Beoordeling van de Motor Balans en coördinatie in Muizen met behulp van de Balance Beam

Het algemene doel van deze procedure is om de motorische coördinatie en het evenwicht bij muizen te beoordelen. De eerste stap is het samenstellen van een evenwichtsbalk met een bewegingsdetector om de latentietijd van het oversteken van de balk te registreren; om de training te beginnen wordt de muis op het startpunt van de evenwichtsbalk geplaatst en krijgt deze de gelegenheid om naar een veilig platform over te steken. Het is soms nodig om het dier langs de balk richting het eindpunt aan te moedigen.

Na een inter-trial interval van 10 minuten werden ze vervolgens getraind op een smallere balk om een grotere gevoeligheid mogelijk te maken. De laatste stap van de procedure is het testen van de getrainde dieren op balken van verschillende breedtes. Uiteindelijk kunnen resultaten worden verkregen die tekortkomingen in de motorische coördinatie en het evenwicht aantonen.

Hallo, ik ben Tim Luong en ik ben een MD PhD-kandidaat bij de afdeling biologie aan het California Institute of Technology. Ik ben Holly Carlisle en ik ben postdoc bij de afdeling biologie aan het California Institute of Technology, en vandaag gaan we laten zien hoe u het evenwicht en de motorische coördinatie bij muizen kunt beoordelen met de balance beam-test. Het belangrijkste voordeel van deze techniek vergeleken met andere methoden, zoals de rotarod, is dat de balance beam-test doorgaans gevoeliger is voor zelfs subtiele tekortkomingen in de motorische coördinatie.

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het gedragsveld, zoals de vraag of motorische coördinatie en balans beïnvloed worden in bepaalde neurologische ziektemodellen en of motorische tekortkomingen worden verlicht door specifieke behandelingen. Het doel van deze test is om de tijd te meten die een muis nodig heeft om over de balk te lopen zonder te stoppen of te aarzelen en zonder stimulatie door de onderzoeker. Om op de testdag een zuivere uitvoering te verkrijgen, trainen we twee dagen voorafgaand aan de test.

Een visuele demonstratie van deze methode is nuttig, aangezien de manier waarop de muizen worden gehanteerd en over de balk worden begeleid, lastig kan zijn voor mensen die minder bekend zijn met gedragstesten. Laten we beginnen. Dit protocol is gebaseerd op die van Southwell, et al. en Carter et al.

De apparatus wordt gemonteerd door een balk van één meter lang tussen twee palen van 50 centimeter hoog te plaatsen. De balken hebben een plat oppervlak met een breedte van zes of 12 millimeter. Balken met een grotere breedte kunnen worden gebruikt voor grotere muizen en voor muizen die niet in staat zijn om over de smallere maten te lopen.

Aan het einde van de balk wordt een zwarte doos geplaatst en in deze doos wordt nestmateriaal gelegd om de muis naar het eindpunt te lokken; verlicht het startpunt met een lamp om als aversieve stimulus te dienen. Bewegingsdetectoren worden geplaatst op 0 en 80 centimeter om de latentietijd van het oversteken van de balk te registreren; span een nylon hangmat onder de balk en ongeveer 7,5 centimeter boven het tafelblad om eventuele vallen op te vangen. De muizen die in deze procedure worden gebruikt, worden gehouden op een licht-donkercyclus van 12 uur en zijn gedurende twee weken geacclimatiseerd voorafgaand aan de testen.

Introduceer de dieren ongeveer 10 minuten voor het begin van het experiment in de testruimte en gebruik een cohort van ten minste 10 muizen per testconditie voor de beste resultaten. Plaats voor het begin van de training een muis op de startlocatie van een 12 millimeter brede balk. De timer start wanneer de neus van de muis het centrale gedeelte van 80 centimeter binnengaat en stopt wanneer het dier het einde van de 80 centimeter bereikt.

Muizen moeten de balk oversteken met een minimaal aantal stops of haperingen. Als het dier stopt met vooruitbewegen, moedig het dan aan om door te gaan door het voorzichtig van achteren aan te tikken. Zodra het dier de balk succesvol heeft overgestoken, haal het uit de veilige box en plaats het 10 minuten terug in de thuiskooi voordat de volgende trainingssessie begint.

De balanceerbalk en de box worden gereinigd en afgeveegd met 70% ethanol voordat de volgende muis wordt geplaatst. Elke muis wordt drie keer getraind op de 12 millimeter brede balk, gevolgd door training op de zes millimeter brede balk. Aanvullende training tot drie keer overtraining kan de incidentie van stilstand verhogen naarmate het dier meer gewend raakt aan de taak en de apparatus.

Aan de andere kant kan extra training nodig zijn als muizen het na twee dagen training nog steeds niet lukt om de gehele balk succesvol te doorkruisen. Zorg ervoor dat de nulmetingen worden geregistreerd voordat de dieren enige behandeling ondergaan. Keer na voltooiing van de training voor die dag de muizen terug naar hun thuiskooien in de verblijffaciliteit.

Breng de dieren op de dag van de test 10 minuten voor aanvang van het experiment naar de ruimte, zoals eerder getoond, plaats een muis op de startpositie en registreer de latentie voor het dier om de middelste 80 centimeter van de balk te doorkruisen. De gegevens worden gerapporteerd als het gemiddelde van twee succesvolle pogingen waarbij de muis direct naar het einde liep zonder te stoppen en zonder stimulatie door de onderzoeker. Video-opnamen kunnen worden gebruikt voor een nauwkeurigere analyse van wegglijden en andere waarneembare motorische defecten.

In dit voorbeeld werden C 57 black six muizen van negen tot 11 weken oud getest op balken van 12 millimeter en zes millimeter breed. De gemiddelde tijd om de 12 millimeter brede balk over te steken was 4,6 plus of minus 0,4 seconden voor mannetjes en 3,3 plus of minus 0,3 seconden voor vrouwtjes; de tijden op de zes millimeter balk waren 6,8 plus of minus 0,7 seconden voor mannetjes en 5,9 plus of minus 0,5 seconden voor vrouwtjes.

De prestaties op de balancebalk kunnen variëren afhankelijk van de leeftijd en het ras van de muizen. De C 57 black six muizen die in dit voorbeeld worden gebruikt zijn doorgaans actieve dieren; er werden enkele uitschieters waargenomen, maar geen vallen. Bij genetisch of farmacologisch gemanipuleerde dieren kunnen uitschieters en vallen frequenter voorkomen en gekwantificeerd worden. Verminderd functionerende muizen kunnen zich aan de zijkant van de balk vastklampen, wat de tijd om de balk over te steken tijdens deze procedure verlengt.

Het is belangrijk om volhardend en consistent te zijn bij het aanmoedigen van de muizen om vooruit te gaan als ze stilstaan of afgeleid raken op de balk. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u muizen traint om de balancebeam over te steken en hoe u hun balans en coördinatie beoordeelt. Bedankt voor het kijken en ik hoop dat u dit nuttig vond.