אטריה ו בדיקות Capellini טיפול: מדדים כמותיים פשוט פונקציה של מיומנות בכפו אצל חולדות ועכברים

Summary

אטריה ו בדיקות Capellini טיפול מיומנות בכפו לנצל את הנטייה הטבעית של מכרסמים לתפעל פריטי מזון באמצעות בכפו מיומן ותנועות ספרות. בעלי חיים הם צילמו בזמן הטיפול גדילים קצרים של פסטה יבשה מבושלת. השמעת וידאו בהילוך איטי מאפשרת כימות של התאמות בכפו.

Abstract

אפיונים הקודם של התנהגות אכילה מכרסם חשפו כי הם משתמשים בתנועות מתואמות בכפו כדי לתפעל פיסות מזון. יש לנו מורחבת על העבודה הזו כדי לפתח מידה כמותית פשוטה של ​​מיומנות בכפו כי הוא רגיש ליקויי lateralized וגיל תלויי שינויים. מכרסמים ללמוד בכפו מיומן ותנועות ספרות לנהל חתיכות פסטה דקה, שבו הם צורכים בשקיקה. תיארנו בעבר שיטות לכימות טיפול אטריה בחולדות הראו כי הצעדים רגישים מאוד ליקויי forelimb הנובע נגעים איסכמי חד צדדית, באמצע occlusions עורק מוחי דלדול הדופמין חד צדדית striatal [Allred, RP, אדקינס, DL, Woodlee, MT, בעלים, LC, Maldonado MA, קיין, JR, Schallert, ט & ג'ונס, מדד ת"א מבחן טיפול אטריה: מדד כמותי פשוט פונקציה של מיומנות בכפו אצל חולדות.

Protocol

1. הכנות לקראת תחילת הבדיקה

1. חתיכות פסטה מבושלת יש לחתוך לאורך בעזרת סכין גילוח. עבור חולדות, סקינר המותג אטריה פסטה (בקוטר 1.5 מ"מ) הוא חתך אורכי עד 7 ס"מ. עבור עכברים, DeCecco המותג capellini פסטה (בקוטר 1.0 מ"מ) הוא חתך אורכי עד 2.6 ס"מ (איור 1C). מכיוון המותגים פסטה להשתנות מרקם קוטר, אשר יכול להשפיע באופן הטיפול, מומלץ כי מקור יחיד של פסטה לשמש לבדיקות חוזרות ונשנות.
2. כדי להתגבר על התגובות neophobic ולהקים מיומנות בטיפול, בעלי חיים חשופים חתיכות פסטה בכלוב בביתם מספר פעמים בשבועות שלפני הבדיקות. (בדרך כלל 5-10 ימים של חשיפה, כ 4 חתיכות בכל פעם, די.)
3. אם הבדיקה תנוהל בתא אחר מאשר הכלוב הביתה, או אם את הכלוב הביתה מועבר על הרגלה בדיקות, לאכול בסביבת בדיקות מסופק. (זה בדרך כלל לוקח 3-5 מפגשים עד בעלי חיים בקלות לאכול את הפסטה בסביבה זו.)
4. גם לאחר חיות בשקיקה לקבל פסטה, הם יכולים פתאום להפוך מאופק כאשר המצלמה גדול מועבר ליד אזור הבדיקה. זה עוזר למקם את המצלמה מול הסביבה בדיקות עבור אחד או יותר של מפגשים הרגלה.
5. מכיוון שרוב בעלי החיים מתנהגים כאילו פסטה הוא טעים מאוד, זה לא חיוני מזון להגביל אותם לפני הבדיקה. עם זאת, סילוק מזון כמה שעות לפני או לילה עשוי להקל על אכילה מול הנסיין ואת המצלמה ולוודא כי הם אינם שבעים בזמן הבדיקה.
6. שוברים חתיכת פסטה במהלך אכילה פוסלת ניסוי. מצאנו את ההרגל הזה הוא נמנע בעיקר אם חיות לא מקבלים חתיכות יותר מאלו המשמשים הבדיקות.
7. עבור הפעלות בדיקות, חתיכות פסטה מסומנים סמן קצה ultrafine במרווחי זמן ספציפיים באמצעות תבנית כרטיסים (1.75 ס"מ במרווחים על אטריה ו 0.86 ס"מ במרווחים על גדילי capellini). זה מאפשר הדמיה של תנועת הגדיל את הפסטה בעת האכילה.

2. מבחן להגדיר

1. בעלי חיים יש לבדוק בכלוב או בבית או עם מכשיר אחר, הקירות הוכתמו ברור, יש לבודד cagemates שלהם במהלך הבדיקה.
2. למרות חולדות ניתן לבדוק בזמן אמת על ידי הנסיין מיומנת (Allred et al., 2008), כימות הוא הקל על ידי הקלטת וידאו, כך שהנתונים ניתן לאסוף במהלך השמעת וידאו בהילוך איטי. לא מצאנו זה אפשרי לכמת באופן מהימן בכפו תנועות עכבר ללא השמעת וידאו בהילוך איטי בגלל גודלו הקטן של הכפות שלהם, תנועות מהירות.
3. מצלמת וידאו עם קצב הפריימים גבוה וזום נאותה משמש. אנו משתמשים במצלמה XL1S Canon עם עדשת זום 16X להגדיר מהירות תריס של לפחות 420 s-1 בתנאי תאורה רגילים החדר. השימוש חצובה גלגלים עם ראש panning ו הטיה מאפשר מיקום המצלמה.
4. חולדות בדרך כלל לשבת זקוף על אחוריהם לאכול פסטה ואת הכפות נתפסים בקלות עם המצלמה ממוקמת בגובה של כ רצפת חדר עם זווית קלה כלפי מעלה (איור 1A). אם בדיקות בכלוב עם נסורת, הסרת שבבים מסוימים עשוי להיות שימושי כדי לייעל את התצוגה.
5. עכברים נוטים להתכופף קדימה בזמן אכילת פסטה, מחזיק את פיסת בבית יותר בזווית מאשר חולדות לעשות. לפיכך, חדר בדיקה עם רצפת פתוח הוא מונח על גבי מראה. המצלמה ממוקמת ברמה מעט גבוהה יותר מאשר הרצפה, בזווית כלפי מטה להתמקד השתקפות של הכפות במראה (איור 1B). השימוש במראה פני first משפר באופן משמעותי את הבהירות של הכפות עבור השמעת וידאו.
6. כל נגיסה של היצירה פסטה הוא נשמע, ולכן הקלטת שמע שימושי לאימות אכילה.

3. טיפול וניהול של ניסויים פסטה

1. הפעלות מבחן מורכב בניסויים עוקבים, עם חתיכה אחת לאכול פסטה בכל משפט. אנחנו בדרך כלל שיא נתונים מניסויים 4-5 לכל חולדה וניסויים 3-4 לכל עכבר.
2. לפני בווידיאו, חתיכת פסטה מושם לתוך תא ליזום אכילה להעביר את החיה לתוך נוף המצלמה המתאימה.
3. זה הכרחי עבור בעל החיים אל מול המצלמה להתמקד ואת הזום מספיק (~ 10-12X) כדי להציג התאמות דיסקרטית עם שתי כפות רגליו הקדמיות וכל ספרות. פרקי כפות שניהם צריך להיות גלוי. לפחות עם המצלמה הזו, אנו מוצאים את זה שימושי כדי להשתמש בתכונות פוקוס אוטומטי רק לפני תחילת המשפט, כדי לצמצם על האזור של עניין. אנו מכן לעבור פוקוס ידני.
4. ברגע החיה ואת המצלמה נמצאים בעמדה, המשפט הראשון הוא יזם. חתיכת הוא נפל או השתלשלו ישירות מול החיה ההקלטה יזם לפני תחילת האכילה.
5. לאחר מכן, הניסויים ניתנים ברצף מיידית. מומלץ למזער עיכובים בין ניסויים בבעלי חיים, כך אין להתרחקמעמדת צפייה אופטימלית.
6. ניסויים שבהם הכפות נתפסים בצד או המתמקדות הוא איבד לא הבקיע.
7. הפעלות הבדיקה ניתן לחזור על ימים, למשל, במסמך לפני ואחרי הטיפול דפוסי הזמני (למשל, התאוששות לאחר פגיעה במערכת העצבים המרכזית;. Allred et al, 2008).
8. האתגר ניתן לקבל חיות לאכול בעמדות הרצויות ביחס למצלמה. זה עשוי להיות נחוץ כדי להרגיל מסתגרת חיות לנוכחות של המצלמה במשך כמה דקות לפני הבדיקה. בעלי חיים לעתים קרובות יכול להיות שידל למצב על ידי הטלת או משתלשלים פסטה באזור אידיאלי. זה עשוי לדרוש כמה חתיכות כדי להשיג את זה המיקום הרצוי, אם כי את מספר חתיכות נתון צריך להיות ממוזער, כדי למנוע שובע.
9. עבור בדיקה רציפה של מספר חולדות, מצאנו אותו נוח להגדיר כמה כלובים במועד במעגל, עם המצלמה על חצובה גלגלים באמצע. חתיכת הוא ירד אל תוך אזור אידיאלי הכלוב כל המצלמה אז עברה החולדה שמתחיל לאכול בתנוחה המתאימה הראשונה. זה מאפשר יותר זמן (לאכול בעמדה) חולדות איטי להפוך מורגלת המצלמה נוכחות הנסיין והם יכולים גם להיות מגורה לאכול ידי קולות נשיכה של חולדות מהר יותר.

4. וידאו ניתוח כמותי של התאמות בכפו זמן אכילה

1. ניתוח התאמות בכפו במהלך אכילה היא מדד כמותי פשוט כי הוא רגיש ליקויי lateralized לאחר פציעה CNS בחולדות (Allred et al, 2008;. Whishaw & קולס, 1996; Whishaw et al, 1997). וכן שינויים הקשורים להזדקנות בעכברים (טננט et al. 2009).
2. החלק לכמת המשפט מתחיל כאשר חתיכת פסטה ממוקם הראשון לתוך הפה מסתיים כאשר האחרון של פסטה הוא שוחרר מן הכפות ונעלם לתוך הפה.
3. וידאו לנגינה הוא האט (~ 50% בזמן אמת), או מסגרת לפי מסגרת מראש משמש, לפי הצורך, כדי לזהות התאמות.
4. התאמה נספר בכל פעם משחרר כפה מחדש המגעים חתיכת פסטה, כאשר יש הרפורמציה של להחזיק את כפה על היצירה, או כאשר יש הרחבה, כיפוף או חטיפה, ההסתמכות על הספרות (איור 2). התאמת כל מוקלט בנפרד עבור כפה על ימין ועל שמאל.
5. התאמות לא נספרים כאשר כפה את השקופיות על פיסת פסטה עם שום תנועה של ספרות או מחדש של להחזיק את הכף. תנועות של כף רגל כאשר הוא לא במגע עם חתיכת פסטה (כלומר, תנועות ליד היצירה) הם גם לא נספר.
6. השעה לאכול נרשם גם עבור כל ניסוי, החל אכילה תחילת וסיום כאשר הפסטה נעלמת לתוך הפה. אנו רושמים זמן באמצעות הפעלת הווידאו להציג תכונות, אבל זה גם יכול להיות מוקלט עם סטופר במהלך השמעה במהירות רגילה.
7. אם החיה הפסקות אכילה, אבל שומרת להחזיק היצירה, הזמן עצר מופחת זמן מסך. הפסקה אכילה ניכר על ידי התנועה או של היצירה מהפה או הפסקה של נושך נשמע.
8. המשפט מושמט מהניתוח אם במהלך חלק כלשהו של אכילת, את התצוגה של הכפות הוא מוסתר, או אם החיה שוברת את חתיכה, כי את החלקים קצר לשנות דפוסי הטיפול.
9. כמה חולדות ועכברים לבצע התאמות באופן עקבי יותר בכפה אחת מהשנייה. עבור דגמים חד צדדית פגיעה במערכת העצבים המרכזית, ליקויי lateralized מזוהים יותר ברגישות אם הפציעות משפיעות על כפתו שגרם התאמות יותר בדיקות טרום הפציעה (Allred et al. 2008).
10. עכברים לפעמים טיפה את חתיכת פסטה באמצע האכילה, ולאחר הפסקה קצרה, להרים אותו להמשיך לאכול. זו היא הנפוצה ביותר במשפט האחרון של היום, ככל הנראה בשל שובע חלקית ואובדן להתמקד אכילה. כי זה נפוץ גם אצל עכברים שלם, אנחנו לא להשמיט ניסויים אלה. עם זאת, הפעם כי הוא ירד נתח מופחת בזמן אכילה מוחלט.
11. בחולדות שלמים, חתיכות נשירה היא לא טיפוסיות חידוש אכילה לעיתים קרובות מתעכב מאוד או נעדר. ניסויים כאלה הם הושמטו מניתוח התאמות בזמן האכילה.
12. התאמות לפני תחילת האכילה לא נספרים. טרום התנהגויות אכילה טיפול מושפעים מפגיעות במערכת העצבים המרכזית (למשל, Whishaw et al, 1992;.. Whishaw et al, 1986), אבל אנחנו לא הרחיבו עדיין שיטות כמותיות עבור התאמות בכפו לתקופה זו.
13. נתונים אלה ניתן לסכם: (א) המספר הממוצע של התאמות לכל כפה ליחידה, (ב) הממוצע זמן אכילת ליחידה (ג) שיעור ההתאמות (התאמות / אכילה זמן).

5. וידאו ניתוח של דפוסי טיפול טיפוסיות

1. דפוסי הטיפול טיפוסיות יכול להבחין בין סוגים שונים פגיעה במערכת העצבים המרכזית אצל חולדות (Allred et al. 2008) ו recording התנהגויות אלו עשויים להיות שימושיים כמו ניתוח משלים.
2. דפוסי טיפול נחשבים טיפוסיות אם הם לעתים רחוקות נצפתה בבעלי חיים שלמים. חיים שלמים בדרך כלל ליזום אכילה עם רגל אחת, את "כפה לתפוס", הניח נמוך על פסטה, ואת "כפה מדריך" ממוקם אז ליד הפה (איור 3 א, ג). כפתו אותו הוא בדרך כלל כפתו לתפוס בניסויים בכלל. חולדות קרובות בעמדה הכפות רחוקים אחד מהשני לאורך הפסטה בהתחלה, להעביר אותם יחד כמו מקצרת חתיכה. עכברים בדרך כלל בעמדה הן הכפות קרוב לפה, עם לתפוס את והגפיים מדריך שנערך קרובים זה לזה, אפילו בתחילת אכילה. במינים הן, הכפות לנוע לעמדות יותר סימטרית, הצד על ידי צד או עם ספרות התערבה, כאשר היצירה הוא קצר מאוד (איור 3 ב, ד). שתי הכפות נמצאים בשימוש ברציפות המנחה, מחזיק או לקדם את הפסטה בעת האכילה.
3. דפוסי טיפוסיות בעמדה כפה אצל חולדות ועכברים כוללים: (א) הצבת הכפות יחד, להחזיק סימטרית, כאשר חתיכת פסטה ארוכה (יותר ממחצית אורכו המקורי), (ב) שלא הצליח להזיז את רגליו לתוך עמדה סימטרית לפני הקטע הוא נצרך לחלוטין (כ) מיתוג עמדות של המדריך והגפיים לתפוס בעיצומו של אכילה.
4. שתי התנהגויות לא אופייניות נוספות חולדות ועכברים הם: (א) שלא הצליח ליצור קשר עם חתיכת פסטה בכפה אחת לזמן ממושך בזמן האכילה ("אי מגע") ו - (ב) באמצעות הפה למשוך את הפסטה דרך הכפות כדי למקם אותם ("הפה מושך").
5. שתי התנהגויות נחשבות טיפוסיות לחולדות, אך אופייניים לעכברים: (א) יציבה כפופה ו (ב) להפיל את חתיכת פסטה לאחר אכילה מתחיל. עם זאת, התדירות של טיפות בעכברים עלול להגביר לאחר נזק למערכת העצבים המרכזית. לפיכך, אנו רושמים ירידה בתדירות שני המינים.
6. התנהגויות לא אופייניות אחרות נצפו ב מודל חד צדדית עכברוש striatal דלדול הדופמין: (א) "אחיזת ברזל", שבו איבר לתפוס מוחזק במצב, ללא תנועה נוקשה במהלך אכילה, (ב) חזר תנועת כפה את המדריך סביב הכף לתפוס נוקשה, ו (ג) ו הטיה קיצונית של הראש כמו פסטה היא זווית לתוך הפה (Allred et al, 2008;. ראה גם Whishaw et al 1997)..
7. ראינו כי עכברים בני לעתים קרובות לבצע התאמות אשר אינן יעילות להעברת את הפסטה לתוך הפה. לפיכך, התאמות שאינן תוצאה בתנועה הגלוי של היצירה את הפסטה לתוך הפה נרשמות בנפרד.
8. החלפת את המדריך גפיים להבין, ליצור קשר עם כישלונות, טיפות, והפה משיכת נרשמות לכל התרחשות, כאשר כל התנהגויות לא אופייניות אחרות נרשמות פעם אחת בכל משפט.

6. נציג תוצאות

התוצאות מניתוח וידאו צריכה לכלול את מספר התאמות של כל כפה לכל ניסוי הזמן לאכול כל פיסת פסטה. תוצאות מ חולדות עם נגעים קליפת המוח הסנסורית או איסכמיה מוחית עולה כי בעלי החיים לבצע התאמות פחות עם האיבר (קונטרה ל-הנגע) לקוי, אפקט מחזיקה מעמד במשך חודש לפחות אחרי הפציעות. חד צדדית דלדול הדופמין גורמת לירידה הן התאמות עם האיבר הנגדי ועלייה התאמות עם האיבר ipsilateral (Allred et al. 2008). תוצאות מ בעכברים הראו כי חיות בגילאי להימשך זמן רב יותר כדי לאכול את החלקים פסטה, ולבצע התאמות יותר כי לא לגרום קידום הפסטה לתוך הפה, לעומת עכברים בוגרים צעירים (טננט et al. 2009). ניתוח של בדיקות אלו עשויות לכלול גם תצפיות של התנהגויות טיפול טיפוסיות. נזק striatal ו עורק המוח האמצעי חסימה בנוסף הביא בתדירות מוגברת של התנהגויות אכילה לא נורמלי (Allred et al. 2008).

באיור 1. טיפול פסטה יציבה של (A) חולדות (ב) בעכברים. שים לב כי החולדות לשבת על עקביהם בעוד העכברים תחושה מעל הפסטה, דבר המחייב את המיקום של המראה למטה העכבר כדי להציג תנועות כפה. (ג) דוגמאות חתיכות פסטה מוכנה לבדיקה.

איור 2. בכפו למשל התאמה של חולדה (AC) ו - (DF) עכבר. הלוח הראשון מציג את החיה לפני ההתאמה, הלוח מראה את התאמת מרכז בכפו, בכוכבית המציין את התאמת כפה (ים), ולוח האחרון מראה את ההחלפה על פיסת את הפסטה.

איור 3. מדריך ולתפוס עמדות איבר של חולדות ועכברים כאשר הפסטה היא (A, C) ארוכה (B, D) קצר.

Discussion

בסרטון זה אנו מדגימים כיצד אטריה ו בדיקות Capellini טיפול נערכים חולדות ועכברים, בהתאמה. בדיקות אלו הינן דרך פשוטה, כמותי ללמוד כפה ותפקוד ספרות בבעלי חיים נורמליים, אחרי נזק למערכות המנוע של המוח, או במהלך ההזדקנות. בהילוך איטי וידאו ניתוח של הכף ותנועות ספרות השתמשו כדי לטפל חתיכות קטנות של פסטה מבושלת לאפשר לחוקר לכמת את ההתאמות שנעשו עם כפה אחד, וכן לצפות התנהגויות חריגות, כי ניתן לראות בעקבות נזק למערכת העצבים המרכזית בניסוי המושרה. הפעלות בדיקה ניתן לעשות זאת שוב ושוב בימים שונים ורוב בעלי החיים להשלים את כל הניסויים של ישיבה בתוך כמה דקות. לכן, המבחן הוא מתאים הכללתו סוללה מבחן גדול או עיצוב ניסיוני. הבדיקות יכול לשמש גם במחקרים של המנוע מיומנות למידה (שו et al., 2009), אך כאן אנו מציגים פרוטוקול לשינויים assay מיומנות הוקמה לאורך זמן.

נכון לעכשיו, בדיקות לכת מיומנים הבדיקות הנפוצות ביותר של הפונקציה forelimb מיומן בחולדות (למשל Whishaw et al, 1986;. Ballermann et al, 2001;. מונטויה et al, 1991). ועכברים (פאר & Whishaw, 2002; טננט & Jones, 2009; ביירד et al, 2001).. בדיקות השגת היתר בדיקות מבודד של כל איבר, ואילו הטיפול פסטה היא משימה bimanual. עם זאת, בדיקות דומות ברגישות שלהם ליקויי בתפקוד בכפו מיומנים רכישת מיומנות לבדיקות הן פלסטיות כרוך בייצוג forelimb של הקורטקס המוטורי (שו et al. 2009). מניסיוננו, הבדיקות להגיע מסובכים יותר ומייגעת לבצע, ובמשך כמה שאלות ניסיוניות, המבחנים הנוכחי עשוי לספק חלופה יעילה יותר. עם זאת, בניגוד הבדיקות שתוארו כאן, בדיקות לכת מיומנים היו בשימוש במשך עשרות שנים (Peterson, 1934) והם כוללים כעת להגדיר צדדי של צעדים רגיש מאוד פרמטרים הבדיקה (Ballermann et al, 2001;. פאר & Whishaw, 2002; מונטויה et al, 1991;. Whishaw et al, 1992).. לעומת זאת, אטריה ו בדיקות Capellini טיפול להאריך מ אפיונים חדשה יחסית של התנהגות טיפול זריז מזון של חולדות (Whishaw ו קולס, 1996). בתוך הממשל והן ניתוח, בדיקות אלה יכולים ללא ספק להיות מעודן יותר ו המורחבת, למשל, לכמת באופן מדויק יותר בסדר דפוסי תנועה ספרות bimanual ו לכמת את תנועות מתואמות של הפה הלשון והלסת.