Compenserende Limb Gebruik en Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Na Sensorimotor Cortex Letselschade in een muismodel van ischemische beroerte
10 juli 2014
Muismodellen zijn steeds populairder geworden in studies van gedragsneurowetenschappen. Naarmate modellen vorderen, is het belangrijk om gevoelige gedragsmatige metingen te ontwikkelen die specifiek zijn voor de muis. Dit protocol beschrijft de Pasta Matrix Reaching Task, een vakbekwame motorische taak voor gebruik in muismodellen van beroerte.
Het algemene doel van deze procedure is om de gedragseffecten van compensatoir ledemaatgebruik en een muizenmodel van een beroerte te beoordelen. Dit wordt bereikt door eerst de voorkeursreikende ledemaat te bepalen door muizen toe te staan om met beide ledematen te reiken tijdens het vormgeven van procedures. De tweede stap is het vestigen van de motorische vaardigheid door alleen de voorkeursreikende ledemaat te trainen op de pasta matrix reiktaak.
Vervolgens wordt compensatoir ledemaatgebruik geleerd door muizen te trainen om het minder aangetaste ledemaat te gebruiken op de pasta matrix. Reiktaak begint vier dagen na unilaterale ischemische letsels contralateraal aan het voorkeursreikende ledemaat. De laatste stap is het beoordelen van het effect van training van het minder aangetaste ledemaat op het functionele resultaat van het door de beroerte aangetaste ledemaat.
Uiteindelijk wordt een verminderd functioneel resultaat van het aangetaste ledemaat aangetoond door een afname in het aantal succesvolle reikens over meerdere dagen van testen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van belangrijke vragen in fundamenteel beroerteonderzoek, inclusief wat de implicaties zijn van gedragsinterventies op het functionele resultaat. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn in deze methode worstelen vanwege de tijd en patiënten die nodig zijn om muizen deze hoogst gespecialiseerde taak te leren.
Het voordeel is dat de gevoeligheid van deze test die van andere sensorische motorische tests overtreft. Bij muizen. Begin de procedure door ongekookte CAPI-pastastukken te snijden met een scheermesje.
Plaats vervolgens de pastastukken in de pasta matrix. Gewenen een muis aan de testkamer voor drie sessies van vijf tot 10 minuten elk met een volledige pasta matrix vooraan en verschillende stukken pasta aan de onderkant om de reiking te vormen. Plaats de muis in de testkamer met een volledige pasta matrix voor hem, zoals bij het huisvestingstraining.
Noteer het aantal reikens met elk ledemaat en geef het aantal reikens met het rechter- en linkerledemaat aan. Apart. Definieer een reik als de uitbreiding van een ledemaat door de reikopening, zodanig dat de pols het vlak van de kamer breekt, waardoor de vier pootjes buiten de kamer zichtbaar worden. Het is niet nodig dat de reik gericht is naar of contact maakt met de pasta tijdens de vormsessies.
Beperk de muis tot maximaal 10 reikens of 10 minuten in de kamer, wat eerst voorkomt. Om de muis aan te moedigen te reiken. Houd verschillende stukken pasta net binnen de kamer door de reikopening.
Trek de pastastukken eruit wanneer de muis interesse toont, zoals snuffelen of bijten, waardoor ze worden aangemoedigd om naar de terugtrekkende pastastukken te reiken. Als de muizen geen interesse tonen in de droge pasta, wat de punten van de pastastukken in een klein kopje warm water om ze smakelijker te maken. Vormsessies worden ook gebruikt om de ledemaatvoorkeur te bepalen.
Wanneer een muis een minimum van 70% van hun dagelijkse reikens met een enkel ledemaat vertoont, wordt dat ledemaat gedefinieerd als het voorkeursledemaat. Plaats een muis in de testkamer met een half gevulde matrix vooraan. Train de muis om alleen met zijn voorkeursledemaat te reiken door alleen het teken van de matrix contralateraal aan het voorkeursledemaat te vullen.
Tijdens deze fase van training, laat het deel van de matrix dat overeenkomt met het minder aangetaste ledemaat ongevuld om pogingen tot reiken met dit ledemaat te ontmoedigen. Toedienen eenmaal daags, 15 minuten, of 100 reiktrainingssessies om de muis te helpen succesvol te leren om de pastastukken te richten en te breken. Tijdens vroege trainingssessies, oefen een kleine hoeveelheid druk uit op de pastastukken terwijl ze in de matrix zijn door een ander pastastuk licht te houden, achter en loodrecht op het beoogde reikdoel.
Deze kleine hoeveelheid ondersteuning helpt de dunne pasta te stabiliseren en is gemakkelijker voor de muis om te grijpen. Succesvolle reikens vereisen dat de muis door de opening reikt. Grijp een stuk pasta, breek het pastastuk en verwijder het uit de matrix.
Noteer het totale aantal reikens tot een maximum van 100, en het aantal en de locatie van de succesvol gebroken pastastukken. In deze procedure. Train het minder aangetaste ledemaat beginnend vier dagen na ischemische aanval op de motorische cortex contralateraal aan het voorkeursreikende ledemaat.
Net als bij preoperatief reiktraining, toedienen eenmaal daags, 15 minuten, of 100 reiktrainingssessies. Verwijder de eerste kolom pasta voor de eerste week van minder aangetaste ledemaat training. Om ervoor te zorgen dat vroege reikpogingen met het aangetaste ledemaat niet succesvol zijn, plaats dan de muis in de bereikkamer met de half gevulde matrix vooraan.
Zorg ervoor dat het gevulde helft van de matrix tegenover de preoperatief gevulde helft staat, wat de muis zal dwingen om nu met een minder aangetaste ledemaat te reiken. Moedig het reiken met het minder aangetaste ledemaat aan door de uitbreiding van dit ledemaat door de reikopening te versterken om dit te doen. Wanneer de muis het minder aangetaste ledemaat in de eerste paar dagen van training uitstrekt, plaats dan een klein stuk pasta op de vloer van de reikkamer.
Ongeacht of het reiken succesvol is, tel alleen die reikens die met het minder aangetaste ledemaat worden gemaakt voor de totaal 100 reikens. Tel niet de heimelijke pogingen met het aangetaste ledemaat naar het totale aantal reikens. Breng vervolgens de meest mediale verticale kolom pasta terug naar de matrix na de eerste zeven dagen van minder aangetaste ledemaat training en noteer het totale aantal reikens en het aantal en de locatie van de succesvol gebroken pastastukken om de impact van compensatoir gebruik van het minder aangetaste ledemaat op functionele herstel van het door de beroerte aangetaste ledemaat te bepalen.
Test de prestaties van het aangetaste ledemaat op de PMRT. Na training van het minder aangetaste ledemaat. Plaats de matrix voor de kamer georiënteerd identiek aan preoperatieve trainingsprocedures.
Dit zal de muizen dwingen om nu met hun door de bero
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit protocol beschrijft de Pasta Matrix Reaching Task, een behendige motorische taak ontworpen voor muismodellen van beroerte. Het heeft als doel de gedragseffecten van compensatoir ledematen gebruik na eenzijdige ischemische schade te beoordelen.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Gedragsneurowetenschap
- Beroertemodellen
- Beoordeling van motorische vaardigheden
Achtergrond
- Muismodellen zijn essentieel in gedragsneurowetenschappelijk onderzoek.
- Het ontwikkelen van gevoelige gedragsmaatregelen is cruciaal voor nauwkeurige beoordelingen.
- De Pasta Matrix Reaching Task is specifiek ontworpen voor muizen.
- Deze taak evalueert de effecten van ledematen gebruik na een beroerte.
Doel van de studie
- Om de voorkeursgrijpledmaat bij muizen te bepalen.
- Om motorische vaardigheden te ontwikkelen met behulp van de voorkeursledemaat.
- Om compensatoir ledematen gebruik op de pasta matrix te leren.
Gebruikte methoden
- Shapingprocedures om de voorkeursgrijpledmaat te identificeren.
- Training van de voorkeursledemaat op de pasta matrix reaching taak.
- Training van de minder aangedane ledemaat na een beroerte.
- Beoordeling van functionele uitkomsten van de beroerte-aangedane ledemaat.
Belangrijkste resultaten
- Compensatoir ledematen training kan hersteluitkomsten beïnvloeden.
- Gedragsmaatregelen geven inzicht in motorische functie na een beroerte.
- Het protocol maakt een gedetailleerde beoordeling van ledematen gebruik mogelijk.
Conclusies
- De Pasta Matrix Reaching Task is effectief voor het bestuderen van herstel na een beroerte.
- Inzicht in ledematen gebruik kan revalidatiestrategieën informeren.
- Muismodellen zijn waardevol voor het onderzoeken van gedragsneurowetenschappen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
This protocol provides a sensitive behavioral assay for evaluating motor skill learning and compensatory limb use in preclinical stroke models. It enables researchers to quantify functional outcomes and assess the impact of rehabilitative training strategies on recovery trajectories. The approach supports target validation and mechanistic de-risking in neurotherapeutic development by linking behavioral interventions to motor function recovery.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses regarding limb-specific motor recovery post-injury.
- Operational Value: Supports functional target validation through quantitative measurement of skilled reaching behavior.
- Predictive Value: Facilitates preclinical model selection by identifying compounds that modulate compensatory use and promote true functional restoration.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Generates standardized, quantifiable output data on successful reaches and limb preference for compound screening.
- Reproducibility: Offers a low-cost, scalable platform for longitudinal assessment of motor skill acquisition and degradation.
- Screening Utility: Enables reliable evaluation of pharmacological or rehabilitative interventions on motor recovery in disease-relevant systems.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Models human clinical phenomena such as learned non-use and compensatory strategies following upper extremity injury.
- Mechanistic De-risking: Permits exploration of neural mechanisms supporting behavioral recovery when combined with neuroanatomical tools.
- Risk-Adjusted Advancement: Informs go/no-go decisions by revealing whether interventions promote genuine recovery or maladaptive compensation.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from early target validation through preclinical efficacy testing, enabling iterative assessment of motor function across study phases.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on neural circuits involved in motor skill learning and limb use preference following cortical injury.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative readouts on reaching success and error patterns to compare experimental conditions.
- Analytics: Provides longitudinal data on reach frequency, success rate, and spatial distribution to enable statistical comparison across groups.
- Translational Research: Connects behavioral outcomes to preclinical validity by modeling human-like compensatory strategies post-stroke.
- Enterprise Reuse: Represents a reusable behavioral platform applicable across multiple neurotherapeutic programs and injury models.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in motor recovery assays by reducing ambiguity between true restoration and compensatory behavior.
- Operational Value: Ensures standardization and reproducibility across laboratories through clearly defined reaching criteria and training parameters.
- Strategic Value: Improves capital efficiency by identifying ineffective interventions early, reducing late-stage failure due to lack of true functional recovery.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of candidates based on their ability to promote authentic motor restoration rather than behavioral substitution.
Implementation Considerations
- Requires expertise in rodent handling, behavioral neuroscience, and skilled motor task training.
- Dependent on consistent apparatus setup, including pasta matrix preparation and reaching aperture calibration.
- Necessitates cross-team standardization in defining reaches, scoring success, and managing training duration to avoid overtraining artifacts.
- Involves adaptation considerations when translating to different injury models or species, particularly in defining preferred limb use.
- Limited by the time-intensive nature of training, which may affect throughput in large-scale screening campaigns.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
1:30
Habituation and Shaping the Reach
3:10
Reaching Training
4:21
Less-affected Limb Training
5:51
Reaching Analysis of the Affected Limb
6:26
Results: Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke
7:19
Conclusion
