om pasta te eten, waardoor de trekbewegingen het gemakkelijkst te observeren zijn. Met een camera die zich ongeveer op vloerniveau van de kamer bevindt met een lichte opwaartse hoek, hebben muizen de neiging om naar voren te buigen en de pasta onder 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 krijgen, 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 alle vier de poten als alle tenen te kunnen zien, moeten de knokkels van beide voorpoten zichtbaar zijn zodra het dier en de camera in positie zijn om de eerste trial te starten; laat hiervoor een stukje pasta direct voor het dier hangen en begin met opnemen. Voorafgaand aan het begin van het eten is elke beet in het stukje pasta hoorbaar.

Audio-opname is dus nuttig om de voedselinname te verifiëren. Ga verder met de resterende proeven. Op dezelfde manier is het raadzaam om de vertraging tussen de proeven te minimaliseren, zodat de dieren niet weg bewegen uit de optimale kijkpositie.

Laten we nu kijken hoe we een kwantitatieve videoanalyse uitvoeren van vier slechte aanpassingen en de eetduur. De analyse van vier slechte aanpassingen tijdens het eten is een eenvoudige kwantitatieve maat die gevoelig is voor gelateraliseerde defecten na CNS-letsel bij ratten en voor leeftijdsgebonden 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 gedeelte van de proef begint wanneer het pasta-stukje voor het eerst 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 het vorige stuk loslaat en opnieuw contact maakt. Bij hervorming van de poriegreep, of bij extensie-flexie of abductie, 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 arm wanneer deze geen contact maakt met het pasteurstuk worden eveneens niet geteld. De tijd om te eten wordt voor elke trial geregistreerd, beginnend bij de aanvang en eindigend wanneer het pasteurstuk in de mond verdwijnt. Als het dier stopt met eten maar het stuk vasthoudt, wordt de pauzetijd van de totale tijd afgetrokken; indien de trial uit de analyse wordt weggelaten.

Als het zicht op de pauze tijdens enig deel van het eten wordt belemmerd, of als het dier het stukje breekt — aangezien kortere stukjes de hanteerpatronen veranderen — laten muizen de pasta soms vallen tijdens het eten en rapen deze na een korte pauze weer op om het eten te hervatten. Dit kan worden veroorzaakt door afleiding of gedeeltelijke verzadiging. Als het eten snel wordt hervat, sluiten we deze proeven niet uit, maar trekken we de tijd dat de stukjes gevallen zijn af van de totale eetduur.

De metingen verkregen uit de videoanalyse zijn het gemiddeld aantal aanpassingen per porie, per stuk, de gemiddelde eetduur 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-letsels en ouderdomsgerelateerde veranderingen onthullen.

Het vastleggen van dit gedrag is nuttig als aanvullende analyse. Intacte dieren beginnen doorgaans met eten waarbij één arm van de pasta lager geplaatst is en de andere arm zich dicht bij de mond bevindt. De POS nemen doorgaans in alle tests dezelfde posities in.

Bij atypisch gedrag kan het dier de posities van de twee ledematen wisselen. Tijdens het eten bij intacte dieren bewegen de poriën naar meer symmetrische posities naast elkaar, of met tussenliggende vingers wanneer het stuk erg kort is. Sommige dieren met letsel aan het CZS zullen dit niet doen en 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 gedurende een langere tijd niet contact maken 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 ingezakte 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 vast te leggen.

Oudere muizen maken vaak aanpassingen die niet leiden tot een voorwaartse beweging van de pasta. Dit wordt geteld telkens wanneer een aanpassing duidelijk niet resulteert in een waarneembare beweging van de pasta richting de mond. Nu tonen we enkele resultaten van de hanteringstests.

Analyses van ratten met sensorimotorische corticale laesies wijzen erop dat dieren minder correcties maken met de zijde contralateraal aan de laesie dan met de ipsilaterale zijde. Unilaterale occlusie van de arteria cerebri media resulteert zowel in een afname van de correcties met de contralaterale extremiteit 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 correcties 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 kunt kwantificeren. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de interbeoordelaarsbetrouwbaarheid te controleren om er zeker van te zijn dat aanpassingen aan de pasta nauwkeurig worden geïdentificeerd. Dat is alles.

Bedankt voor het kijken en veel succes met uw experimenten.