Avaliando a Prehension qualificada em camundongos usando um instrutor automático

Summary

Método para avaliar o impacto do treinamento em habilidades motoras é uma ferramenta útil. Infelizmente, a maioria das avaliações comportamentais pode ser trabalhosa e/ou dispendiosa. Nós descrevemos aqui um método robótico de avaliar a habilidade do preensão (alcance-à-preensão) nos ratos.

Abstract

Nós descrevemos um método para introduzir ratos ingênuos a uma tarefa nova do preensão (alcance-à-preensão). Os ratos são alojados isoladamente em gaiolas com um slot frontal que permite que o mouse para alcançar fora de sua gaiola e recuperar pelotas de alimentos. Restrição alimentar mínima é empregada para incentivar os ratos a realizar a recuperação de alimentos a partir do slot. Como os ratos começam a associar vindo ao slot para o alimento, as pelotas são puxadas manualmente afastado para estimular a extensão e a pronação de sua pata para agarrar e recuperar a pelota através da ranhura frontal. Quando os ratos começam a chegar para as pelotas como eles chegam ao slot, o ensaio comportamental pode ser realizada através da medição da taxa em que eles agarram com sucesso e recuperar o pellet desejado. São introduzidos então a um auto-instrutor que automatiza o processo de fornecer pelotas do alimento para que o rato agarre, e a gravação de tentativas bem sucedidas e falhadas do alcance e do agarramento. Isso permite a coleta de dados de alcance para múltiplos camundongos com esforço mínimo, a ser utilizado na análise experimental, conforme apropriado.

Introduction

Métodos para testar experimentalmente uma habilidade motora pré e pós-lesão neurológica, bem como modulam o tempo, quantidade e tipo de treinamento motor são importantes para a pesquisa translacional. Ao longo da última década, os camundongos, por causa da facilidade de manipulação genética, tornaram-se um sistema de modelo popular para elucidar os mecanismos de aprendizagem motora pré e pós-lesão. No entanto, os ensaios comportamentais em camundongos não foram otimizados da mesma forma que tais ensaios foram para outros mamíferos (especialmente ratos). Além disso, há diferenças importantes entre o comportamento de um rato e um rato que sugerem fortemente treinar as d....

Protocol

Todos os métodos aqui descritos foram aprovados pelo ACUC (Comitê de cuidados e uso de animais) da Universidade Johns Hopkins.

1. preparando gaiolas do rato para o uso

1. Criar uma abertura com fenda com dimensões de 0,8 cm de largura e 7 cm de altura a partir da base na extremidade dianteira de cada gaiola, como ilustrado na Figura 1. Este slot serve como a abertura através da qual o animal vai chegar.
   Nota: o instrutor automático foi projetado para o uso com as dimensões padrão da gaiola do rato (como mostrado na Figura 1) fornecida pela maioria de vendedores da fonte d....

Results

Em geral, é recomendável que cada sessão de treinamento consista em cerca de 20-30 tentativas, que podem ser definidas pelo usuário, executadas automaticamente pelo instrutor automático e salvas em um único arquivo de log por sessão e mouse. Cada teste pode ser executado consecutivamente, logo após o outro, com 2-5 s de pausa. Os ratos treinados no auto-instrutor exibem um aumento na habilidade sobre 10 sessões de treinamento.

P.......

Discussion

Nosso auto-instrutor avalia o alcance-à-preensão do membro torácico (prehension) em uma maneira automatizada. Para atingir esse EndPoint, muitos dos parâmetros projetados para a tarefa de preensão do mouse, incluindo a colocação da pelota, o tamanho da pelota e os critérios de treinamento, foram iterados ao longo de vários anos e adaptados de protocolos anteriores^{2,5 ,6}. O avanço aqui é a automação da tarefa usando um robô que .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Filamento ABS	Personalizado Impresso em 3D N	/ A	utilizado para porta-pellets, estrutura, braço e funil
Folha ABS	McMaster-Carr	8586K581	3/8 "de espessura; usado para componentes de plataforma, posicionamento de guias de suporte e base
Adruino Mini	Adruino	A000087	versão nano também compatível, bem como outros microcontroladores semelhantes
Suporte de Posicionamento	McMaster-Carr	9967T43	Capacidade de carga de 35 lbs.
Tubo Redondo de Acrílico Transparente	McMaster-Carr	8532K14	ID 3/8"
Baixo-Carbono  Fio de Aço	McMaster-Carr	8855K14	0.148"  Dispensador
Pellets	de diâmetro Lafayette Instrument: Neuroscience	80209-45	com roda de tamanho de pellet intercambiável de 45 mg e suporte opcional
Photointerrupter Breakout Board	SparkFun	BOB-09322 ROHS	projetado para Sharp GP1A57HRJ00F
Sensor de Objeto Reflexivo	Fairchild Semiconductor	QRD1113	saída de fototransistor
Servo Motor	SparkFun	S8213	engrenagem de metal genérico (tamanho micro)
Fotointerruptor Transmissivo	Sharp	GP1A57HRJ00F	gap: 10 mm, fenda: 1,8 mm