September 12th, 2019
Methode om de impact van training op motorische vaardigheden te beoordelen is een nuttig instrument. Helaas kunnen de meeste gedrags beoordelingen arbeidsintensief en/of duur zijn. We beschrijven hier een robot methode voor het beoordelen van prehension (REACH-to-grasp) vaardigheid bij muizen.
Onze technologie automatiseert een ingewikkelde gedragsanalyse die tijd kan besparen en kan dienen als springplank voor veel verschillende soorten studies. Met onze techniek, de taak en de beloning zijn hetzelfde. Er is geen discrepantie tussen het uitvoeren van een vage taak, mogelijk onjuist, en het ontvangen van een beloning.
Diermodellen bieden de mogelijkheid om benaderingen te testen om het herstel na een neurologisch letsel te vergroten. In mijn lab testen we bijvoorbeeld benaderingen om herstel na beroerte te vergroten, omdat er dringend behoefte is aan het ontwikkelen van innovatieve nieuwe benaderingen voor revalidatie na een beroerte. Naast een beroerte, onze auto-trainer kan nuttig zijn voor het bestuderen van motorisch leren voor letsel, evenals in modellen van Parkinson, Alzheimer, of traumatisch hersenletsel.
Wanneer een muis zijn doelgewicht bereikt, start u een trainingssessie door een pellet van 45 milligram direct voor het sleufoppervlak te plaatsen en laat de muis de pellet ophalen. Wanneer de muis een open sleuf koppelt aan het worden gevoed, gebruik dan een pincet om een pellet in dezelfde positie te houden als de muis de pellets eerder heeft opgehaald. Als de muis begint te bijten voor de pellet, trek de pellet weg ongeveer een halve centimeter, zodanig dat de pellet is buiten het bereik van de mond.
Wanneer de muis een poot door de sleuf uitbreidt, versterkt u het gedrag door de muis toe te staan de pellet te eten. Hoewel niet instrumenteel om te experimenteren, opnemen of de linker of rechterpoot de voorkeur heeft. Als de muis associeert uitbreiding van een poot met het eten van een pellet, verder versterken van het gedrag door het achterhouden van de pellet in reactie op pogingen om de pellet te halen met de mond en tong.
Zorg ervoor dat uw muizen te stoppen met succes het krijgen van een pellet zonder gebruik te maken van een poot, of ze zullen leren slechte gewoonten die moeilijk af te leren. Rond de invoering van het gewenste poot-bereikend gedrag af door de 45 milligrampellet net onder één centimeter van de buitenrand van de kooipoort te plaatsen, zodanig dat het linker of het meest rechtspunt van de pellet raaklijn is tot een lijn die zich rechtstreeks uitstrekt vanaf de rand van de kooipoortsleuf. Laat de muis vervolgens proberen om de pellet op te halen, waakzaam om de pellet te verwijderen en te voorkomen dat het verbruik als de muis moet proberen op te halen door een andere methode dan pootextensie.
Voordat u aan de trainingssessie begint, klikt u op de pijl Uitvoeren in de LabVIEW-interface van de autotrainer en noteer u de aaspelletsensor meting, zowel met als zonder pellet. Klik op Stoppen om de testrun te stoppen en verander het doel van de aaspelletsensor naar een waarde tussen deze twee metingen. Plaats de gewijzigde muiskooi op de auto-trainer en breng de kooihek aan.
Lijn vervolgens de pellet uit op de rand van de sleuf zoals in de handmatige procedure en open een nieuwe trainingssessie in de LabVIEW-interface. Voer de informatie in die nodig is om gegevens over de trainingssessie op te nemen en klik op het veld Muis-id om de bestandsnaam van elke trainingssessie in te voeren. Klik op het veld Total Pellets to Dispense During Routine om te bepalen hoeveel pellets er voor één experiment worden afgegeven.
Klik op het veld Pauze na pelletnummer om een pauze van vijf seconden in te stellen nadat de aangegeven pellet van de duikplank is verwijderd en klik op het veld Pauzelengte om een pauze in te stellen tussen het moment dat een pellet van de duikplank wordt verwijderd en het moment dat een nieuwe pellet wordt afgegeven. Stel de automatische trainer in om handmatig de afstand op te nemen waarop de pellet in het veld Bereikafstand wordt geplaatst en klik op het veld Map to Contain Logs om de bestandslocatie te selecteren om de verzamelde gegevens op te slaan. Zodra de informatievelden zijn ingevuld, klikt u op Uitvoeren om de trainingssessie te starten.
De auto-trainer zal afzonderlijke pellets uitdelen en bijhouden of ze door de trechter vallen, totdat het totale aantal pellets is afgegeven en de laatste pellet is opgehaald of door de muis is verwijderd. Het programma stopt op dit moment automatisch. Indien nodig kan het ook voortijdig worden gestopt door op de knop Stoppen te klikken.
Zodra de software is ingesteld, plaats de thuiskooi van de muis te worden getest op het voetstuk en klik op Run om de muis om de sleuf te onderzoeken en het is nieuwe onbekende omgeving. Muizen getraind met de auto-trainer leerde de prehensie taak en vertonen een duidelijke toename van de motorische vaardigheid. Deze toename van de vaardigheid is vergelijkbaar met die waargenomen wanneer het dier handmatig wordt opgeleid zonder het gebruik van de auto-trainer.
Zorg ervoor dat de muizen hun poten gebruiken. Als je ze laat denken dat je ze gewoon eten laat hebben, zullen ze je niet bereiken. Een verwonding kan worden veroorzaakt aan een deel van de motorische weg om te bepalen welke effecten de laesie heeft op de motorische prestaties, en hoe herstel van deze laesie aan te moedigen.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Dit artikel presenteert een robotische methode voor het beoordelen van greepvaardigheden bij muizen, gericht op het vereenvoudigen van gedragsbeoordelingen. De geautomatiseerde aanpak bespaart niet alleen tijd, maar verbetert ook de nauwkeurigheid van de evaluatie van motorische vaardigheden.