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Neuroscience

베르 미 첼리와 Capellini 처리 시험 : 쥐 및 생쥐의 손재주가 앞발 기능의 단순 양적 측정

doi: 10.3791/2076 Published: July 21, 2010

Summary

베르 미 첼리와 앞발의 손재주의 Capellini 처리 검사는 숙련된 앞발과 자리 움직임을 사용하여 식품 항목을 조작하는 설치류의 자연 경사를 활용. 요리하지 않은 건조 파스타의 짧은 가닥을 처리하는 동안 동물을 촬영하고 있습니다. 슬로우 모션 비디오 재생 앞발 조정의 부량 수 있도록합니다.

Abstract

쥐 먹는 행동 이전 characterizations들은 음식 조각을 조작하기 위해 앞발의 움직임을 조정 사용하는 것으로 나타났다있다. 우리는 lateralized 장애 및 연령에 의존 변화에 민감합니다 앞발의 손재주의 간단한 양적 측정을 개발하기 위해이 작품에 확장했습니다. 설치류는 숙련된 앞발 그들이 간절히 소비 얇은 파스타 조각을 관리하는 자리 움직임을 배웁니다. 우리는 이전에 쥐가에서 베르 미 첼리 처리 quantifying위한 방법을 설명하고 조치가 일방적 허혈성 병변, 중간 대뇌 동맥 occlusions 및 일방적인 striatal 도파민의 고갈 [알레드, RP, 애드 킨스, DL, 우들리, MT로 인한 forelimb 장애 매우 민감 것으로 나타났다있다 남편, LC, 말도 나도 MA, 케인, JR, Schallert, T. & 존스, TA 베르 미 첼리 처리 시험 : 쥐의 손재주가 앞발 기능의 단순한 양적 측정합니다.

Protocol

1. 테스트의 시작을위한 준비

  1. 요리하지 않은 파스타 조각은 면도날을 사용하여 길이로 절단됩니다. 쥐 들어, 스키너 브랜드 베르 미 첼리 파스타 (1.5 mm 직경)는 7cm 길이로 절단합니다. 마우스의 경우, DeCecco 브랜드 capellini 파스타 (1.0 mm 직경)는 2.6 cm 길이 (그림 1C)로 절단됩니다. 파스타 브랜드 처리 방식에 영향을 미칠 수있는 질감과 직경에 차이가 있기 때문에, 그것은 파스타의 단일 소스가 반복 테스트에 사용하는 것이 좋습니다.
  2. neophobic 반응을 극복하고 처리 기술을 확립하기 위해, 동물 테스트를하기 전에 몇 주 동안 그들의 가정 케이지 여러 번에있는 파스타 조각에 노출되어 있습니다. (일반적으로, 노출의 50-10일, 약 4 조각 때마다, 충분합니다.)
  3. 시험은 가정 케이지 이외의 챔버에서 실시 예정, 또는 홈 케이지는 테스트 환경에서 식사를하기 위해 시험, 요법 이니 위해 이동하는 경우에는 제공되는 경우. (동물이 쉽게이 환경에서 파스타를 먹고되기 전까지는 일반적으로 3-5 세션을 소요됩니다.)
  4. 동물 간절히 파스타를 수락 이후에도 큰 카메라 테스트 영역에 다음 이동 때, 그들은 갑자기 말이없는이 될 수 있습니다. 요법 이니, 세션 중 하나 이상에 대한 테스트 환경의 앞에있는 카메라를 장소에 도움이 그것입니다.
  5. 파스타가 높은 palatable 경우 같은 대부분의 동물 행동 때문에, 사전 테스트로 제한 식품에 필수되지 않습니다. 그러나, 음식의 제거는 몇 시간 앞 또는 야간 실험자와 카메라 앞에서 식사를 촉진하고는 시험 시간에 sated되지 않도록 있습니다.
  6. 식사 중에 파스타 조각을 위반하는 것은 재판을 무효화. 우리는 동물 시험에 사용되는 것들보다 긴 조각을 준 적이있다면이 습관이 대부분 피할 수 있습니다 나타났습니다.
  7. 테스트 세션, 파스타 조각은 cardstock 템플릿 (베르 미 첼리에서 1.75 cm 단위 및 capellini의 가닥에서 0.86 cm 단위)를 사용하여 특정 간격으로 ultrafine 팁 표시와 함께 표시됩니다. 이것은 먹는 동안 파스타 스트랜드의 움직임의 시각화을 용이하게합니다.

2. 테스트 설정

  1. 동물 홈 케이지 또는 unmarred, 맑은 벽 다른 장치 중 하나에서 테스트해야하고, 테스트 세션 중에 cagemates에서 격리해야합니다.
  2. 쥐가 연습 실험자 (알레드 외., 2008)에 의해 실시간으로 테스트할 수 있지만 데이터가 슬로우 모션 비디오 재생을 통해 수집된 수 있도록, 부량는 비디오 녹화가 용이합니다. 우리는 그들의 냄새나는 발 빠른 움직임의 작은 크기로 인해 슬로우 모션 비디오 재생하지 않고 마우스 앞발의 움직임을 안정적으로 수치가 가능한 찾을 수 없습니다.
  3. 높은 프레임 레이트와 적절한 확대와 비디오 카메라가 사용됩니다. 우리는 정상적인 실내 조명 조건에서 최소한 420 S - 1의 셔터 속도로 설정 16X 줌 렌즈와 캐논 XL1S 카메라를 사용합니다. 패닝과 틸팅 헤드와 바퀴가 달린 삼각대의 사용은 카메라의 위치를​​ 용이하게합니다.
  4. 쥐 일반적으로 파스타를 먹는하기 위해 이만 치고 오면 똑바로 앉아 발톱이 가장 쉽게 약간 상향 각도 (그림 1A)와 약 챔버 바닥 수준에서 위치 카메라와 함께 볼 수 있습니다. 부스러기와 새장에 테스트하는 경우, 일부 부스러기의 제거는보기를 최적화하는 것이 유용할 수 있습니다.
  5. 쥐들이 쥐보다 각도가 더에서 조각을 잡고, 파스타 먹는 동안 앞으로 구부 경향이 있습니다. 따라서, 오픈 마루와 함께 테스트 챔버는 거울 상단에 위치합니다. 카메라가 바닥보다 약간 높은 수준에 배치하고, 거울의 발톱 (그림의 1B)의 반사에 초점을 아래로 직각이다. 첫 표면 거울의 사용은 크게 비디오 재생을위한 발톱의 선명도를 향상시킵니다.
  6. 파스타 조각의 각 물린 따라서, 오디오 녹음이 식사를 확인하는 데 유용합니다, 청취하고.

3. 파스타 처리 시험을 관리

  1. 테스트 세션은 시험마다 먹은 파스타 하나의 조각으로, 순차적으로 시행 구성되어 있습니다. 우리는 일반적으로 쥐, 마우스 당 3-4 실험 4-5 회 시험에서 데이터를 기록합니다.
  2. 이전 찍고하는 파스타의 일부는 식사를 시작하고 적절한 카메라보기로 동물을 이동 챔버에 배치됩니다.
  3. 동물이 카메라를 얼굴에 초점과 forepaws 모든 숫자 모두 이산 조정을 보려면 (~ 10 12 배) 충분히 확대하는 것이 필요합니다. 두 발톱의 손가락이 볼 수 있어야합니다. 이 카메라와 함께 적어도, 우리는 관심 지역에의 범위를 좁힐에만 전에 재판 발병에 자동 초점 기능을 사용하는 것이 유용할. 우리는 이후 수동 포커스로 전환합니다.
  4. 즉시 동물과 카메라가 위치에 있으므로, 첫 번째 재판이 시작됩니다. 일부는 기각 또는 나왔죠 직접 동물의 앞에 및 녹음은 발병을 먹기 전에 시작입니다.
  5. 이후 시련은 즉시 연속적으로 부여됩니다. 동물 멀리 이동하지 않도록 그것은 시련 사이의 지연을 최소화하는 것이 좋습니다최적의 시청 위치에서.
  6. 발톱이 측면으로 볼있는 또는 포커스가 손실되는 시련은 득점하지 않습니다.
  7. 테스트 세션은 사전 및 사후 치료 시간적 패턴을 (.; 외를 알레드 2008 예를 들어, CNS 손상 후 회복) 문서로 일 예, 이상 반복 수 있습니다.
  8. 도전은 카메라에 상대적으로 원하는 위치에 먹는 동물을받을 수 있습니다. 그것은 이전에 테스트하는 데 몇 분 동안 카메라의 존재에 카메라를 싫어하는 동물을 길들해야 할 수도 있습니다. 동물은 종종 가장 이상적인 지역에서 파스타를 포기하거나 매달려하여 위치에 coaxed 수 있습니다. 주어진 조각의 개수가 물림을 피하기 위해 최소화되어야하지만 그것이 원하는 위치를 달성하기 위해 몇 가지를 요구할 수 있습니다.
  9. 여러 쥐의 연속적인 테스트를 위해, 우리는 중간에 바퀴가 달린 삼각대에 카메라, 원을 한 번에 자신의 새장의 몇 가지를 구성하는 것이 편리 발견했다. 조각은 각 새장의 이상적인 지역으로 감소되고 카메라는 처음엔 적절한 위치에 식사를 시작 Rat에 옮겼습니다. 이것은 느린 (위치에 먹는) 쥐에 대한 더 시간이 카메라와 실험자의 존재에게 길들여지지가 될 수 있도록하고 또한 빠른 쥐를 무는 소리 먹을 자극 수 있습니다.

4. 앞발 조정의 양적 비디오 분석 및 식사 시간

  1. 먹는 도중에 앞발 조정의 분석 쥐에서 CNS의 부상 이후 lateralized 손상에 민감 간단한 정량 측정합니다 (. 알레드 외, 2008; Whishaw & 콜스, 1996, Whishaw 외, 1997). 그리고 노화 관련 변화 생쥐에서 (테넌트 외., 2009).
  2. 재판의 계량 부분은 파스타 기사가 먼저 입안에 배치되었을 때 시작하여 파스타의 마지막은 발톱에서 발표하고 입으로 사라지게되면 끝납니다.
  3. 비디오 재생 (~ 50 실시간의 %), 또는 프레임별로 프레임 사전이 조정을 식별하기 위해 필요에 따라 사용됩니다 둔화됩니다.
  4. 조정 때마다 포 릴리스 다시 연락처 파스타 조각, 개혁은 조각에 포 으로든있을 때 또는 숫자의 확장 굴곡이나 납치 - 예증 (그림 2)가 계산됩니다. 각 조정은 왼쪽과 오른쪽 앞발을 위해 별도로 기록됩니다.
  5. 앞발이 자리 또는 포 보유의 위치 조정없이 운동과 파스타 기사 전체 슬라이드 때 조정 계산되지 않습니다. 앞발의 움직임은 그것이 파스타 조각 (즉, 조각 옆에있는 움직임)과 접촉하지 않을 경우에도 계산되지 않습니다.
  6. 식사 시간도 발병을 먹고 파스타가 입에 사라진다 때 끝나는로 시작, 각 재판 기록됩니다. 우리는 비디오 재생 디스플레이 기능을 사용하여 시간을 기록하지만, 그것도 정상 속도의 재생 중에 스톱워치로 기록된 수 있습니다.
  7. 동물이 먹는에 일시 중지하지만, 작품에 대한 보류를 유지하면 시간이 일시 중지된은 총 시간에서 빼는 것입니다. 식사의 일시 중지 청취 물고있는 입 또는 정지 밖으로 조각 중 하나가 운동에 의해 분명하다.
  8. 짧은 조각이 패턴을 처리하는 변경 때문에 재판은 먹기의 어떠한 부분도하는 동안, 발톱의 전망이 분명하지 않은 경우 분석에서 생략하거나, 동물 조각이 나면합니다.
  9. 일부 쥐와 생쥐는 지속적으로 다른 하나 이상의 발 더 많은 조정을합니다. 부상은 미리 부상 테스트에서 더 많은 조정 (알레드 외., 2008)을 만든 앞발에 영향을 미칠 경우 일방적 CNS 손상 모델, lateralized 장애가 더 sensitively 감지됩니다.
  10. 마우스 때로는 식사 중간에 파스타 조각을 드롭하고, 짧은 휴식 후, 그것을 선택하고 식사를 계속합니다. 이 부분 물림과 식사에 중점을 손실 가능성 때문에 오늘의 마지막 재판에서 가장 일반적입니다. 이도 그대로 생쥐의 공통점이기 때문에, 우리는 이러한 시련을 생략하지 않습니다. 그러나, 조각이 감소되는 시간은 총 섭취 시간에서 빼는 것입니다.
  11. 그대로 쥐에서 조각을 포기하는 것은 종종 매우 지연이나 결석을 먹고에서 비정형 및 재개합니다. 이러한 시련은 조정 및 식사 시간의 분석에서 생략됩니다.
  12. 전에 먹는 발병에 대한 조정은 계산되지 않습니다. 사전 먹는 처리 동작은 CNS의 부상 (.. 예, Whishaw 외, 1992; Whishaw 외, 1986)에 의해 영향을받는,하지만 우리는 아직이 시대에 앞발 조정에 대한 양적 방법을 확장하지 않았습니다.
  13. 이러한 데이터로 요약 수 있습니다 : (A) 개당 발 당 조정 개당 (B) 평균 식사 시간과 조정 (조정 / 시간 먹는)의 (C) 비율의 평균 수입니다.

5. 비정형 처리 패턴의 비디오 분석

  1. 비정형 처리 패턴은 다른 CNS의 부상 쥐의 유형 (알레드 외., 2008)와 recordi 구별 수 있습니다NG 이러한 행동은 추가 분석으로 유용할 수 있습니다.
  2. 그들이 가끔 그대로 동​​물 관찰하는 경우 처리 패턴은 비정형 간주됩니다. 그대로 동​​물은 일반적으로 한 발, "파악 포 '와 함께 식사를 시작 파스타에 낮은 배치하고"가이드 포는 "다음 입 (그림 3A, C) 근처에 위치합니다. 동일한 포는 일반적으로 모든 재판에서 파악 포입니다. 쥐들은 종종 위치 처음에는 파스타의 길이를 따라 멀리 떨어져 발톱, 그리고 조각의 단축로 함께 이동합니다. 마우스는 일반적으로도 식사의 시작 부분에서 파악하고 닫습니다 서로 개최 안내 팔다리와 가까운 입으로 두 발 위치. 두 종에서 포스 더 대칭 위치, 나란히으로 또는 조각 (그림 3B, D) 매우 짧은 경우 자리가 interposed로 이동합니다. 두 포스 먹는 동안, 지침 개최 또는 파스타를 발전을 위해 지속적으로 사용하고 있습니다.
  3. 쥐 및 생쥐의 발 위치에있는 비정형 패턴은 다음과 같습니다 파스타 조각이 긴 경우 (A.)가 대칭 개최에 함께 발 배치 (절반 이상이 원래 길이), (B.)에 갈퀴를 이동 실패 조각이 완전히 소비하고 (C.)하기 전에 대칭 위치 먹는 중간에있는 가이드와 이해의 사지의 위치를​​ 전환합니다.
  4. 쥐 및 아르 생쥐에 두 개의 추가 비정형 행동 (A.) ( "연락 실패") 식사 중에 오랜 시간 한 포와 함께 파스타 조각을 연락 (B.)에 실패를 통해 파스타를 당길 입을를 사용하여 ( "입 속을") 그들을 재배치 싶단다.
  5. 두 동작은 쥐에 대한 비정형 생각하지만, 생쥐에 대한 일반 있습니다 : 식사 시작 후 (A.) hunched 자세와 (B.)가 파스타 조각을 떨어뜨리고. 그러나 생쥐의 방울의 빈도는 CNS 손상 후 증가할 수 있습니다. 따라서, 우리는 종 모두에서 드롭 주파수를 기록합니다.
  6. 기타 비정형 행동은 쥐를 일방적 striatal 도파민의 고갈 모델에서 본되었습니다 파악 파수꾼 먹는 동안 단단하고 움직이지 않는 위치에 개최 (A.) "철제 손잡이", (B.)은 가이드 포의 움직임을 반복 단단한 이해 포, 그리고 (C.)와 파스타가 입안에 직각이므로 머리 극단적인 틸팅 주변 (. 알레드 외, 2008; Whishaw 외도 참조 1997.).
  7. 우리는 세 생쥐가 자주 입에 파스타를 이동하기에는 조정을 할 것을 관찰했습니다. 따라서 입안에 파스타의 한 조각이 눈에 띄는 움직임을 초래하지 조정은 별도로 기록됩니다.
  8. 가이드를 스위칭 및 기타 모든 비정형 행동이 재판을 한 번씩 기록하면서 당기 이해의 팔다리, 연락 실패, 방울, 그리고 입이 발생마다 기록됩니다.

6. 대표 결과

비디오 분석 결과는 시험마다 각 포의 조정의 수와 각 파스타 조각을 먹는 시간을 포함해야합니다. sensorimotor 피질 병변과 쥐 또는 대뇌 국소 빈혈의 결과가 동물 장애인 (콘트라 투 병변) 사지, 부상 후 적어도 한 달 동안 버티고 효과 적은 조정을 나타냅니다. contralateral 사지와 조정의 감소와 ipsilateral 사지 (알레드 외., 2008)과 함께 조정의 증가 모두에서 일방적으로 도파민의 고갈 결과. 생쥐의 결과는 세 동물 파스타 조각을 먹고 오래 걸릴 및 젊은 성인 마우스 (테넌트 동부 표준시 알. 2009 년)에 비해, 입안에 파스타의 발전을 초래하지 더 많은 조정을 할 것을 보여줍니다. 이 테스트의 분석은 또한 비정형 처리 행동의 관찰을 포함할 수 있습니다. Striatal 손상 중간 대뇌 동맥 폐색은 또한 비정상적인 식사 행동 (알레드 외., 2008)의 증가 주파수 결과.

그림 1
그림 1. (A) 쥐와 (B) 마우스의 파스타 처리 자세. 생쥐는 파스타를 통해 육감 동안 쥐가 포 움직임을보기 위해 마우스를 아래 거울의 위치를​​ necessitating들은 이만 치고 오면 다시 앉아 있습니다. (C) 파스타 조각의 예로는 테스트를 위해 준비했습니다.

그림 2
그림 2. (AC) 쥐, (DF) 마우스의 예제 앞발 조정. 첫 번째 패널은 조정하기 전에 동물을 보여주는, 중앙 패널은 조정 포 (들)을 나타내는 별표와 앞발 조정을 표시하고, 마지막으로 패널 파스타 기사에 대한 교체를 보여줍니다.

그림 3
그림 3. 가이드 및 파스타는 (A, C), 길이 (B, D) 짧은 경우 쥐 및 생쥐의 사지 위치 파악.

Discussion

이 비디오에서는, 우리는 각각 베르 미 첼리와 Capellini 처리 시험은 쥐 및 생쥐에서 실시하는 방법을 보여줍니다. 이 테스트는 두뇌의 모터 시스템에 손상 후, 또는 노화 동안 발 정상 동물의 숫자 기능을 연구하기위한 간단하고 양적 방법입니다. 발 연구자가 각 앞발로 만든 조정뿐만 아니라, 실험적으로 유도된 CNS 손상 다음 볼 수 있습니다 비정상적인 행동을 관찰를 정할 수 있도록 요리하지 않은 파스타 작은 조각을 처리하는 데 사용되는 자리 이동 속도가 느린 모션 비디오 분석. 테스트 세션은 다른 요일에 반복적으로 수행 및 대부분의 동물은 몇 분 이내에 세션의 모든 실험을 완료할 수 있습니다. 따라서 시험은 큰 시험 전지 또는 실험 디자인에 설립에 적합합니다. 시험은 또한 모터 기술 교육 (쑤 외., 2009)의 연구에 사용하지만, 우리가 시간이 지남에 따라 설립된 기술의 분석 변경 사항에 대한 프로토콜을 선물하실 수 있습니다.

(.; Ballermann 외, 2001;. 몬토야 외, 1991. 예, Whishaw 외, 1986)와 생쥐 (파 & Whishaw, 2002 년 현재, 숙련된 도달 테스트 쥐의 손재주가 forelimb 기능의 가장 일반적으로 사용되는 검사되며 테넌트 & 존스, 2009; 베어드 외, 2001).. 파스타 처리가 bimanual 작업입니다 반면에 도달 테스트는, 각 사지의 절연 테스트를 허용합니다. 그럼에도 불구하고, 검사는 모터 피질의 forelimb 표현 (쑤 외., 2009)에서 소성을 포함 모두 테스트를위한 숙련된 앞발 기능과 기술의 획득에 장애들의 감성에 비슷합니다. 우리의 경험에 도달 검사를 더 복잡하고 수행하기 힘드는하고, 몇 가지 실험 질문에, 현재 테스트보다 효율적인 대안을 제공할 수 있습니다. 그러나, 여기에서 설명한 테스트와는 달리, 숙련된 도달 검사는 수십 년 동안 사용 (피터슨, 1934)에있다 그들은 지금은 매우 민감한 측정 및 테스트 매개 변수 (Ballermann 외, 2001 다용도 세트를 포함,. 파 & Whishaw, 2002; 몬토야 외, 1991;. Whishaw 외, 1992).. 대조적으로, 베르 미 첼리와 Capellini 처리 시험은 쥐의 교묘한 식품 취급 행동 (Whishaw와 콜스, 1996)의 비교적 최근 characterizations에서 연장. 관리 및 분석 모두에서 이러한 테스트는 의심의 여지없이보다 정확하게 좋은 자리와 bimanual 운동 패턴을 계량하고 혀, 입, 턱의 조정 움직임을 수치, 더욱 세련되고 확장 예 수 있습니다.

Disclosures

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

Acknowledgments

저자는 베르 미 첼리 처리 시험 개발에 도움 박사 디에나 애드 킨스 박사 마티 우들리, 콜 남편, 모니카 A. 말도 나도, 재키 케인 박사 팀 Schallert 감사 드리고, 그리고 Capellini 개발에 도움 루 Chou의 것입니다 테스트를 처리. NIH - NINDS (NS05689)와 NIH - NIA (1F31AG034032 - 01)에서 부여로 지원.

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베르 미 첼리와 Capellini 처리 시험 : 쥐 및 생쥐의 손재주가 앞발 기능의 단순 양적 측정
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Cite this Article

Tennant, K. A., Asay, A. L., Allred, R. P., Ozburn, A. R., Kleim, J. A., Jones, T. A. The Vermicelli and Capellini Handling Tests: Simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice. J. Vis. Exp. (41), e2076, doi:10.3791/2076 (2010).More

Tennant, K. A., Asay, A. L., Allred, R. P., Ozburn, A. R., Kleim, J. A., Jones, T. A. The Vermicelli and Capellini Handling Tests: Simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice. J. Vis. Exp. (41), e2076, doi:10.3791/2076 (2010).

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