Name: Ocena umiejętnego chwytu u myszy za pomocą automatycznego trenażera (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-12T13:30:00.000+00:00
Duration: 5 s
Description: Poznaj automatyczną metodę oceny umiejętnego chwytu u myszy w badaniach nad odbudową funkcji motorycznych po udarze i chorobach neurodegeneracyjnych.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Urządzenie do automatycznego trenowania zostało skonstruowane przez Jasona Dunthorna, Uriego Tascha i Dana Tascha z Step Analysis, LLC, z pomocą techniczną i instrukcjami dostarczonymi przez Roberta Hubbarda, Richarda O'Briena i Stevena Zeilera.
Teresa Duarte z Centrum Nieznanego w Champalimaud dostarczyła cennych spostrzeżeń i pomysłów na temat opisywania i kategoryzowania działań związanych z docieraniem myszy.

Wszystkie opisane tutaj metody zostały zatwierdzone przez ACUC (Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania) Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa.
1. Przygotowanie klatek dla myszy do użycia
<ol>
	<li>Utwórz otwór szczelinowy o wymiarach 0,8 cm szerokości i 7 cm wysokości od podstawy na przednim końcu każdej klatki, jak pokazano w Rysunek 1. Ta szczelina służy jako otwór, przez który zwierzę dotrze . 
	UWAGA: Automatyczny trenażer został zaprojektowany do użytku ze standardowymi wymiarami klatki dla myszy (jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 1) dostarczanych przez większość dostawców materiałów do badań na zwierzętach. Co więcej, autotrenażer z łatwością obsłuży inne typy klatek.</li>
	<li>Wewnątrz każdej pojedynczej klatki dodaj platformę przylegającą do szczeliny, aby myszy mogły stać i dotrzeć do prezentowanych granulek. Upewnij się, że platforma znajduje się nad podłogą klatki, na wysokości około 3 cm. Użyj szalek Petriego przymocowanych klejem Superglue i przykrytych blachą o wymiarach około 10 cm x 15 cm, jednak wystarczy dowolna płaska powierzchnia wystarczająco duża, aby mogła się z niej oprzeć.</li>
	<li>Utwórz pionowe nacięcie przez środek przodu klatki o wymiarach 0,8 cm szerokości i 7 cm wysokości, które pozwoli myszy wyciągnąć łapę z klatki.</li>
	<li>Z cienkiego arkusza metalu (o grubości około 2 mm) należy pociąć bramę klatki na prostokąty o wymiarach 5 cm x 10 cm, które mają służyć jako jednolity otwór, przez który zwierzę ma dotrzeć. 
	UWAGA: Myszy mogą gryźć plastikowe klatki, które zmieniłyby rozmiar otworu. Mysz dotrze przez tę szczelinę o długości 0,8 cm, gdy metalowa bramka klatki zostanie umieszczona nad szczelinowym otworem klatki podczas testowania za pomocą taśmy, zachowując efektywną szerokość szczeliny między klatkami.</li>
	<li>Zakryj szczelinę każdej klatki taśmą, gdy mysz nie jest testowana, aby zapobiec wydaleniu śmieci z klatki.</li>
</ol>
2. Wprowadzenie myszy do ruchu sięgania
<ol>
	<li>Zapisz początkową wagę każdej myszy i oblicz 85% tej wartości, aby znaleźć ich wagę docelową, zaokrąglając do 20 g, jeśli wynik jest mniejszy. Daj im reżim żywienia, do którego je przyprowadzą, a następnie utrzymuj tę docelową wagę.
	<ol>
		<li>Pierwszego dnia należy podać każdej myszy 2,5 g granulatu, a zmiany w ich wadze zanotować 24 godziny później. 
		UWAGA: Waż myszy raz dziennie i spodziewaj się spadku masy ciała o 0,25-1 g dziennie.</li>
		<li>Zmieniaj dzienną karmę każdej myszy zgodnie z wymaganiami, w oparciu o tę początkową zmianę i bieżące zmiany wagi każdej myszy, aby wywołać stopniową utratę wagi (mniej niż 0,8 g utraconej dziennie), a następnie utrzymać wynikową wagę docelową. Wahaj się od trzech do sześciu granulek 500 mg (1,5 do 3,0 g) dziennie, aby były skuteczne. 
		UWAGA: Myszy pozostają na tej diecie, aby utrzymać swoją docelową wagę przez cały czas trwania protokołu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Kiedy mysz osiągnie swoją docelową wagę, zapoznaj każdą mysz z koncepcją zbliżania się do bramkowanego gniazda po dodatkową kulkę pokarmową. Rozpocznij sesję treningową, umieszczając granulkę 45 mg na powierzchni granulki, bezpośrednio przed gniazdem i pozwól każdej myszy ją odzyskać. Większość myszy przyzwyczai się do tego układu karmienia w ciągu 1-2 dni.</li>
	<li>Gdy mysz skojarzy otwartą szczelinę z karmieniem, zachęć ją do sięgania łapą, a nie ustami. 
	UWAGA: Jest to najbardziej złożony krok, trwający 1-2 dni, a omyłkowe zaszczepienie myszom zachowań przynoszących efekt przeciwny do zamierzonego jest bardzo łatwe; Zapoznaj się z sekcją Dyskusja, aby uzyskać więcej informacji i porad.
	<ol>
		<li>Za pomocą pęsety przytrzymaj śrut w tej samej pozycji, w której wcześniej mysz pobierała kulki. Gdy mysz zacznie gryźć śrut, odciągnij go na około pół centymetra, tak aby śrut był poza zasięgiem jej pyska. 
		UWAGA: Mysz o docelowej wadze będzie próbowała odzyskać kulkę, która jest poza zasięgiem. Za każdym razem, gdy mysz wysuwa łapę przez szczelinę, wzmocnij to zachowanie, pozwalając jej zjeść granulkę. Niektóre myszy mogą preferować jedną łapę nad drugą, gdy wyciągają się po jedzenie.</li>
		<li>Chociaż nie jest to instrumentalne w eksperymentach, zapisz, czy preferowana jest lewa, czy prawa łapa. Może to potencjalnie pozwolić na wyższe ogólne wskaźniki sukcesu w teście behawioralnym; Alternatywnie, wyeliminuj zmienną, zmuszając każdą mysz do sięgania tą samą łapą. 
		UWAGA: Lepsze wyniki uzyskuje się, jeśli myszy używają preferowanej łapy.</li>
		<li>Ponieważ każda mysz kojarzy wyciąganie łapy z jedzeniem wypluwki, dodatkowo wzmocnij to zachowanie, powstrzymując wypluwkę w odpowiedzi na próby odzyskania wypluwki ustami i językiem. Myszy zaczną przestrzegać tego układu w ciągu 2 do 3 dni.</li>
		<li>Zakończ wprowadzanie pożądanego zachowania sięgania łapą, umieszczając 45 mg granulki nieco poniżej 1 cm od zewnętrznej krawędzi bramki klatki, tak aby najbardziej wysunięty na lewo lub na prawo punkt śrutu (niezależnie od tego, czy znajduje się odpowiednio po prawej, czy po lewej stronie szczeliny klatki z perspektywy badacza) był styczny do linii wychodzącej prosto z krawędzi szczeliny bramki klatki. Pozwól myszy na próbę odzyskania kulki, zachowując czujność, aby usunąć kulkę i zapobiec jej spożyciu, jeśli mysz spróbuje użyć innej metody niż przedłużenie łapy. 
		UWAGA: Gdy mysz konsekwentnie wysuwa łapę, aby ją złapać i jest w stanie dotknąć dostarczonej kulki, jest ona gotowa do testowania za pomocą opisanego poniżej automatycznego trenera i powiązanego testu behawioralnego. Czas od naiwnego wprowadzenia do przygotowania będzie różny u myszy; Jeśli są maruderzy, których zrozumienie zajmuje więcej niż dwa tygodnie, należy ich wykluczyć ze zbioru danych.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Korzystanie z auto-trenera
UWAGA: Zobacz Rysunek 1-3 oraz sekcję dyskusji, aby uzyskać pełny opis sprzętu, oprogramowania i fizycznych działań auto-trenażera.
<ol>
	<li>Przygotuj się do sesji treningowej.
	<ol>
		<li>Skalibruj czujnik granulatu przynęty. Kliknij strzałkę Uruchom w interfejsie LabVIEW i zanotuj odczyt czujnika pelletu przynęty zarówno z założonym pelletem, jak i bez niego. Kliknij przycisk Stop, aby zatrzymać ten przebieg testowy i zmienić cel czujnika granulek przynęty na wartość między tymi dwoma odczytami (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 3 i Tabela 2). Większość warunków oświetleniowych zapewnia odczyt od 1 do 4.</li>
		<li>Umieść zmodyfikowaną klatkę myszy na autotrenażerze (<silna klasa="xfig">Rysunek 2). Przymocuj bramkę klatki ( <silna klasa = "xfig" > Rysunek 1) i wyrównaj granulkę do krawędzi szczeliny, jak w procedurze ręcznej.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Uruchom sesję treningową myszy za pomocą interfejsu LabVIEW.
	<ol>
		<li>Wprowadź informacje wymagane do zapisania danych o sesji treningowej (Rysunek 3 i Tabela 2).
		<ol>
			<li>Kliknij pole Identyfikator myszy i wpisz nazwę pliku każdej sesji treningowej za pomocą klawiatury komputera.</li>
			<li>Kliknij pole Całkowita ilość granulek do dozowania podczas rutyny, aby kontrolować, ile granulek jest dozowanych w jednym eksperymencie (zwykle 20 - 30). Aby to zrobić, kliknij strzałki w górę i w dół lub wprowadź liczbę za pomocą klawiatury komputera.</li>
			<li>Kliknij pole Pauza po numerze kulki, aby ustawić 5-sekundową pauzę po usunięciu wskazanego pelletu z trampoliny. Aby to zrobić, kliknij strzałki w górę i w dół lub wprowadź liczbę za pomocą klawiatury komputera.</li>
			<li>Kliknij pole Długość pauzy, aby ustawić przerwę między momentem wyjęcia granulki z trampoliny a momentem wydania nowej kulki. Aby to zrobić, kliknij strzałki w górę i w dół lub wprowadź numer za pomocą klawiatury komputera 
			UWAGA: Zwykle 1 s to odpowiedni czas pauzy. Jeśli myszy są niespokojne po wydaniu każdej granulki, zaleca się wydłużenie długości pauzy za pomocą pola Długość pauzy do 5 s.</li>
			<li>Ręcznie zapisz odległość, w której kulka jest umieszczana w polu Odległość zasięgu. Aby to zrobić, kliknij strzałki w górę i w dół lub wprowadź numer za pomocą klawiatury komputera 
			UWAGA: Rozmiar tablic przyspieszenia i czasu jest uwidoczniony do celów debugowania i może zostać zignorowany.</li>
			<li>Kliknij pole Folder zawierający dzienniki, aby wybrać lokalizację pliku, w którym mają zostać zapisane zebrane dane.</li>
			<li>Po wypełnieniu pól informacyjnych kliknij przycisk Uruchom, aby rozpocząć sesję treningową. Automatyczny trenażer będzie dozował pojedyncze granulki i śledził, czy wpadną one przez lejek, aż całkowita liczba granulek zostanie wydana, a ostatnia kulka zostanie pobrana lub upuszczona przez mysz. W tym momencie program zatrzyma się automatycznie. W razie potrzeby można go również zatrzymać przedwcześnie, klikając przycisk Zatrzymaj.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>Po skonfigurowaniu oprogramowania umieść klatkę domową myszy, która ma być testowana, na cokole i obserwuj mysz, aby móc ocenić, czy mysz rzeczywiście nauczyła się próbować wymaganego nowego zachowania sięgania. Po kliknięciu przycisku Uruchom pozwól myszce zbadać slot i jego nowe, nieznane otoczenie. 
		UWAGA: Podobnie jak w przypadku wprowadzania myszy do koncepcji sięgania, spodziewaj się, że niektóre myszy będą bardziej posłuszne niż inne. Myszy, które zrozumiały tę koncepcję, powinny starać się dotrzeć w ciągu 5-10 minut i będą kojarzyć ruch autotrenażera z prezentowanym wypluwką, tak jak wtedy, gdy kojarzą odkrytą szczelinę z jedzeniem w początkowych etapach tego protokołu.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+endpoint%2C+descriptive%2C+and+kinematic+comparison+of+skilled+reaching+in+mice+%28mus+musculus%29+with+rats+%28rattus+norvegicus%29%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">An endpoint, descriptive, and kinematic comparison of skilled reaching in mice (mus musculus) with rats (rattus norvegicus).</a> Behavior Brain Research. 78, 101-111 (1996).</li>
<li>Farr, T. D., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+and+qualitative+impairments+in+skilled+reaching+in+the+mouse+%28mus+musculus%29+after+a+focal+motor+cortex+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Quantitative and qualitative impairments in skilled reaching in the mouse (mus musculus) after a focal motor cortex stroke.</a> Stroke. 33, 1869-1875 (2002).</li>
<li>Zeiler, S. R., Krakauer, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interaction+between+training+and+plasticity+in+the+poststroke+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Neurology%22%5BJournal%5D)">The interaction between training and plasticity in the poststroke brain.</a> Current Opinion in Neurology. 26, 609-616 (2013).</li>
<li>Klein, A., Sacrey, L. A., Whishaw, I. Q., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+rodent+skilled+reaching+as+a+translational+model+for+investigating+brain+damage+and+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience+and+Biobehavioral+Reviews%22%5BJournal%5D)">The use of rodent skilled reaching as a translational model for investigating brain damage and disease.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 36, 1030-1042 (2012).</li>
<li>Zeiler, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Medial+premotor+cortex+shows+a+reduction+in+inhibitory+markers+and+mediates+recovery+in+a+mouse+model+of+focal+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Medial premotor cortex shows a reduction in inhibitory markers and mediates recovery in a mouse model of focal stroke.</a> Stroke. 44, 483-489 (2013).</li>
<li>Becker, A. M., Meyers, E., Sloan, A., Rennaker, R., Kilgard, M., Goldberg, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+task+for+the+training+and+assessment+of+distal+forelimb+function+in+a+mouse+model+of+ischemic+stroke%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">An automated task for the training and assessment of distal forelimb function in a mouse model of ischemic stroke.</a> Journal of Neuroscience Methods. 258, 16-23 (2016).</li>
<li>Bruinsma, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+automated+home-cage-based+5-choice+serial+reaction+time+task+for+rapid+assessment+of+attention+and+impulsivity+in+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">An automated home-cage-based 5-choice serial reaction time task for rapid assessment of attention and impulsivity in rats.</a> Psychopharmacology. , 1-12 (2019).</li>
<li>Francis, N. A., Kanold, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+operant+conditioning+in+the+mouse+home+cage%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">Automated operant conditioning in the mouse home cage.</a> Frontiers in Neural Circuits. 11 (10), (2017).</li>
<li>Balcombe, J. P., Barnard, N. D., Sandusky, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Laboratory+routines+cause+animal+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Contemporary+Topics+in+Laboratory+Animal+Science%22%5BJournal%5D)">Laboratory routines cause animal stress.</a> Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 43, 42-51 (2004).</li>
<li>Fenrich, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+single+pellet+grasping+using+automated+ad+libitum+full-time+training+robot%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Improved single pellet grasping using automated ad libitum full-time training robot.</a> Behavior Brain Research. 281, 137-148 (2015).</li>
<li>Ng, K. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fluoxetine+maintains+a+state+of+heightened+responsiveness+to+motor+training+early+after+stroke+in+a+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Stroke%22%5BJournal%5D)">Fluoxetine maintains a state of heightened responsiveness to motor training early after stroke in a mouse model.</a> Stroke. 46 (10), 2951-2960 (2015).</li>
<li>Whishaw, I. Q., Suchowersky, O., Davis, L., Sarna, J., Metz, G. A., Pellis, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impairment+of+pronation%2C+supination%2C+and+body+co-ordination+in+reach-to-grasp+tasks+in+human+parkinson%27s+disease+%28pd%29+reveals+homology+to+deficits+in+animal+models%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Impairment of pronation, supination, and body co-ordination in reach-to-grasp tasks in human parkinson's disease (pd) reveals homology to deficits in animal models.</a> Behavior Brain Research. 133, 165-176 (2002).</li>
<li>Dobrossy, M. D., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+environment+and+experience+on+neural+grafts%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Review+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The influence of environment and experience on neural grafts.</a> Nature Review Neuroscience. 2, 871-879 (2001).</li>
<li>Alaverdashvili, M., Foroud, A., Lim, D. H., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((%26%2334%3BLearned+baduse%26%2334%3B+limits+recovery+of+skilled+reaching+for+food+after+forelimb+motor+cortex+stroke+in+rats%3A+A+new+analysis+of+the+effect+of+gestures+on+success%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">&#34;Learned baduse&#34; limits recovery of skilled reaching for food after forelimb motor cortex stroke in rats: A new analysis of the effect of gestures on success.</a> Behavior Brain Research. 188, 281-290 (2008).</li>
</ol>

Dan Tasch i Uri Tasch z firmy Step Analysis, LLC wyprodukowali autotrenażer za opłatą od Richarda J. O'Briena i Stevena R. Zeilera.

Nasz autotrener ocenia zasięg kończyn przednich (chwyt) w sposób zautomatyzowany. Aby osiągnąć ten punkt końcowy, wiele parametrów zaprojektowanych dla zadania chwytania myszy, w tym rozmieszczenie granulek, rozmiar granulki i kryteria treningu, były iterowane przez kilka lat i dostosowywane do poprzednich protokołów 2,5,6. Postępem jest tutaj automatyzacja zadania za pomocą robota, który umożliwia trzymanie w klatce domowej. Tr...

Metody eksperymentalnego testowania umiejętności motorycznych przed i po urazie neurologicznym, a także modulowania czasu, ilości i rodzaju treningu motorycznego są ważne dla badań translacyjnych. W ciągu ostatniej dekady myszy, ze względu na towarzyszącą im łatwość manipulacji genetycznych, stały się popularnym systemem modelowym, w którym wyjaśniano mechanizmy uczenia się motorycznego przed i po urazie. Jednak testy behawioralne u myszy nie zostały zoptymalizowane w taki sam sposób, jak takie testy dla innych ssaków (zwłaszcza szczurów). Co więcej, istnieją istotne różnice między zachowaniem myszy i szczura, które zdecydowanie sugerują szkolenie tych dwóch gatunków w różny sposób1,2.
Umiejętne ruchy chwytne używają ręki/łapy do umieszczania jedzenia w ustach, manipulowania obiektem lub używania narzędzia. Rzeczywiście, sięganie w celu chwytania różnych przedmiotów w życiu codziennym jest podstawową funkcją kończyn górnych, a akt sięgania po jedzenie jest formą chwytania, z której korzysta wiele ssaków. Wiele genetycznych, fizjologicznych i anatomicznych zmian leżących u podstaw nabywania umiejętności chwytnych zostało dobrze zdefiniowanych w field3. Aby przełożyć wyniki przedkliniczne na wyniki kliniczne, potrzebny jest odpowiedni test, który jest skuteczny i powtarzalny. Badania nad docieraniem gryzoni i ludzi pokazują, że zachowanie związane z chwytaniem jest podobne u ludzi i zwierząt4. W związku z tym podobieństwa te sugerują, że testy prehensyjne mogą służyć jako model translacyjny do badania uczenia się motorycznego, a także upośledzeń i leczenia chorób ludzkich. W związku z tym ocena prehensu u myszy może stanowić potężne narzędzie w badaniach translacyjnych badających zarówno stan zdrowia, jak i stan chorobowy4.
Niestety, zadanie prehensu u myszy, nawet w warunkach laboratoryjnych na małą skalę, może być pracochłonne i czasochłonne. Aby złagodzić ten problem, opisujemy tutaj zautomatyzowaną wersję zadania prehension. Opisane zadanie wymaga od myszy wyciągnięcia pojedynczej łapy przez przednią szczelinę w klatce domowej myszy, pronacji wyprostowanej łapy, uchwycenia nagrody w postaci granulki pokarmu i przyciągnięcia wypluwki z powrotem do wnętrza klatki w celu spożycia. Wynikowe dane są przedstawiane jako sukces lub niepowodzenie prehension. Ta automatyzacja z powodzeniem rejestruje dane i zmniejsza obciążenie oraz czas, z jakim badacze muszą zaangażować się w zadanie.

<table><tbody><tr><td>Filament ABS</td><td>Niestandardowy druk 3D</td><td>Nie dotyczy Używany</td><td>do uchwytu na pelety, ramy, ramienia i lejka</td></tr><tr><td>Arkusz ABS</td><td>McMaster-Carr</td><td>8586K581</td><td>o grubości 3/8 "; używany do elementów platformy, prowadnic stojaków pozycjonujących i podstawy</td></tr><tr><td>Adruino Mini</td><td>Adruino</td><td>A000087</td><td>wersja nano kompatybilna również z innymi podobnymi mikrokontrolerami</td></tr><tr><td>Regulowana wysokość blatu Stojak pozycjonujący</td><td>McMaster-Carr</td><td>9967T43</td><td>35 funtów Nośność</td></tr><tr><td>Przezroczysta akrylowa okrągła rura</td><td>McMaster-Carr</td><td>8532K14</td><td>ID 3/8"</td></tr><tr><td>Niskowęglowa&nbsp; Drut stalowy</td><td>McMaster-Carr</td><td>8855K14</td><td>0,148"&nbsp; średnica</td></tr><tr><td>Dozownik pelletu</td><td>Instrument Lafayette: Neuroscience</td><td>80209-45</td><td>z wymiennym kołem o rozmiarze granulek 45 mg i opcjonalnym stojakiem</td></tr><tr><td>Tablica rozdzielająca Photointerrupter&nbsp;</td><td>SparkFun</td><td>BOB-09322 ROHS</td><td>przeznaczony do</td></tr><tr><td>czujnika obiektów odblaskowych</td> Sharp GP1A57HRJ00F <td>Fairchild Semiconductor</td><td>QRD1113</td><td>wyjście fototranzystora</td></tr><tr><td>Silnik serwo</td><td>SparkFun</td><td>S8213</td><td>ogólna metalowa przekładnia (rozmiar mikro)</td></tr><tr><td>Transmisyjny fotorezystor</td><td>Ostra</td><td></td><td>szczelina GP1A57HRJ00F: 10 mm, szczelina: 1,8 mm</td></tr></tbody></table>

ocena umiejętnego chwytu u myszy za pomocą automatycznego trenażera

Evaluating Skilled Prehension in Mice Using an Auto-Trainer

Opisujemy metodę wprowadzania naiwnych myszy do nowego zadania polegającego na chwytaniu (sięganie do uchwycenia). Myszy są trzymane pojedynczo w klatkach z przednią szczeliną, która pozwala myszy sięgnąć z klatki i pobrać granulki jedzenia. Stosuje się minimalne ograniczenia żywieniowe, aby zachęcić myszy do pobierania pokarmu z gniazda. Gdy myszy zaczynają kojarzyć się z przybyciem do szczeliny po jedzenie, granulki są ręcznie odciągane, aby stymulować wyprost i pronację łapy w celu uchwycenia i odzyskania wypluwki przez przednią szczelinę. Kiedy myszy zaczynają sięgać po granulki, gdy docierają do gniazda, test behawioralny można przeprowadzić, mierząc szybkość, z jaką skutecznie chwytają i pobierają pożądaną osadę. Następnie są wprowadzane do automatycznego trenażera, który automatyzuje zarówno proces dostarczania myszi granulek pokarmu do chwytania, jak i rejestrowanie udanych i nieudanych prób sięgania i chwytania. Pozwala to na gromadzenie danych docierających do wielu myszy przy minimalnym wysiłku, które można wykorzystać w analizie eksperymentalnej w razie potrzeby.

Zasadniczo zaleca się, aby każda sesja treningowa składała się z około 20-30 prób, które mogą zostać ustawione przez użytkownika, przeprowadzone automatycznie przez auto-trainer i zapisane w jednym pliku dziennika dla każdej sesji i myszy. Każda próba może być przeprowadzana jedna po drugiej, z przerwą trwającą 2-5 s. Myszy trenowane na auto-trainerze wykazują wzrost umiejętności w ciągu 10 sesji treningowych.
Aby porównać użyte...

Metoda oceny wpływu treningu na zdolności motoryczne jest użytecznym narzędziem. Niestety, większość ocen behawioralnych może być pracochłonna i/lub kosztowna. Opisujemy tutaj robotyczną metodę oceny umiejętności chwytania (sięgania do chwytania) u myszy.

Ocena umiejętnego chwytu u myszy za pomocą automatycznego trenażera

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that ...

Nasza technologia automatyzuje skomplikowaną analizę behawioralną, która może zaoszczędzić czas i służyć jako punkt wyjścia dla wielu różnych rodzajów badań. W naszej technice zadanie i nagroda to to samo. Nie ma rozdźwięku między wykonaniem niejasnego zadania, być może niepoprawnie, a otrzymaniem nagrody.Modele zwierzęce dają możliwość testowania podejść do poprawy powrotu do zdrowia po urazie neurologicznym. Na przykład w moim laboratorium testujemy podejścia mające na celu zwiększenie rekonwalescencji po udarze, ponieważ istnieje pilna potrzeba opracowania nowych, innowacyjnych podejść do rehabilitacji po udarze. Oprócz udaru, nasz autotrener może być przydatny do badania uczenia się motorycznego przed urazem, a także w modelach choroby Parkinsona, Alzheimera lub urazowego uszkodzenia mózgu.Gdy mysz osiągnie swoją docelową wagę, rozpocznij sesję treningową, umieszczając 45-miligramowy granulek na powierzchni kulki bezpośrednio przed gniazdem i pozwól myszy odzyskać kulkę. Kiedy mysz skojarzy otwarte miejsce z karmieniem, użyj pęsety, aby przytrzymać kulkę w tej samej pozycji, w której mysz wcześniej pobrała granulki. Gdy mysz zacznie gryźć wypluwkę, odciągnij ją na około pół centymetra, tak aby kulka była poza zasięgiem pyska.Kiedy mysz wysuwa łapę przez szczelinę, wzmocnij zachowanie, pozwalając myszy zjeść granulkę. Chociaż nie jest to instrumentalne w eksperymentach, zapisz, czy preferowana jest lewa, czy prawa łapa. Ponieważ mysz kojarzy wysuwanie łapy z jedzeniem wypluwki, dodatkowo wzmocnij zachowanie, powstrzymując wypluwkę w odpowiedzi na próby odzyskania wypluwki ustami i językiem.Uważaj, aby powstrzymać myszy przed pomyślnym zdobyciem granulki bez użycia łapy, w przeciwnym razie nauczą się złych nawyków, których trudno się oduczyć. Zakończ wprowadzanie pożądanego zachowania sięgania łapą, umieszczając 45-miligramowy granulat nieco poniżej jednego centymetra od zewnętrznej krawędzi bramki klatki, tak aby lewy lub prawy najbardziej wysunięty punkt śrutu był styczny do linii wychodzącej prosto z krawędzi szczeliny bramki klatki. Następnie pozwól myszy spróbować odzyskać kulkę, zachowując czujność, aby usunąć kulkę i zapobiec jej spożyciu, jeśli mysz spróbuje odzyskać ją inną metodą niż przedłużenie łapy.Przed rozpoczęciem sesji treningowej kliknij strzałkę Uruchom w interfejsie LabVIEW automatycznego trenażera i zanotuj odczyt czujnika pelletu przynęty, zarówno z założonym pelletem, jak i bez. Kliknij przycisk Zatrzymaj, aby zatrzymać przebieg testowy i zmienić docelowy czujnik granulatu przynęty na wartość między tymi dwoma odczytami. Umieść zmodyfikowaną klatkę myszy na autotrenażerze i przymocuj bramkę klatki.Następnie wyrównaj granulkę do krawędzi szczeliny, tak jak w procedurze ręcznej, i otwórz nową sesję treningową w interfejsie LabVIEW. Wprowadź informacje wymagane do zarejestrowania danych dotyczących sesji treningowej i kliknij pole Identyfikator myszy, aby wprowadzić nazwę pliku każdej sesji treningowej. Kliknij pole Całkowita ilość granulek do dozowania podczas rutyny, aby kontrolować, ile granulek jest dozowanych w jednym eksperymencie.Kliknij pole Pause After Pellet Number, aby ustawić pięciosekundową pauzę po wyjęciu wskazanego pelletu z trampoliny, a następnie kliknij pole Pause Length (Długość pauzy), aby ustawić pauzę między momentem wyjęcia pelletu z trampoliny a czasem wydania nowego pelletu. Ustaw autotrenażer tak, aby ręcznie rejestrował odległość, na której kulka jest umieszczana w polu Odległość zasięgu, a następnie kliknij pole Folder zawierający dzienniki, aby wybrać lokalizację pliku, w którym chcesz zapisać zebrane dane. Po wypełnieniu pól informacyjnych kliknij przycisk Uruchom, aby rozpocząć sesję treningową.Automatyczny trenażer będzie dozował poszczególne granulki i śledził, czy wpadną one przez lejek, aż całkowita liczba kulek zostanie wydana, a ostatnia kulka zostanie pobrana lub upuszczona przez mysz. W tym momencie program zatrzyma się automatycznie. W razie potrzeby można go również zatrzymać przedwcześnie, klikając przycisk Zatrzymaj.Po skonfigurowaniu oprogramowania umieść klatkę domową myszy, która ma być testowana, na cokole i kliknij Uruchom, aby umożliwić myszy zbadanie gniazda i jego nowego, nieznanego otoczenia. Myszy trenowane z autotrenażerem nauczyły się zadania chwytania i wykazują wyraźny wzrost umiejętności motorycznych. Ten wzrost umiejętności jest podobny do obserwowanego w przypadku, gdy zwierzę jest szkolone ręcznie bez użycia automatycznego trenera.Upewnij się, że myszy używają łap. Jeśli pozwolisz im myśleć, że po prostu pozwalasz im jeść, nie sięgną po ciebie. Uraz może być wywołany w dowolnej części ścieżki motorycznej, aby określić, jaki wpływ ma zmiana na sprawność motoryczną i jak zachęcić do powrotu do zdrowia po tej zmianie.

evaluating-skilled-prehension-in-mice-using-an-auto-trainer

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Wytrwała praktyka poprawia precyzję skoordynowanych ruchów. Tutaj wprowadzamy zadanie sięgania pojedynczymi kulkami, które ma na celu ocenę uczenia się i zapamiętywania umiejętności kończyn przednich u myszy.

Badaj uczenie się umiejętności motorycznych poprzez zadania sięgania pojedynczymi granulkami u myszy

Modele mysie stają się coraz bardziej popularne w badaniach neuronauki behawioralnej.  Wraz z postępem modeli ważne jest, aby opracowywać czułe miary behawioralne specyficzne dla myszy.  Protokół ten opisuje Zadanie Sięgania Matrycy Makaronu, które jest wykwalifikowanym zadaniem motorycznym do stosowania w mysich modelach udaru.

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

Paradygmat jest prezentowany w celu analizy nabywania u szczurów umiejętności sięgania kończynami przednimi do bardzo precyzyjnego dosięgnięcia.

Zdobycie wysoce precyzyjnego zadania dosięgania kończyn przednich u szczurów

Przedstawiono paradygmat do treningu i analizy zautomatyzowanego zadania umiejętnego sięgania u szczurów. Analiza prób ciągnięcia ujawnia wyraźne podprocesy uczenia się motorycznego.

Badanie procesów uczenia się umiejętności motorycznych za pomocą manipulandum robotycznego

Opracowanie nowych strategii udoskonalania dla myszy laboratoryjnych jest trudnym zadaniem, które przyczynia się do spełnienia zasady 3R. Protokół ten wprowadza trening klikerowy jako program wzbogacający funkcje poznawcze dla myszy laboratoryjnych.

Wprowadzenie treningu klikerowego jako wzbogacenia poznawczego dla myszy laboratoryjnych

Ten manuskrypt opisuje półautomatyczne zadanie, które kwantyfikuje supinację u szczurów. Szczury sięgają, chwytają i supinują kuliste manipulandum. Szczur jest nagradzany śrutem, jeśli kąt skrętu przekroczy kryterium ustawione przez użytkownika. To zadanie zwiększa przepustowość, wrażliwość na urazy i obiektywizm w porównaniu z tradycyjnymi zadaniami.

Zadanie supinacji gałki: półautomatyczna metoda oceny funkcji kończyn przednich u szczurów

Umiejętne sięganie gryzoni jest powszechnie używane do nauki zręczności, ale wymaga znacznego czasu i wysiłku do wykonania zadania i przeanalizowania zachowania. Opisujemy zautomatyzowaną wersję umiejętnego docierania ze śledzeniem ruchu i trójwymiarową rekonstrukcją trajektorii zasięgu.

Zautomatyzowane sięganie pojedynczych śruin szczura z 3-wymiarową rekonstrukcją trajektorii łap i palców

Obecny protokół opisuje, jak korzystać z bezprzewodowej optogenetyki w połączeniu z szybką wideografią w jednym zadaniu typu "sięgnij do uchwytu" w celu scharakteryzowania obwodów neuronowych zaangażowanych w realizację umiejętnego zachowania motorycznego u swobodnie poruszających się myszy.

In vivo (in vivo) Bezprzewodowa kontrola optogenetyczna wykwalifikowanych zachowań motorycznych

Ten artykuł przedstawia protokół, który pozwala na nieinwazyjną i automatyczną ocenę sprawności motorycznej, a także adaptacyjne i asocjacyjne uczenie się motoryczne w przypadku wyzwań, przy użyciu urządzenia zwanego Drabiną Erasmusa. Trudność zadania można dostosować w celu wykrycia upośledzenia motorycznego w zakresie od dużego do subtelnego stopnia.

Monitorowanie uczenia się motorycznego małego i asocjacyjnego u myszy za pomocą drabiny Erasmusa

Artykuł opisuje procedury eksperymentalne dla powszechnie używanego paradygmatu wirtualnej rzeczywistości (VR) na myszach, a także określa wykonalność wykonywania złożonych zadań VR poprzez testowanie zadania dyskryminacji sygnału w kształcie litery Y.

Procedury treningu behawioralnego dla wirtualnej rzeczywistości z głową u myszy

Obecne badanie opisuje test zachowania motorycznego do analizy deficytów motorycznych w modelach gryzoni, w tym szczura TgF344-AD, z wykorzystaniem uczenia maszynowego.

Zadanie motoryczne w celu badania kinematyki stawów w przedklinicznym modelu chorób neurodegeneracyjnych

Poznaj automatyczną metodę oceny umiejętnego chwytu u myszy w badaniach nad odbudową funkcji motorycznych po udarze i chorobach neurodegeneracyjnych.

Ocena umiejętnego chwytu u myszy za pomocą automatycznego trenażera

Przeglądaj więcej filmów