Kompensacyjne użytkowanie kończyn i behawioralna ocena uczenia się umiejętności motorycznych po urazie kory sensomotorycznej w mysim modelu udaru niedokrwiennego

Ogólnym celem niniejszej procedury jest ocena efektów behawioralnych kompensacyjnego wykorzystania kończyny w mysim modelu udaru. Jest to realizowane poprzez wstępne określenie preferowanej kończyny do sięgania, co osiąga się, umożliwiając myszom sięganie dowolną kończyną podczas procedur kształtowania zachowań. Drugim krokiem jest wykształcenie umiejętności motorycznej poprzez trenowanie wyłącznie preferowanej kończyny w zadaniu sięgania po makaron na matrycy.

Kolejno uczono kompensacyjnego wykorzystania kończyny poprzez trenowanie myszy w używaniu mniej dotkniętej kończyny na macierzy z makaronu. Zadanie sięgania rozpoczęto cztery dni po jednostronnym niedokrwieniu po stronie przeciwnej do preferowanej kończyny sięgającej. Ostatnim krokiem była ocena wpływu treningu mniej dotkniętej kończyny na wynik funkcjonalny kończyny dotkniętej udarem.

W końcowym rozrachunku upośledzenie funkcji kończyny dotkniętej udarem przejawia się spadkiem liczby udanych prób sięgania w ciągu kilku dni testów. Metoda ta może pomóc w uzyskaniu odpowiedzi na kluczowe pytania w podstawowych badaniach nad udarem, w tym na pytanie, jaki jest wpływ interwencji behawioralnych na wyniki funkcjonalne. Zazwyczaj osoby rozpoczynające pracę z tą metodą napotykają trudności ze względu na czas i cierpliwość wymagane do nauczenia myszy tego wysoce wyspecjalizowanego zadania.

Zaletą jest to, że czułość tego testu przewyższa czułość innych testów sensoryczno-motorycznych. U myszy. Procedurę rozpoczyna się od pocięcia kawałków niegotowanego makaronu CAPI za pomocą żyletki.

Następnie umieść kawałki makaronu w matrycy do makaronu. Oswajaj mysz z komorą testową przez trzy sesje po 5 do 10 minut każda, z pełną matrycą do makaronu umieszczoną z przodu oraz kilkoma kawałkami makaronu na dnie do spożycia, aby ukształtować zachowanie sięgania. Umieść mysz w komorze testowej z pełną matrycą do makaronu przed nią, analogicznie do treningu habituacji.

Zapisz liczbę prób sięgnięcia każdą kończyną, odnotowując oddzielnie liczbę prób wykonanych kończyną prawą i lewą. Próbę sięgnięcia definiuje się jako wysunięcie kończyny przez otwór, tak aby nadgarstek przekroczył płaszczyznę komory, sprawiając, że cztery palce stają się widoczne poza komorą. Podczas sesji kształtowania nie jest wymagane, aby próba sięgnięcia była skierowana w stronę makaronu lub miała z nim kontakt.

Ogranicz liczbę prób myszy do maksymalnie 10 wysięgnień lub 10 minut przebywania w komorze, w zależności od tego, co nastąpi pierwsze. Najpierw, aby zachęcić mysz do wysięgania, przytrzymaj kilka kawałków makaronu tuż wewnątrz komory, za otworem do wysięgania.

Odsuwaj kawałki makaronu w momencie, gdy mysz wykaże zainteresowanie, np. poprzez wąchanie lub gryzienie, zachęcając ją tym samym do sięgania po wycofujące się kawałki. Jeśli myszy nie wykażą zainteresowania suchym makaronem, zanurz końce kawałków makaronu w małym kubku z ciepłą wodą, aby stały się bardziej smakowite. Sesje kształtowania służą również do określenia preferencji kończyn.

Gdy mysz wykonuje minimum 70% dziennych prób sięgania jedną kończyną, kończynę tę definiuje się jako kończynę preferowaną. Umieść mysz w komorze testowej z wypełnioną do połowy matrycą z przodu. Wytrenuj mysz, aby sięgała wyłącznie preferowaną kończyną, wypełniając tylko tę stronę matrycy, która znajduje się po stronie przeciwległej do kończyny preferowanej.

Podczas tej fazy treningu pozostaw niezapełnioną część matrycy odpowiadającą kończynie mniej dotkniętej uszkodzeniem, aby zniechęcić mysz do prób sięgania tą kończyną. Przeprowadzaj sesje treningu sięgania raz dziennie, trwające 15 minut lub obejmujące 100 prób, aby pomóc myszy skutecznie nauczyć się celowania i wyciągania kawałków makaronu. Podczas wczesnych sesji treningowych wywieraj lekki nacisk na kawałki makaronu znajdujące się w matrycy, lekko przytrzymując inny kawałek makaronu z tyłu i prostopadle do zamierzonego celu sięgania.

Ta niewielka ilość podparcia pomaga ustabilizować cienki makaron i ułatwia myszy jego chwycenie. Poprawne wykonanie zadania wymaga, aby mysz sięgnęła przez otwór, chwyciła kawałek makaronu, odłamała go i usunęła z matrycy.

Zarejestruj całkowitą liczbę prób sięgania, maksymalnie do 100, a także liczbę i lokalizację pomyślnie przełamanych kawałków makaronu. W tej procedurze trenuj kończynę mniej dotkniętą uszkodzeniem, zaczynając cztery dni po niedokrwieniu kory ruchowej przeciwległej do preferowanej kończyny sięgającej.

Podobnie jak w przypadku treningu sięgania przedoperacyjnego, przeprowadzać sesje treningowe trwające 15 minut lub obejmujące 100 prób sięgania raz dziennie. W pierwszym tygodniu treningu kończyny mniej dotkniętej uszkodzeniem usunąć pierwszy rząd makaronu. Aby upewnić się, że wczesne próby sięgania kończyną dotkniętą uszkodzeniem nie zakończą się sukcesem, umieścić mysz w komorze do sięgania przed macierzą wypełnioną połowicznie.

Należy upewnić się, że wypełniona połowa matrycy znajduje się po przeciwnej stronie niż wypełniona połowa przed operacją, co zmusi mysz do sięgania teraz mniej dotkniętą kończyną. Zachęć do sięgania mniej dotkniętą kończyną, wzmacniając jej wyprost przez otwór do sięgania. Gdy mysz wyprostuje mniej dotkniętą kończynę w ciągu pierwszych kilku dni treningu, umieść mały kawałek makaronu na dnie komory do sięgania.

Niezależnie od tego, czy próba sięgnięcia zakończyła się sukcesem, do całkowitej liczby 100 prób wliczajcie tylko te wykonane kończyną mniej dotkniętą. Nie wliczajcie do łącznej liczby prób nieumyślnych prób wykonanych kończyną dotkniętą. Następnie zwróćcie najbardziej przyśrodkową pionową kolumnę makaronu do matrycy. Po pierwszych siedmiu dniach treningu kończyny mniej dotkniętej odnotujcie całkowitą liczbę prób oraz liczbę i lokalizację skutecznie złamanych kawałków makaronu, aby określić wpływ kompensacyjnego wykorzystania kończyny mniej dotkniętej na funkcjonalny powrót sprawności kończyny dotkniętej udarem.

Przetestuj sprawność dotkniętej kończyny w teście PMRT. Po treningu kończyny mniej dotkniętej ustaw matrycę przed komorą w orientacji identycznej jak w procedurach treningu przedoperacyjnego.

Zmusi to myszy do sięgania po pokarm kończyną dotkniętą udarem; należy zarejestrować całkowitą liczbę prób sięgania oraz liczbę i lokalizację skutecznie przełamanych kawałków makaronu, aby porównać te wyniki z poziomem sprawności sprzed udaru. Przedstawiono tutaj reprezentatywne wzorce sięgania kończyną dotkniętą u myszy przed i po jednostronnym niedokrwiennym uszkodzeniu kory sensoryczno-motorycznej po stronie przeciwnej do kończyny preferowanej. Określenie anterior oznacza kawałki makaronu znajdujące się coraz dalej przed myszą, natomiast lateral oznacza kawałki makaronu znajdujące się coraz bardziej z boku myszy.

Przedstawiono tutaj reprezentatywne zmiany wzorców kończyny dotkniętej uszkodzeniem w ciągu dni treningu pooperacyjnego. Wykres ten pokazuje reprezentatywny przykład tego, jak trening kończyny mniej dotkniętej uszkodzeniem wpływa na sprawność kończyny dotkniętej uszkodzeniem podczas treningu PMRT kończyny mniej dotkniętej uszkodzeniem przez 15 dni po jednostronnym niedokrwiennym uszkodzeniu kory sensoryczno-motorycznej, co upośledza wynik funkcjonalny kończyny dotkniętej uszkodzeniem i utrudnia pomyślną rekonwalescencję. Podczas wykonywania tej procedury ważne jest, aby unikać przetrenowania myszy w fazie kształtowania, nie pozwalając im na zbyt wiele powtórzeń.

W przeciwnym razie krzywa uczenia się nie będzie dokładnie odzwierciedlać wczesnego etapu nauki w tym teście. Postępując zgodnie z tą procedurą. Inne metody, w tym immunohistochemia, mapowanie kory oraz obrazowanie in vivo, mogą zostać wykorzystane do zbadania innych kwestii dotyczących wpływu interwencji behawioralnych na neuroanatomię.