Prezentowany jest system do pozyskiwania danych z samodzielnie zainicjowanych indywidualnych sesji behawioralnych w klatce kolonii społecznej. Skuteczność tego systemu wykazano za pomocą zautomatyzowanej oceny zasięgu, umożliwiającej scharakteryzowanie poudarowych zaburzeń motorycznych, potencjalnych zmian behawioralnych związanych z motywacją, zmian okołodobowych i innych innowacyjnych zmiennych zależnych.
Artykuł metodologiczny
Gromadzenie samodzielnie zainicjowanych danych behawioralnych szczurów w celu scharakteryzowania deficytów po udarze
* These authors contributed equally
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Testy behawioralne na modelach szczurzych są często wykorzystywane do różnych celów, w tym do badań psychologicznych, biomedycznych i behawioralnych. Wiele tradycyjnych podejść obejmuje indywidualne, indywidualne sesje testowe między jednym badaczem a każdym zwierzęciem w eksperymencie. Ta konfiguracja może być bardzo czasochłonna dla badacza, a jego obecność może niepożądanie wpłynąć na dane behawioralne. Ponadto tradycyjne trzymanie w klatkach w badaniach na szczurach narzuca brak wzbogacenia, ćwiczeń i socjalizacji, które normalnie byłyby typowe dla tego gatunku, a ten kontekst może również zniekształcić wyniki danych behawioralnych. Pokonanie tych ograniczeń może być warte zachodu w przypadku kilku zastosowań badawczych, w tym badania nabytych uszkodzeń mózgu. W tym miejscu przedstawiono przykładową metodę automatycznego trenowania i testowania zachowań poszczególnych szczurów w klatce kolonijnej bez obecności ludzi. Identyfikacja radiowa może być wykorzystana do dostosowania sesji do indywidualnego szczura. Walidacja tego systemu miała miejsce w przykładowym kontekście pomiaru sprawności motorycznej kończyn przednich przed i po udarze. Mierzone są tradycyjne cechy zaburzeń zachowania po udarze mózgu i nowatorskie środki umożliwiane przez system, w tym wskaźnik sukcesu, różne aspekty siły ciągnięcia, analiza ataku, wskaźnik i wzorce inicjacji, czas trwania sesji i wzorce okołodobowe. Te zmienne mogą być zbierane automatycznie z kilkoma ograniczeniami; Chociaż aparatura usuwa eksperymentalną kontrolę nad ekspozycją, czasem i praktyką, walidacja przyniosła rozsądną spójność tych zmiennych u różnych zwierząt.
Wprowadzenie
Trening behawioralny i testowanie na modelach szczurzych są ważne w niezliczonych obszarach badawczych, od eksploracji procesów poznawczych po stany chorobowe i wiele innych1. Zazwyczaj ten trening i testy są przeprowadzane na pojedynczych zwierzętach w sesjach jeden na jeden, przy czym badacz ręcznie wyjmuje zwierzę z domowej klatki i tymczasowo umieszcza je w jakimś urządzeniu. Niestety, takie podejście wiąże się z kilkoma trudnościami i ograniczeniami. Po pierwsze, testy behawioralne mogą zająć badaczom dużo czasu, a gdy konieczne jest szkolenie, wymóg czasowy staje się jeszcze większy. Po drugie, takie podejście automatycznie wpływa na pozyskane dane, a nawet potencjalnie je zakłóca, jak to zostało ustalone w innym miejscu2. Te zakłócenia są szczególnie istotne, gdy rozważa się zmienne związane ze wzbogacaniem. W szczególności szczury laboratoryjne są tradycyjnie trzymane w małych klatkach, które są wystarczająco duże dla jednego lub dwóch szczurów3, a jeśli nie zapewniono im kół do biegania, mogą spędzić całe życie bez znaczących okazji do ćwiczeń. Dodatkowo, odizolowane pomieszczenia mogą być głównym źródłem stresu u gatunków społecznych, takich jak rat4. Niektóre z tych wad związanych z dobrostanem prawdopodobnie wpływają na fizjologię szczurów5,6, co może uprzedzić rozwój typowej dla gatunku ekspresji behawioralnej4 i wpłynąć na jakość modeli gryzoni w odniesieniu do kontekstu ludzkiego.
W ostatnich latach badacze poszukiwali kilku rodzajów rozwiązań tych problemów. Najprostszym rozwiązaniem było zautomatyzowanie testów behawioralnych i treningów7,8,9,10, eliminując w ten sposób wymóg, aby pojedynczy badacz zajmował się jednym zwierzęciem. Dodatkowym rozwiązaniem było zautomatyzowanie przenoszenia zwierząt do komór doświadczalnych11,12, co jeszcze bardziej wyeliminowało potrzebę udziału człowieka. Na koniec zbadano kilka konfiguracji, które pozwalają na trzymanie zwierząt w klatkach kolonijnych z innymi zwierzętami i mają więcej miejsca na eksplorację i wzbogacanie13. Pomimo tych zalet, takie konfiguracje kolonii mogą ograniczać lub komplikować wysiłki zmierzające do zebrania indywidualnie zróżnicowanych danych behawioralnych (chociaż zobacz wysiłki na rzecz wykorzystania widzenia komputerowego)14,15. Jeśli wymagane są indywidualne dane behawioralne, identyfikacja i odzyskanie zwierząt z klatek kolonijnych na potrzeby sesji behawioralnych może być trudniejsze lub bardziej złożone. Obecnie istnieje niewiele systemów do zbierania indywidualnych danych behawioralnych z (wzbogaconych) kolonii mieszkaniowych16,17,18.
Te wady mogą szczególnie wpływać na badania nad behawioralnymi skutkami nabytego uszkodzenia mózgu. Po pierwsze, jasne jest, że obecność i/lub płeć ludzi, a także praktyki obchodzenia się z gryzoniami wpływają na zachowanie gryzoni2,19, a te zmienne mogą w różny sposób wpływać na zachowanie szczurów przed vs. po udarze. Po drugie, wyniki zachowania człowieka po udarze mogą ulec pogorszeniu przez dobrowolne zmniejszenie zaangażowania w zalecaną dawkę ćwiczeń rehabilitacyjnych20. Obecnie eksperymenty na gryzoniach zwykle nie modelują tego rodzaju kontekstu, ponieważ szczury nie mają swobody wyboru, czy angażować się w sesje behawioralne, czy też je powstrzymywać.
Ten artykuł przedstawia protokół mający na celu ułatwienie indywidualnych testów behawioralnych w ramach wzbogaconego trzymania w klatkach kolonijnych. Podejście to nie tylko odnosi się do ograniczeń wynikających z obecnych praktyk, ale także otwiera możliwości badania innowacyjnych środków. Opracowano kołowrót dla jednego szczura (ORT), który można przymocować do klatki kolonijnej, umożliwiając zwierzętom samodzielne wchodzenie do komór behawioralnych i inicjowanie własnych sesji treningowych i testowych. System jest przystępny cenowo; każdy ORT można zmontować niskim kosztem (mając dostęp do drukarki 3D). W przeszłości walidacja tego systemu była przeprowadzana przy użyciu podstawowej komory operacyjnej, co pokazuje, że zwierzęta mogą być konsekwentnie szkolone do wykonywania prostego naciśnięcia dźwigni operacyjnej bez obecności eksperymentatora16. Niemniej jednak pytanie, czy ta konfiguracja ma zastosowanie do innych scenariuszy, pozostaje nierozwiązane. Celem jest zweryfikowanie skuteczności układu klatkowego ORT-kolonia, który został wcześniej ustalony, w celu trenowania i ilościowego określania zachowań związanych z upośledzeniem motorycznym po udarze. Konfiguracja została wykorzystana do wygenerowania nowych zmiennych, które zwykle nie są badane w badaniach nad udarem. Zmienne te obejmują wskaźniki wydajności dla zadania wykwalifikowanego zasięgu oraz pomiary samoinicjacji, które mogą być istotne dla motywacji i podejmowania decyzji. Co więcej, skutecznie wykryto wywołane udarem zmiany we wzorcach okołodobowych codziennej samoinicjacji w całym okresie 24 godzin.
Protokół
Wszystkie procedury i opieka nad zwierzętami zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Uniwersyteckiego Uniwersytetu Północnego Teksasu (IACUC) i przestrzegane zgodnie z przewodnikiem National Institutes of Health dotyczącym opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych. Dorosłe samce i samice szczurów Long-Evans (400-800 g, 1,5 roku), wykorzystane w niniejszym badaniu, były trzymane w klatkach kolonijnych.
1. Przygotowanie sprzętu
- Zdobądź lub zmontuj kołowrót jednoszczurowy (ORT) zgodnie z dokumentacją projektową i instrukcją budowy (patrz Plik uzupełniający 1 i Dodatkowy plik kodowania 1). Więcej informacji można znaleźć w Butcher et al.16.
UWAGA: ORT są specyficzne dla wielkości szczura, więc klatka kolonijna powinna zawierać zwierzęta o mniej więcej tej samej wielkości. Jeśli ktoś nie chce samodzielnie montować ORT, może je zakupić wstępnie zmontowane (patrz Tabela Materiałów). - Zaopatrz się w czytnik identyfikacji radiowej (RFID, patrz Spis materiałów) oraz pobierz i wstrzyknij zwierzętom znaczniki RFID.
UWAGA: Podczas wstrzykiwania tagów RFID full duplex (FDX) orientacja musi być prostopadła do anteny RFID, gdy szczur przechodzi przez ORT. W tej walidacji znaczniki zostały wszczepione podskórnie między łopatką na płaszczyźnie równoległej do kręgosłupa. - Przymocuj antenę RFID do rurki ORT.
- Skonstruować i/lub uzyskać aparat(y) behawioralne i klatki kolonijne odpowiednie dla pytania eksperymentalnego. W tym przykładzie w połączeniu z dostępnymi na rynku komorami operacyjnymi użyto specjalnie zbudowanego klatki21,22 (patrz Tabela materiałów), choć teoretycznie można było użyć dowolnego sprzętu.
UWAGA: Należy rozważyć konkurencję zwierząt w pomieszczeniach zamkniętych w koloniach o dostęp do aparatury (aparatów) behawioralnej za pośrednictwem ORT. Przewiduje się, że potrzebny będzie jeden aparat behawioralny ORT + na każde 4 do 6 zwierząt. - Przymocuj ort(y) między aparatem behawioralnym a klatką kolonijną.
- Wytnij otwór portalowy w aparacie behawioralnym i klatce dla kolonii za pomocą narzędzia obrotowego Dremel (patrz Tabela materiałów) lub podobnego narzędzia. Średnica wewnętrzna powinna być równa średnicy zewnętrznej zbudowanego tunelu ORT.
UWAGA: ORT musi być podniesiony o kilka cali, aby mógł działać, więc potrzebna będzie mała platforma lub stojak, aby wyrównać wysokość klatki i aparatury kolonijnej. - Zainstaluj system RFID, aby odczytywać zwierzęta przechodzące przez ORT i, w razie potrzeby, zintegruj go z aparatem behawioralnym.
2. Przedoperacyjny trening behawioralny
- Uzyskaj tę samą wielkość kohorty szczurów i wprowadź je do klatki kolonijnej.
UWAGA: Zwierzęta, które były hodowane lub trzymane w dużej mierze w izolacji lub z kilkoma przedstawicielami tego samego gatunku, mogą mieć większe problemy z eksploracją komory, zwłaszcza gdy wiąże się to z przemierzaniem obszarów społecznych w klatkach kolonii. Zwierzęta powinny być poddawane grupowemu trzymaniu w klatkach we wczesnym okresie życia, aby uniknąć tej pułapki. - Usuń dostęp do wszelkich manipulandów w aparacie behawioralnym i ustaw komnatę tak, aby automatycznie dostarczała nagrody średnio co 60 s, gdy jest zajęta.
UWAGA: W tym badaniu wykorzystano wodę sacharozową (30% do 40%) jako nagrodę, ale słodzone mleko skondensowane jest również skuteczne. - Trenuj wszystkie szczury, aby regularnie wchodziły do aparatu behawioralnego (aparatów) za pośrednictwem ORT.
- Co najmniej raz dziennie sprawdzaj dane, aby upewnić się, że wszystkie zwierzęta wchodzą do ORT. Jeśli zwierzęta nie wchodzą, włóż przedmiot wielkości długopisu do mechanizmu blokującego, aby zapobiec jego tymczasowemu zablokowaniu, umożliwiając zwierzętom swobodniejsze odkrywanie. Jeśli zwierzęta nadal nie wchodzą, usuń bramkę obrotową i przymocuj tymczasową ścianę boczną, aby umożliwić swobodny dostęp tunelu do komory.
- Gdy wszystkie zwierzęta regularnie wchodzą do komory, zwróć zamek (i kołowrót) i ponownie oceń.
UWAGA: Zwierzęta mogą również zajmować ORT i komorę jako tymczasowe wytchnienie od innych szczurów. Jednym ze sposobów na zapobieżenie tego rodzaju monopolizacji komory jest dołączenie dodatkowego ORT, który łączy się z prostą komorą izolacyjną. - Wprowadź manipulandum - w tym przykładzie uchwyt - i ustaw na najwyższą czułość. Włóż uchwyt do wnętrza pudełka (do 2 cm) lub tuż na zewnątrz pudełka.
UWAGA: Taśma malarska może wywoływać próby sięgnięcia, jeśli jest przymocowana z tyłu uchwytu, tuż poza zasięgiem. - Zmniejsz częstotliwość, z jaką nagroda (tj. 30% wody sacharozowej) jest dostarczana automatycznie (np. co 90-120 s). Pamiętaj, że można wykorzystać dowolną nagrodę, która odpowiada potrzebom eksperymentatora i preferencjom zwierząt.
- Codziennie sprawdzaj dane, aby upewnić się, że wszystkie zwierzęta nauczyły się aktywować dźwignię. Zanęcić dźwignię i/lub zmienić poziom włożenia, aż wszystkie zwierzęta będą ciągnąć.
- Przerwij automatyczne dostarczanie nagród, aby były dostępne tylko po aktywacji uchwytu.
- Jeśli dźwignia została wcześniej włożona, należy codziennie cofać dźwignię (pod warunkiem, że wszystkie szczury nadal ciągną na tym poziomie cofania) o 0,25 mm do 0,5 mm, aż dźwignia znajdzie się w swoim ostatecznym położeniu, 1 cm do 1,25 cm na zewnątrz komory.
UWAGA: Dokładna pozycja dźwigni zależy od wielkości szczurów. Upewnij się, że wybierasz pozycję, która skutkuje pożądaną topografią zasięgu. - Zainicjuj percentyl lub inny program treningowy, aby stopniowo zwiększać siły ciągnące wymagane do aktywacji uchwytu.
UWAGA: W tym badaniu wykorzystano harmonogram percentylowy, który ustala kryterium wzmocnienia w górnym kwartylu poprzednich 15 odpowiedzi. Alternatywnie można użyć stopniowego zwiększania kryterium przyciągania7. - Gdy zwierzęta niezawodnie osiągną końcowy zakres kryterium ciągnięcia 120 g, należy usunąć program treningowy percentyla i ustalić kryterium aktywacji uchwytu na stałym poziomie 120 g.
- Zbieraj dane wyjściowe przy tym wymaganiu siły, aż wskaźniki sukcesu będą stabilne (bez trendu) przez około tydzień.
3. Wywołanie udaru
- Chirurgicznie wywołać udar mózgu u wszystkich zwierząt w klatkach w tym samym czasie.
UWAGA: Do wywołania udaru użyto śródbłonkowego modelu udaru-1, który został opisany w innym miejscu23. - Pozwól zwierzętom dojść do siebie w tradycyjnych klatkach, izolowanych pojedynczo, przez 3-7 dni.
4. Pooperacyjne testy behawioralne
- Po wyzdrowieniu należy zwrócić zwierzęta do kolonii w klatkach za pomocą wykwalifikowanego aparatu wysokiego zasięgu dołączonego do ORT.
- Wykonaj testy behawioralne, utrzymując wymagania dotyczące ciągnięcia na końcowym poziomie 120 g (postępuj zgodnie z krokiem 2), aż do zebrania wystarczających danych do oceny deficytów po udarze (od jednego do kilku dni).
- Wprowadź wszelkie zmienne niezależne związane z udarem lub rekonwalescencją w kolejnych dniach, gdy zwierzęta mają dostęp do komory.
Wyniki
Zwierzęta szkolono i testowano w grupach po cztery samice szczurów w jednej klatce kolonijnej oraz cztery samce szczurów w osobnej klatce kolonijnej. Wszystkie szczury nauczyły się przechodzić przez ORT w ciągu czterech dni lub krócej. Cztery samice osiągnęły poziom >85% udanych prób przy wymaganej sile 120 g po około 6 tygodniach treningu, natomiast samce osiągnęły to samo kryterium w ciągu 10 tygodni (w porównaniu do około 3 tygodni w przypadku standardowego treningu z wykorzystaniem szczurów pozbawionych pożywienia)7. Czas trwania tego treningu uległ znacznemu wydłużeniu z powodu kilku błędów sprzętowych i programowych, które wymagały ciągłego rozwiązywania problemów między 2. a 6. tygodniem. Po wyeliminowaniu tych błędów trening przebiegał sprawnie i przewiduje się, że kolejne harmonogramy szkoleń będą porównywalne z aktualną literaturą7. Samce szczurów były również szkolone dłużej, aby dać więcej możliwości jednemu z samców na rozpoczęcie ciągnięcia; jednak nigdy tego nie zrobił i został wykluczony z dalszych analiz oraz operacji po 7. tygodniu. Po ustabilizowaniu się wyników szczurów w fazie wyjściowej, dla każdej klatki uzyskano dane bazowe z 5 dni przed udarem. Dane ograniczono do dni, w których ORT pozostawało podłączone do klatki przez cały dzień (niektóre dni wymagały tymczasowego odłączenia ze względów pielęgnacyjnych). W przypadku klatki z samicami dniem bazowymi były dni 7, 8, 9, 10 i 12 przed udarem. W przypadku samców dniem bazowymi były dni 8, 9, 10, 11 i 13 przed udarem.
Podczas operacji indukcji udaru, zwierzęta w niniejszej walidacji otrzymały jednocześnie implanty elektrod połączonych z bezprzewodowymi układami odbiorczymi w przednim polu podstawnym (współrzędne -5.8 mm przednio-tylne, 0.7 mm lewo-przyśrodkowo-boczne, 8.3 mm grzbietowo-brzuszne) lub w polu brzuszno-przykryjącym (współrzędne -2.3 mm przednio-tylne, 3.3 mm lewo-przyśrodkowo-boczne, 7.0 mm grzbietowo-brzuszne). Implanty te były przeznaczone do wykorzystania w późniejszym eksperymencie dotyczącym rekonwalescencji i nie mają związku z opisaną tutaj walidacją testu ORT w klatkach kolonijnych. Implanty zaprojektowano w taki sposób, aby skórę można było zamknąć nad nimi, a układy odbiorcze umieścić podskórnie pod lewym ramieniem.
Jedna samica padła podczas indukcji udaru. Inna samica zaczęła podupadać kilka dni po wyzdrowieniu, nigdy nie pociągając za uchwyt po udarze. Po eutanazji stwierdzono, że prawdopodobnie wystąpił u niej krwotok do mózgu w pewnym czasie po udarze. Te dwa zwierzęta zostały całkowicie wyeliminowane z zestawu danych, w tym z oceny przed udarem.
Po udarze zwierzęta nie wznowiły natychmiast regularnego ciągnięcia dźwigni, choć nadal wchodziły do komory via ORT i wymagały zachęty w postaci krótkich sesji kształtowania manualnego (tj. zmniejszenia odległości do dźwigni i podawania nagród uzależnionych od zbliżania się do dźwigni lub prób jej pociągnięcia). Samice szczurów nie ciągnęły dźwigni w dniach 4-7 po udarze, dlatego w dniach 8-11 zastosowano dodatkowe nęcenie dźwigni (tj. odrobinę masła orzechowego na dźwigni) oraz kształtowanie manualne. Zaczęły ciągnąć dźwignię autonomicznie w 11. dniu. Samcom pozwolono na rekonwalescencję do 6. dnia, w oparciu o wcześniejsze doświadczenia z samicami. W 6. dniu po udarze nie ciągnęły dźwigni. W 7. dniu zastosowano dodatkowe nęcenie. Zaczęły ciągnąć dźwignię autonomicznie w 8th dniu po udarze. Gdy zwierzęta ponownie zaczęły otrzymywać wzmocnienie za próby pociągnięcia, zaprzestano dodatkowego nęcenia lub kształtowania i przystąpiono do gromadzenia danych po udarze. Samce nie ciągnęły dźwigni w 8. dniu w stopniu wystarczającym do pełnej analizy bardziej złożonych zmiennych zależnych (pomiarów okołodobowych i przerw po seriach), dlatego pozwolono im kontynuować ciągnięcie w 9th, 10th i 11th dniu przy zachowaniu tych samych kryteriów. 8th, 10th i 11th dzień były dniami pełnymi. Pierwszy dzień ciągnięcia po udarze wykorzystano we wszystkich analizach z wyjątkiem analizy okołodobowej oraz analizy przerw między seriami; do tych analiz wykorzystano jeden dzień w przypadku samic i trzy pełne dni w przypadku samców. W analizie po udarze dwie samice szczurów wykonały odpowiednio 55 i 844 pociągnięć w ciągu jednego dnia, a trzy samce szczurów wykonały 536, 153 i 190 pociągnięć w ciągu trzech dni.
Dane zorganizowano według pociągnięć i serii. Aby uniknąć rejestrowania drgań wynikających z działania samego sprzętu, pociągnięcia mierzono przy użyciu progu 5 g z histerezą +/- 1 g. Pociągnięcie było rejestrowane, gdy zwierzę wywierało nacisk powyżej 6 g, a rejestracja ustawała, gdy uchwyt odnotowywał siłę poniżej 4 g. Zwierzęta miały tendencję do pociągania w seriach składających się z kilku szybkich pociągnięć. Po osiągnięciu przez pojedyncze pociągnięcie wartości 120 g podawano wzmocnienie. Serię definiowano jako grupę pociągnięć, których szczyty były oddzielone od siebie odstępem krótszym niż 1 s. Próg ten wybrano na podstawie wcześniejszych danych, które wskazywały, że naturalnie powstaje grupa odstępów między szczytami poniżej 1 s, a pozostałe odstępy między szczytami były niezawodnie znacznie dłuższe. Szczury zazwyczaj pociągały wielokrotnie pod rząd przed udaniem się do podajnika, nawet jeśli wcześniejsze pociągnięcia w serii aktywowały podajnik.
Przeanalizowano łącznie 7 zmiennych zależnych. Przeprowadzono test t-studenta dla prób zależnych pomiędzy średnimi wartościami wyjściowymi a pomiarami po udarze, które przedstawiono na Ryc. 1, Ryc. 2 oraz Ryc. 3. Ryciny te prezentują również dane dla poszczególnych zwierząt, aby zobrazować oczekiwaną zmienność między dniami i osobnikami dla każdego z pomiarów.
Rysunek 1 przedstawia wyniki przed i po udarze w kilku miernikach wydajności typowych dla ocen zręcznego sięgania7,8,10. Wszystkie dane po udarze zostały zagregowane w jeden punkt danych, nawet jeśli zebranie wystarczającej liczby prób zajęło kilka dni. Protokół i zautomatyzowany system samostymulowany pomyślnie oceniły wskaźnik sukcesu na serię, średnią siłę jednego pociągnięcia oraz liczbę pociągnięć na serię, z których wszystkie wykazały wrażliwość na udar z różnym stopniem istotności statystycznej.
Rysunek 2 przedstawia dwie nowe zmienne wynikające z konfiguracji klatki koloniowej-ORT: inicjacje sesji oraz skumulowany czas trwania sesji. Co zaskakujące, udar nie wpłynął na inicjacje sesji. Samice niezawodnie inicjowały sesje częściej niż samce zarówno przed, jak i po udarze, jednak w obu grupach wskaźnik ten nie uległ zmianie po udarze. Przeciwnie, czas spędzony w komorze zwiększył się u większości szczurów, co prawdopodobnie wynikało ze zmniejszonej skuteczności serii (skutkującej obniżeniem częstotliwości otrzymywania nagród)
Inicjację sesji (która reprezentuje wybór między wzbogaceniem środowiskowym a nagrodami społecznymi dostępnymi w klatce kolonii oraz wzmocnieniem pokarmowym) oraz czas przebywania w komorze (w przypadku uwarunkowanej preferencji miejsca względem wartości nagrody) można również uznać za wskaźniki motywacji24,25,26,27. Uwzględniono dodatkowe miary oparte na motywacji, takie jak „wysiłek”, określony liczbą pociągnięć na minutę sesji28 oraz przerwy między seriami29, co przedstawiono na Rysunku 3. Zmienne te uległy wpływowi udaru. Zgodnie z oczekiwaniami, liczba pociągnięć na minutę sesji spadła, a czas trwania przerw między seriami wzrósł. Jednak zmiany w tym ostatnim parametrze były złożone. Rozkład przerw między seriami wydawał się stać bardziej chaotyczny, obejmując więcej długich przerw, kilka bardzo długich przerw, a także więcej krótkich przerw. Może to wskazywać na rozpad pierwotnej wyuczonej jednostki motorycznej; jeśli tak, może to być łatwo mierzalny wskaźnik tego zjawiska.
Mimo niewielkiej liczebności grupy, przeprowadzono badanie w celu ustalenia, czy któraś z mierzonych zmiennych wykazuje korelacje ze wskaźnikiem sukcesu, co mogłoby sugerować ich znaczenie funkcjonalne. Wykonano testy Shapiro-Wilka, aby ocenić rozkład danych dla zmiennych takich jak wskaźnik sukcesu, średnia szczytowa siła pociągnięcia, liczba serii na minutę, skumulowany czas trwania sesji, przerwy między seriami oraz liczba pociągnięć w serii. Test Shapiro-Wilka wykazał, że rozkład niektórych zmiennych znacząco odbiega od rozkładu normalnego. W związku z tym zastosowano korelacje rangowe Spearmana, aby określić związek między wskaźnikiem sukcesu przed lub po udarze a następującymi zmiennymi: średnią szczytową siłą, liczbą serii pociągnięć na minutę, skumulowanym czasem trwania sesji, przerwami między seriami oraz liczbą pociągnięć w serii. Żadna ze zmiennych przed udarem, poza średnią siłą pociągnięcia, nie była istotnie skorelowana ze wskaźnikiem sukcesu (patrz Tabela 1). Po udarze większość zmiennych również nie wykazała istotnej korelacji ze wskaźnikiem sukcesu, z wyjątkiem średniej siły pociągnięcia (Tabela 1).
Ostatecznie, ORT umożliwia analizę nie tylko wyuczonych zachowań motorycznych, ale także wzorców okołodobowych. Rysunek 4 przedstawia proporcję każdej godziny dla każdej klatki, w której ORT był zajęty, zaprezentowaną jako średnia z dni bazowych i dni po udarze. Niebieska linia na rysunku wskazuje uśrednioną liczbę wejść na godzinę wykonanych w ciągu dnia. Przed udarem zwierzęta angażowały się w zadanie precyzyjnego sięgania na wysokim poziomie rano, a czas ten ulegał skróceniu w ciągu dnia. Na kilka godzin przed zapaleniem światła zaangażowanie gwałtownie rosło (samice) lub zwiększało się bardzo nieznacznie (samce), po czym ustawało krótko po zapaleniu światła. Ten bimodalny rozkład okołodobowy całkowicie zmienił się po udarze. Zwierzęta rzadziej angażowały się rano, a czas spędzony w komorze osiągał szczyt później w ciągu dnia. Taki wzorzec może odzwierciedlać ogólne zaburzenia snu i rytmu okołodobowego często obserwowane po udarze30,31,32,33.
Rysunek 1: Pomiar typowych zmian w sprawności celowanego sięgania po udarze z wykorzystaniem procedury ORT. Zmierzono sprawność celowanego sięgania przed i po udarze. Średnie dzienne dla poszczególnych zwierząt w zakresie wskaźnika sukcesu na serię, średniej siły na pociągnięcie oraz liczby pociągnięć na serię przedstawiono w ciągu 5 dni linii bazowej i jednego dnia po udarze (po lewej) oraz pomiędzy średnią z linii bazowej a jednym dniem po udarze (po udarze) z raportowanymi wynikami sparowanych testów t. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
Rysunek 2: Różne parametry sesji inicjowanych samodzielnie wykazują różne tendencje do zmian po udarze. Pomiary samodzielnego inicjowania sesji sprawnych ruchów sięgania przed i po udarze były możliwe dzięki procedurze ORT. Średnie dzienne dla każdego zwierzęcia w zakresie inicjowania sesji oraz skumulowany dzienny czas trwania sesji przedstawiono w ciągu 5 dni linii bazowej i jednego dnia po udarze (lewo) oraz pomiędzy średnią z linii bazowej a jednym dniem po udarze (po udarze) wraz z raportowanymi testami t-studenta dla par. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
Rysunek 3: Zmiana zmiennych związanych z motywacją po udarze. Określono miary wydajności sesji sprawnych ruchów sięgania przed i po udarze w odniesieniu do motywacji. Przedstawiono dzienne średnie dla każdego zwierzęcia dotyczące czasu trwania przerw między seriami oraz dzienną liczbę serii na minutę sesji w ciągu 5 dni linii bazowej i jednego dnia po udarze (lewo), a także porównanie średniej z linii bazowej i jednego dnia po udarze (post-stroke) z podaniem wyników sparowanych testów t-tests. Przerwy między seriami zmieniły się w zakresie tych dziennych średnich, lecz co jeszcze bardziej uderzające, po udarze zmienił się również rozkład długości poszczególnych przerw po obu stronach średniej. Długości poszczególnych przerw zostały zgrupowane dla wszystkich zwierząt i przedstawione jako rozkłady na osi logarytmicznej (skrajnie po prawej). Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.
Rysunek 4: Zmiany w rytmie dobowym sesji inicjowanych samodzielnie po udarze. Wyznaczono miary rytmu dobowego sesji behawioralnych zręcznego sięgania inicjowanych samodzielnie przed (lewo) i po (prawo) udarze dla wszystkich zwierząt, samic i samców. Dane te obejmują wszystkie wejścia oraz całkowity czas przebywania w komorze w podziale na klatki, uśrednione z dni przed udarem i po udarze. Następnie uśredniono dane z obu klatek, aby przedstawić całkowite rozkłady (górny rząd). Wzorce przed udarem obejmowały wysokie zaangażowanie rano, które malało w ciągu okresu czuwania z nowym szczytem tuż przed fazą snu. Wzorce po udarze wykazują wzrost czasu trwania sesji w ciągu dnia i szczyt przed fazą snu. Szczury przebywały w pomieszczeniu z odwróconym cyklem światła. Okres zapalenia światła zaznaczono szarym cieniowaniem, aby wskazać normalny okres nieaktywności szczurów. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.
| Korelacje | ||||||
| Zmienne | Zmienna porównawcza | Spearman | ||||
| n | Przed udarem rs | p | Po udarze rs | p | ||
| Średnia siła pociągnięcia | Wskaźnik sukcesu | 5 | 1 | <0.001 | -0.975 | 0.005 |
| Liczba serii pociągnięć na minutę | Wskaźnik sukcesu | 5 | 0.3 | 0.624 | -0.154 | 0.805 |
| Skumulowany czas trwania sesji | Wskaźnik sukcesu | 5 | -0.1 | 0.873 | 0.564 | 0.322 |
| Przerwy między seriami | Wskaźnik sukcesu | 5 | -0.6 | 0.285 | 0.205 | 0.741 |
| Liczba pociągnięć na serię | Wskaźnik sukcesu | 5 | 0.1 | 0.873 | -0.821 | 0.089 |
Tabela 1: Współczynniki korelacji Spearmana między zmiennymi. Obliczono korelacje rang Spearmana, aby określić związek między wskaźnikiem sukcesu przed lub po udarze a następującymi zmiennymi: średnią wartością szczytową, liczbą serii pociągnięć na minutę, skumulowanym czasem trwania sesji, przerwami między seriami oraz liczbą pociągnięć w serii. Przed analizą korelacji przeprowadzono testy Shapiro-Wilka w celu oceny rozkładu wszystkich zmiennych testowych oraz wskaźnika sukcesu, co wykazało, że niektóre zmienne znacząco odbiegają od rozkładu normalnego. Żadne zmienne przed udarem, poza średnią siłą pociągnięcia, nie były istotnie skorelowane ze wskaźnikiem sukcesu. Tabela ta przedstawia wyniki współczynników korelacji Spearmana (ρ) oceniających istnienie związku między wskaźnikiem sukcesu a pięcioma zmiennymi testowymi.
Plik uzupełniający 1: Etapy budowy ORT.Instrukcje dotyczące drukowania i konstruowania urządzenia „One Rat Turnstile”. W instrukcjach zawarto listę wszystkich niezbędnych materiałów oraz instrukcje krok po kroku (z ilustracjami). Plik zawiera również wskazówki dotyczące montażu mikroprzełącznika do rejestrowania wejść i wyjść, a także schemat okablowania i programowanie w celu podłączenia czytnika RFID. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Uzupełniający plik kodowania 1: Zawiera on wszystkie elementy niezbędne do wydrukowania w technologii 3D urządzenia „One Rat Turnstile”. Plik ten można wykorzystać bezpośrednio lub uzyskać do niego dostęp zgodnie z instrukcjami w Pliku uzupełniającym 1. Wszystkie elementy w tym pliku muszą zostać przeskalowane przy użyciu dołączonego elementu „linijka” (szczegóły znajdują się w Pliku uzupełniającym 1). Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Dyskusja
Ten protokół ma wiele zastosowań. Po pierwsze i najszerzej, ORT został opracowany w celu umożliwienia zautomatyzowanego treningu behawioralnego i gromadzenia danych w kontekście społecznego, wzbogaconego mieszkalnictwa. Podczas gdy w tym badaniu przetestowano ideę zbierania typowych miar behawioralnych i rozwijania ich w kontekście udaru, to samo można zrobić dla innych zastosowań i zadań behawioralnych. Nawet miary zebrane w tej walidacji można również dostosować w razie potrzeby, aby uwzględnić alternatywne harmonogramy wzmocnienia, alternatywne zachowania itp. Po drugie, w badaniu oceniono zdolność systemu do gromadzenia danych związanych z upośledzeniem wykwalifikowanego zasięgu po udarze. Obecny protokół został wcześniej zatwierdzony do nauczania i pomiaru podstawowego naciskania dźwigni16. Obecne dane pokazują, że jest to słuszne podejście do gromadzenia danych na temat deficytów motorycznych związanych z udarem mózgu oraz że możliwe są miary typowe dla tradycyjnych ocen zasięgu dla wykwalifikowanych pracowników, a także nowatorskie pomiary. Podczas rozwiązywania problemów z systemem ORT w klatkach kolonijnych dużym pytaniem było, czy zwierzęta będą samodzielnie inicjować sesje behawioralne z wystarczającą częstotliwością i czy będą to robić w różnych kontekstach eksperymentalnych, szczególnie po udarze. Odkryto, że wszystkie lub prawie wszystkie zwierzęta można zachęcić do wystarczającego udziału w prostych procedurach operacyjnych, a teraz do testów behawioralnych po udarze. Okresy po udarze wymagały ręcznego kształtowania, ale zwierzęta szybko wróciły do zaangażowania w zadanie behawioralne bez obecności eksperymentatora.
Podczas rozwiązywania problemów odkryto kilka punktów proceduralnych, które zwiększają prawdopodobieństwo sukcesu, i zostały one zintegrowane z protokołem. Obejmowały one potrzebę skalowania ORT w zależności od wielkości szczurów oraz zapewnienia, że zwierzęta są podobnej wielkości i hodowane w kontekście społecznym. Dodatkowo odkryto, że pojedynczy ORT jest najbardziej efektywny w przyjmowaniu 4-6 szczurów ze względu na potencjalną dużą konkurencję o komorę. Warto zauważyć, że konkurencja ta nie wydaje się wywoływać większego stresu w porównaniu z tradycyjnymi metodami; W poprzednim eksperymencie odnotowano obniżony poziom kortyzolu w klatkach w koloniach, w przeciwieństwie do tradycyjnych testów behawioralnych16. Co więcej, stwierdzono, że w przypadku płochliwych zwierząt usunięcie kołowrotu lub pozostawienie go odblokowanego podczas początkowej fazy treningu pomaga w umożliwieniu wielu szczurom wspólnego eksplorowania komory.
Chociaż takie podejście jest skuteczne w ocenie deficytów motorycznych po udarze, ważne jest, aby uznać kilka ograniczeń. Po pierwsze, zwierzęta po udarze mogą nie od razu wznowić ciągnięcia i mogą wymagać kilku sesji ręcznego kształtowania i/lub nęcenia. Dzięki temu i innym specyficznym podejściu, pełna automatyzacja szkoleń i testów może być trudniejsza. Nie jest to jednak ograniczenie unikalne dla konfiguracji klatki kolonii ORT, a zwierzęta w sesjach behawioralnych inicjowanych przez eksperymentatorów często mają ten sam problem.
Kolejnym ograniczeniem jest możliwość wykorzystania komór do celów innych niż zgodne z ich przeznaczeniem. Anegdotycznie zaobserwowano kilka przypadków, w których zwierzęta wchodziły do komór behawioralnych i spędzały w nich znaczną ilość czasu, nie uczestnicząc aktywnie w zadaniu behawioralnym. Zdarzało się to od czasu do czasu u wszystkich zwierząt, ale szczególnie u samców. Mogło to wynikać po prostu z tego, że ORT zapewniał zwierzętom trochę prywatności, gdy nie chciały angażować się społecznie. To powiedziawszy, dodawanie "samotnych" pomieszczeń do klatki kolonii przy użyciu innych ORT łagodzi ten problem.
Zaobserwowano również, że zwierzęta od czasu do czasu zatrzymywały się w tunelu z półotwartym ORT i pozostawały tam przez pewien czas. Z tego powodu najlepiej jest trzymać czytnik RFID blisko komory behawioralnej, aby zwierzę nie zostało zarejestrowane, dopóki w pełni nie wejdzie. Można spekulować, że przebywanie w ORT jest przyjemne w taki sam sposób, jak zsyp ściśnięty. W każdym razie zwierzęta nie przebywają tam w sposób, który uniemożliwiałby gromadzenie danych, zwłaszcza gdy dostępne są alternatywne komory izolacyjne przymocowane do ORT.
Innym ograniczeniem jest to, że sesja zainicjowana samodzielnie może być trudniejsza do wyrównania czasu sesji behawioralnej lub możliwości reakcji behawioralnej między osobami w grupach. Ograniczenie to może być szczególnie istotne w przypadku badań związanych z udarem, biorąc pod uwagę związek między skumulowanym czasem treningu a regeneracją. Ograniczeniu temu można jednak przynajmniej częściowo zaradzić. Jeśli eksperyment tego wymaga, możliwe jest zaprogramowanie wielu aparatów behawioralnych tak, aby kończyły sesje po osiągnięciu docelowego czasu trwania lub docelowej liczby reakcji (tj. poprzez zakończenie nagród lub wycofanie manipulandum). To rozwiązanie nie rozwiązuje żadnej tendencji do nieosiągania celów przez jednostki. Ale znowu, to ograniczenie nie jest unikalne dla tej konfiguracji.
Ta konfiguracja ma również tę zaletę, że trening behawioralny lub ekspozycja mogą odbywać się w ciągu dnia, a nie w kilku ograniczonych porach. Może to być przydatne w kilku kontekstach; Szczególnie w przypadku udaru mózgu można go wykorzystać do zbadania wpływu dawkowania podejść do rehabilitacji behawioralnej.
Wreszcie, ORT prawdopodobnie nie może być używany do procedur awersyjnych, takich jak porażka społeczna, przymusowe pływanie, uwarunkowany strach itp. ORT wymaga, aby paradygmat behawioralny był apetyczny; W przeciwnym razie zwierzęta prawdopodobnie po prostu będą unikać komór behawioralnych.
Pomimo ograniczeń, procedura ta dodaje znaczące korzyści do obecnie dostępnych paradygmatów behawioralnych dla szczurów. Po pierwsze, konfiguracja pozwala na ciągłe gromadzenie danych o wysokiej przepustowości przy jednoczesnym zwolnieniu czasu eksperymentatora. Chociaż ważne jest, aby stale monitorować sprzęt i zwierzęta, eksperymentatorzy muszą być obecni tylko przez krótki czas w ciągu dnia. Prowadzenie sesji behawioralnych dla 8 zwierząt wymagałoby 4-10 godzin codziennych sesji przy użyciu tradycyjnego podejścia. Podejście oparte na klatkach kolonijnych ORT nie tylko skraca ten czas praktycznie do zera (zakładając działającą i zautomatyzowaną aparaturę), ale także pozwala na zbieranie danych w weekendy przy niewielkiej potrzebie dodatkowej obecności; Taka ciągła dostępność zajęć behawioralnych w weekendy zwiększa również całkowite wzbogacenie dostępne dla zwierząt.
Protokół ORT-colony cage zapewnia korzyści zarówno w zakresie danych, jak i korzyści logistycznych. Dostępnych jest wiele zmiennych zależnych, które tradycyjnie nie są możliwe, w tym tempo, czas trwania lub inne parametry sesji inicjowanych samodzielnie, takie jak te zbadane tutaj. Zmienne okołodobowe są często mierzone za pomocą kół do biegania; Jednak protokół ten umożliwia przyjrzenie się wzorcom, a także parametrom wyboru w innych rodzajach zachowań. ORT może być nawet używany do łączenia klatek kolonijnych i zapewniania wizualnego lub węchowego dostępu do płci przeciwnej, umożliwiając nie tylko ocenę motywacji, ale także okołodobowych wzorców pogoni za partnerem. W badaniu tym scharakteryzowano kilka nowych zmiennych zależnych, które mogą być przydatne w badaniach nad udarem, w tym zmienne okołodobowe i zmienne związane z inicjacją, które mogą pomóc w badaniu pytań translacyjnych związanych z lub w kontekście utraty motywacji i depresji, które mogą wystąpić po udarze34,35. Chociaż nie zostało to tutaj omówione, inne ważne zmienne istotne dla skoku, takie jak analizy jakościowe kinematyki zasięgu, powinny być również łatwe do rozwiązania za pomocą tego protokołu klatki kolonijnej ORT za pomocą kamer aktywowanych ruchem.
Wreszcie, istotną zaletą tego protokołu jest jego zdolność do umożliwienia zwierzętom pozostawania w dużych, wzbogaconych i społecznych środowiskach przez większość ich życia. Postęp w zakresie dobrostanu zwierząt jest ważny w podstawowych laboratoriach nie tylko ze względów etycznych, ale także naukowych. Zwierzęta, które potrafią się poruszać i socjalizować, powinny służyć jako lepsze modele stanów chorobowych, które w naturalny sposób nie wiążą się z ograniczeniami lub deprywacją. Co więcej, samowystarczalny charakter sesji behawioralnych w tym protokole oznacza, że ludzie nie muszą być obecni podczas zbierania danych behawioralnych. Obecność ludzi w laboratorium może wpływać na dane behawioralne, czasami w różny sposób w zależności od danego człowieka, tego, jak dobrze jest wyszkolony i jak obchodzi się ze zwierzętami 2,19. Takie niekontrolowane i zmienne wpływy na dane można zminimalizować za pomocą obecnego protokołu.
Oświadczenia
Autorzy nie mają żadnych konfliktów do ujawnienia.
Podziękowania
Ta praca została częściowo sfinansowana przez fundację Beatrice H. Barrett na badania nad relacjami neuro-operacyjnymi dla Uniwersytetu Północnego Teksasu (UNT). Jesteśmy wdzięczni za wkład i pomoc wszystkim członkom Laboratorium Neuroplastyczności i Naprawy, a w szczególności Valerie Rojas, Mary Kate Moore, Cameronowi Scallonowi i Hannah McGee.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Drukarka 3D | Skonsultuj się z lokalną przestrzenią twórczą | ||
| śruba | Boltdepot | 1346 | 6-32 lub 8-32 przez 0,5 |
| Boltdepot | 1348 | 6-32 lub 8-32 przez 0,75" | |
| zawias drzwiowy | XJS (Amazon) | 43398-16234 | 1" zestaw zawiasów drzwiowych ze stali nierdzewnej do szafy; Opcjonalnie (jeśli "idealny zawias" nie jest wydrukowany) |
| wiertarka | Dowolna wiertarka elektryczna pracuje | ||
| ze sprężyną naciągową | Nieko (Amazon) | 50456A | Wybierz i wyreguluj sprężynę w oparciu o rozmiar ORT i pożądane napięcie |
| granulowane nakrętki blokujące z cukru | |||
| Taśma | |||
| mikrokontroler | Arduino | A000066 | mikroprzełącznik Arduino Uno |
| Sparkfun | KW4-Z5F | mini mikroprzełącznik (dźwignia rolkowa SPDT) | |
| Bramka obrotowa One Rat (ORT) | Vulintus | Skontaktuj się z firmą, aby poprosić o wycenę, jeśli nie samoorganizujące | |
| komory operacyjne zgodnie z potrzebami do oceny behawioralnej: W tym eksperymencie użyliśmy zautomatyzowanych izometrycznych komór ciągnących firmy Vulintus | Vulintus | Nr kat. #: skontaktuj się z Vulintus | Skontaktuj się z Vulintus, aby uzyskać wycenę |
| filamentu PLA | UWERTURA (Amazon) | MATTEPLA17511 | |
| pleksi | Lesnlok (Amazonka) | B09P74K7BR | bezbarwna, grubość 1/8 ", nóż |
| cięcia pleksi | |||
| na wymiar program w języku python Oprogramowanie | Python Software Foundation | dostępne na żądanie | |
| Czytnik RFID | Priorytet 1 Konstrukcja | RFIDRW-E-USB | z anteną |
| Znacznik RFID | Ujednolicone urządzenia informacyjne | UC-1485-10 | |
| pręt | Boltdepot | 23632 | przycięty do > 3,5 cala |
| Narzędzie | Służy do wiercenia otworów w aparaturze i klatkach kolonii dla ORT; dowolny sprzęt nadający się do użytku | ||
| papier ścierny | HSYMQ (Amazon) | ||
| Działa dowolny zestaw kluczy nasadowych | |||
| lutownica | |||
| super klej | 234790 | ||
| drut | Plusivo (Amazonka) | EAN0721248989789 |
Bibliografia
- Whishaw, I. Q., Kolb, B. The behavior of the laboratory rat: A handbook with tests. , Oxford university press. (2004).
- Sorge, R. E., et al. Olfactory exposure to males, including men, causes stress and related analgesia in rodents. Nature Methods. 11 (6), 629-632 (2014).
- Ottesen, J. L., Weber, A., Gürtler, H., Mikkelsen, L. F. New housing conditions: Improving the welfare of experimental animals. Alternatives to Laboratory Animals. 32 (Suppl 1B), 397-404 (2004).
- Arakawa, H. Ethological approach to social isolation effects in behavioral studies of laboratory rodents. Behavioural Brain Research. 341, 98-108 (2018).
- Simpson, J., Kelly, J. P. The impact of environmental enrichment in laboratory rats-behavioural and neurochemical aspects. Behavioural Brain Research. 222 (1), 246-264 (2011).
- Van Praag, H., Kempermann, G., Gage, F. H. Neural consequences of enviromental enrichment. Nature Reviews Neuroscience. 1 (3), 191-198 (2000).
- Hays, S. A., et al. The isometric pull task: A novel automated method for quantifying forelimb force generation in rats. Journal of Neuroscience Methods. 212 (2), 329-337 (2013).
- Wong, C. C., Ramanathan, D. S., Gulati, T., Won, S. J., Ganguly, K. An automated behavioral box to assess forelimb function in rats. Journal of Neuroscience Methods. 246, 30-37 (2015).
- Sindhurakar, A., Butensky, S. D., Carmel, J. B. Automated forelimb tasks for rodents: Current advantages and limitations, and future promise. Neurorehabilitation and Neural Repair. 33 (7), 503-512 (2019).
- Sindhurakar, A., et al. An automated test of rat forelimb supination quantifies motor function loss and recovery after corticospinal injury. Neurorehabilitation and Neural Repair. 31 (2), 122-132 (2017).
- Gallistel, C., et al. Screening for learning and memory mutations: A new approach. Acta psychologica Sinica. 42 (1), 138(2010).
- Fenrich, K. K., et al. Improved single pellet grasping using automated ad libitum full-time training robot. Behavioural Brain Research. 281, 137-148 (2015).
- Brenneis, C., et al. Automated tracking of motion and body weight for objective monitoring of rats in colony housing. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 56 (1), 18-31 (2017).
- Pereira, T. D., et al. Sleap: A deep learning system for multi-animal pose tracking. Nature Methods. 19 (4), 486-495 (2022).
- Lauer, J., et al. Multi-animal pose estimation, identification and tracking with deeplabcut. Nature Methods. 19 (4), 496-504 (2022).
- Butcher, G., et al. An apparatus for automatically training and collecting individualized behavioral data with socially housed rodents. Journal of Neuroscience Methods. 365, 109387(2022).
- Winter, Y., Schaefers, A. T. A sorting system with automated gates permits individual operant experiments with mice from a social home cage. Journal of Neuroscience Methods. 196 (2), 276-280 (2011).
- Rivalan, M., Munawar, H., Fuchs, A., Winter, Y. An automated, experimenter-free method for the standardised, operant cognitive testing of rats. PLOS One. 12 (1), e0169476(2017).
- Deacon, R. M. Housing, husbandry and handling of rodents for behavioral experiments. Nature Protocols. 1 (2), 936-946 (2006).
- Lang, C. E., Lohse, K. R., Birkenmeier, R. L. Dose and timing in neurorehabilitation: Prescribing motor therapy after stroke. Current Opinion in Neurology. 28 (6), 549(2015).
- Inventing a supercage for rats. Butcher, G., Becker, A., Davidson, A., Baltazar, M., Armshaw, J., Cruz, S. Poster presentation at Association for Behavior Analysis International Conference, Chicago, IL, , (2019).
- Engineering an enriched environment operant chamber and its implications. Davidson, A., et al. Poster Presented at the Texas Association for Behavior Analysis Annual Conference, , Worth, TX. (2019).
- Windle, V., et al. An analysis of four different methods of producing focal cerebral ischemia with endothelin-1 in the rat. Experimental Neurology. 201 (2), 324-334 (2006).
- Reppucci, C. J., Veenema, A. H. The social versus food preference test: A behavioral paradigm for studying competing motivated behaviors in rodents. MethodsX. 7, 101119(2020).
- Borland, J. M., et al. A novel operant task to assess social reward and motivation in rodents. Journal of Neuroscience Methods. 287, 80-88 (2017).
- Tzschentke, T. M. Review on cpp: Measuring reward with the conditioned place preference (cpp) paradigm: Update of the last decade. Addiction Biology. 12 (3-4), 227-462 (2007).
- Salamone, J. D., Correa, M. Neurobiology and pharmacology of activational and effort-related aspects of motivation: Rodent studies. Current Opinion in Behavioral Sciences. 22, 114-120 (2018).
- Shull, R. L. Bouts, changeovers, and units of operant behavior. European Journal of Behavior Analysis. 12 (1), 49-72 (2011).
- Gottlieb, E., et al. The bidirectional impact of sleep and circadian rhythm dysfunction in human ischaemic stroke: A systematic review. Sleep Medicine Reviews. 45, 54-69 (2019).
- Lo, E. H., et al. Circadian biology and stroke. Stroke. 52 (6), 2180-2190 (2021).
- Meng, H., Liu, T., Borjigin, J., Wang, M. M. Ischemic stroke destabilizes circadian rhythms. Journal of Circadian Rhythms. 6 (1), 1-13 (2008).
- Stern, R. A., Bachman, D. L. Depressive symptoms following stroke. The American Journal of Psychiatry. 148 (3), 351-356 (1991).
- Rapolienė, J., Endzelytė, E., Jasevičienė, I., Savickas, R. Stroke patients motivation influence on the effectiveness of occupational therapy. Rehabilitation Research and Practice. 2018, (2018).
- Robinson, R. G., Jorge, R. E. Post-stroke depression: A review. American Journal of Psychiatry. 173 (3), 221-231 (2016).
- Faraji, J., et al. Sex-specific stress and biobehavioral responses to human experimenters in rats. Frontiers in Neuroscience. 16, 965500(2022).
Przedruki i uprawnienia
