Paradygmat jest prezentowany w celu analizy nabywania u szczurów umiejętności sięgania kończynami przednimi do bardzo precyzyjnego dosięgnięcia.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Zdobycie wysoce precyzyjnego zadania dosięgania kończyn przednich u szczurów
* These authors contributed equally
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Ruchy są główną mierzalną wydajnością funkcji ośrodkowego układu nerwowego. Opracowanie paradygmatów behawioralnych, które umożliwiają szczegółową analizę uczenia się motorycznego i jego wykonywania, ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia zasad i procesów leżących u podstaw funkcji motorycznych. W tym miejscu przedstawiamy paradygmat badania akwizycji ruchu w ramach codziennej sesji treningu (w trakcie sesji), reprezentujący komponent szybkiego uczenia się i nabywania podstawowego, a także umiejętne uczenie się motoryczne w ciągu kilku sesji treningowych (między sesjami), reprezentujące komponent powolnego uczenia się i konsolidację wyuczonego zadania. Ten paradygmat behawioralny zwiększa stopień trudności i złożoności zadania umiejętności motorycznych ze względu na dwie cechy: Po pierwsze, zwierzę ustawia swoje ciało przed każdym pobraniem granulki, wymuszając nową orientację i uniemożliwiając wykonanie ruchu pod tym samym kątem. Po drugie, pelety są chwytane z pionowego słupka, który pasuje do średnicy pelletu i jest umieszczany przed klatką. Wymaga to precyzyjnego chwytania w celu pomyślnego wyjęcia śrutu, a tym samym zapobiega prostemu ciągnięciu śrutu w kierunku zwierzęcia. W połączeniu z nowatorskimi technologiami genetycznymi, obrazowymi i elektrofizjologicznymi, ta metoda behawioralna pomoże zrozumieć morfologiczne, anatomiczne i molekularne podstawy uczenia się motorycznego i pamięci.
Wprowadzenie
Kontrola ruchu jest podstawową funkcją ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Motoryczność jest głównym mierzalnym wynikiem funkcji OUN i główną możliwością interakcji jednostek ze światem zewnętrznym. Zrozumienie zasad funkcjonowania funkcji motorycznych i mechanizmów, które leżą u podstaw uczenia się zadania motorycznego, jest obecnie jednym z największych wyzwań w neurobiologii. Zmiany morfologiczne, fizjologiczne i molekularne stwierdzono po nabyciu nowego zadania motorycznego. Na przykład kształt i liczba synaps zmieniają się w odpowiedzi na wykwalifikowany trening motoryczny1-5, a zmiany funkcjonalne maszynerii synaptycznej obserwowano po uczeniu się mot....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
Wszystkie eksperymenty zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi Biura Weterynaryjnego Kantonu Zurych, Szwajcaria.
1. Obchodzenie się ze zwierzętami i ich habituacja
- Obchodzenie się ze zwierzętami
Uwaga: 5 dni przed rozpoczęciem eksperymentu należy wykonywać krok 1.1.1 codziennie.- W przypadku eksperymentów behawioralnych przyzwyczaj zwierzęta do eksperymentatora. Codziennie przeprowadzaj sesje manipulacyjne trwające 10-15 minut na zwierzę. Wyczyść pudełko po sesji każdego zwierzęcia.
- Na początku umieść rękę eksperymentatora w klatce, pozwalając zwierzęciu na eksplorację i powąc....
- W przypadku eksperymentów behawioralnych przyzwyczaj zwierzęta do eksperymentatora. Codziennie przeprowadzaj sesje manipulacyjne trwające 10-15 minut na zwierzę. Wyczyść pudełko po sesji każdego zwierzęcia.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Skuteczne nabywanie umiejętności motorycznych jest możliwe jedynie dzięki systematycznemu treningowi. Mimo starannego uwzględnienia wszystkich aspektów, niektóre szczury nie opanowują zadania (Rycina 2). Takie „osobniki nieuczące się” wykazują albo brak motywacji, co skutkuje nielicznymi lub całkowitym brakiem prób wydobycia peletu od początku eksperymentu, albo ogólną utratę zainteresowania sięganiem po pelet, co prowadzi do ciągłych niepowodzeń. Z kolei niektóre zwierzęta wykazują zachowania agresywne .......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
Paradygmat pokazany w tym badaniu został zaadaptowany z Buitrago i wsp. 18 i różni się od klasycznej pojedynczej kulki osiągającej paradygmat17 głównie w dwóch aspektach:
Po pierwsze, badanie doskonalenia w trakcie sesji umożliwia analizę wyuczonego zadania w ciągu jednego dnia, co może dostarczyć innego poziomu informacji, takich jak badanie komponentu szybkiego uczenia się w porównaniu z komponentem powolnego uczenia się reprezentowanym przez średnie wartości d.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Autorzy nie mają nic do ujawnienia
Podziękowania
Ta praca została sfinansowana z grantów Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Nauki (Grant 31003A-149315-1 dla M.E.S. i Grant IZK0Z3-150809 dla A.Z.), dla A.Z. Fundacji Heidi Demetriades, dla M.E.S., Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych ("Nogorise") oraz Fundacji Christophera i Dany Reeve (CDRF).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Pudełko | Self Made | ||
| Pedestal | Self Made | ||
| Sugar Pellets | TSE Systems Intl. Group | 45 mg bezpyłowe granulki precyzyjne | |
| Sprague Dawley szczury | 5-6 tygodniowe samce | ||
| Laptop | Hewlett Packard | ||
| Stop | |||
| Kleszcze | Narzędzia do nauki precyzyjnej (FST) | ||
| Excel | Microsoft | ||
| Prism GraphPad | |||
| Waga | |||
| wagi Licznik |
Bibliografia
- Fu, M., Yu, X., Lu, J., Zuo, Y. Repetitive motor learning induces coordinated formation of clustered dendritic spines in vivo. Nature. 483, 92-95 (2012).
- Fu, M., Zuo, Y. Experience-dependent structural plasticity in the cortex. Trends in neurosciences
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
