Protokoll presenteras för två etablerade uppgifter motorik, den accelererande rotarod och horisontella bar, även två tester som utvecklats i Oxford Nyligen statiska stavar och barr. Dessa tester kan upptäcka motoriska funktionsnedsättningar potentiellt intressanta i sin egen rätt, samt är möjliga variabler i tester i andra områden av beteenden.
Möss används alltmer i Behavioral Neuroscience, till stor del ersätter råttor som beteendevetare s valda djuret. Innan aspekter av beteende såsom emotionalitet eller kognition kan bedömas, däremot, är det viktigt att avgöra om de motoriska funktionerna i t.ex. en mutant eller skadade musen göra en sådan bedömning. Prestanda på en labyrint uppgift som kräver styrka och samordning, exempelvis Morris water maze, kan mycket väl vara nedsatt hos en mus av motor, i stället för kognitiva, försämringar, så det är nödvändigt att selektivt dissekera den senare från den förra. Till exempel, orsakade sensorimotor nedskrivningar av NMDA-antagonister har visat sig försämra prestandan vatten labyrint 2.
Motorik har traditionellt studerats på mus och råtta vid rotarodtestet, där djuret placeras på en horisontell stång som roterar kring sin längdaxel, djuret måste gå framåt för att hålla sig upprätt och inte falla av.Både inställda hastigheten och accelererande versioner av rotarod är tillgängliga.
De övriga tre provningar som beskrivs i den här artikeln (horisontella fältet, statiska stavar och parallella barer) alla mått samordning statisk apparat. Det horisontella fältet kräver också styrka för tillräcklig prestanda, särskilt i frambenen som musen inledningsvis griper bar bara med framtassarna.
Vuxna råttor presterar inte bra på test liksom de statiska stavar och barr (personliga observationer), de verkar mindre väl samordnade än möss. Jag har bara testat hanråttor, dock, och hanmöss verkar i allmänhet mindre väl samordnade än honorna. Möss verkar ha en högre hållfasthet: viktförhållande än råttor, det latinska namnet, Mus musculus, verkar helt lämpligt. The rotarod, har variationerna av foten felet testet 12 eller Catwalk (Noldus) 15 apparat i allmänhet för att utvärdera motorisk koordination hos råttor.
Beteende görs manifesteras genom handling, och handling kräver motorik, inklusive samordning av kroppen. En av de första försöken i historien om djurs beteende utfördes av Colin Stewart, en doktorand vid Clark University i USA 11. Han mätte aktiviteten hos råttor genom att sätta dem i en trumma och räknade antalet gånger det vände. Denna tidiga apparat var förmodligen föregångaren till rinnande hjul och för närvarande används rotarodtestet, om än i Stewart apparaten råttan var inuti trumman, vars rörelse drevs av råttan, medan i rotarod djuret går på utsidan av en roterande trumma eller stång som är motordriven.
Den ursprungliga staven används av Dunham och Miya (1957) 7 hade en inställd hastighet, men numera accelererande versioner (Jones och Roberts 1968) 9 finns tillgängliga. Nackdelen med en inställd hastighet rotarod är att vissa djur med dålig samordning kommer att falla bort vidbörjan, medan för dem som vill bo på, kommer testet snart börja mäta uthållighet snarare än samordning per se. Den resulterande bimodal fördelning av datapunkter kan vara tillräckligt avvikande för att utesluta parametrisk analys. När en accelererande rotarod används, särskilt om det accelereras endast när en uppsättning kriterier, som vistas på under 10 sekunder, uppnås, är datadistribution mer sannolikt Gauss. Den acceleration kan ställas in så att motorn trötthet inte spelar en viktig roll i prestanda, en mus är sannolikt inte påtagligt trött efter bara 2-3 min tid på rotarod.
Den "string test" 1, "klädhängare test" eller horisontella fältet mäter framben styrka och koordination. De två citerade epitet hänvisa till dess utveckling, ursprungligen en sträng användes, men författarna noterade att resultatet berodde mycket på hur spända strängen var, därmed framtida praktiker använde en metall bar, ofta en klädhängare. Vi har funnit att en mus förmåga att gripa stången är omvänt proportionell mot dess diameter, och har standardmässigt använt en 2 mm bar. I vikter testet (se JUPITER-protokollet "att mäta styrkan hos möss") mycket fin tråd av en vattenkokare päls / skala samlare låter de starkaste djuren att säkra en så bra grepp som de kan lyfta mer än sin egen kroppsvikt. Dock kan använda större diameter horisontella staplar vara en fördel eftersom känsligheten hos testet förbättrar, med endast en 2 mm bar mest normala C57BL / 6 möss når taket prestanda. Därför har vi nyligen antagit en tre-bar apparater, barer kan lätt bytas eftersom de passar in i skåror skurna i topparna av stödpelare. Stängerna hålls under spänning (särskilt viktigt att göra 2 mm bar stel), eftersom de endast passar i skårorna när stöden något dras ihop (som en pilbåge och dess string) (se figur 3).
Statiska stänger eller balkar har ofta använtsatt mäta samordning, men extra motivation var alltid använts för att övertyga djuren att korsa stången. De förhandlade en horisontell balk för att nå ett önskat mål, såsom buren, tillflykt från ett starkt ljus, eller mat (om de har gjorts hungrig). Men i samband med utredningen av denna typ av test, upptäckte jag att möss spontant skulle vända när de placeras på "öppna" änden av en fribärande stav, och sedan korsa den tills de nådde stöds slutet. Denna teknik eliminerar behovet av utbildning (nödvändig i de tidigare nämnda testvarianter) som den medfödda reaktionen av en mus för att placeras nära änden av en upphöjd stav är att försöka uppnå den uppburna änden. Detta inte, naturligtvis, eliminera problemet som motiverande förändringar kan påverka prestanda, är som alltid en möjlighet med denna typ av förfarande.
Kartong tunnlar för närvarande mycket för hemmet buren miljöberikning, men deras underlägeutsiktspunkt i detta sammanhang är att djuren oundvikligen kommer att praktiseras i balanserar på cylindrar som kan vingla omkring sin längdaxel, härma de färdigheter som krävs för att balansera på rotarod. Således buren anrikning skulle kunna maskera en beteendevetenskaplig fenotyp, ett exempel är förbättring av en Huntingtons sjukdom fenotyp genom anrikning 14. Också djuren vandrar ofta längs den långa axeln av dessa tunnlar, som när man går längs en förhöjd statisk balk. Därför konstruerade jag ett par förhöjda parallella barer, och placerades mössen i mitten med framtassarna på en bar och baktassarna på andra, en situation som de aldrig skulle ha stött på tidigare. Möss fick nå slutet stöder i barren medan resterande upprätt för att klara provet. En något liknande anordning var en serie av parallella stänger placerade i en mus bur för att bedöma utvecklingen av scrapie-inducerad motorisk dysfunktion 13.
Vi har nu testat flera hundramöss för motorik i Oxford. Dessa hade fått olika behandlingar inklusive farmakologiska medel, eller passiv överföring av vävnad (plasma) från människor, men mestadels genetiskt modifierade djur. Vissa djur var mer osäkra på styrka än samordningsuppgifter, andra vice versa. Vissa möss var mer osäkra på rotarod än den statiska substrat såsom de statiska stavar och parallella barer, andra vice versa. Så denna artikel och medföljande JUPITER-protokollet "Att mäta styrkan hos möss") beskriver hur man karakterisera hur olika behandlingar och mutationer kan differentiellt påverkar motoriken hos möss. Bortsett från rotarod den apparat som beskrivs här är enkel, billig och särskilt lämplig för laboratorier inte specialiserade för att testa motorik. För finskalig gånganalys är Catwalk systemet ett mycket mer sofistikerat system än äldre metoder som att förmå en mus för att gå igenom ett bläck bad och sedan ned ett papper, men det är en expensive apparat.
Alla dessa tester är utformade för att mäta koordination snarare än styrka, även om naturligtvis en minimal grad av muskelspänning är nödvändigt bara för musen för att använda sina armar och ben. För styrka bedömning, är den inverterade skärmen proceduren 10 mer passande, eller, om en mer graderad mätningar krävs, de vikter test eller dess automatiserade bar-pull motsvarande (beskriven i JUPITER-protokollet "Att mäta styrkan hos möss"). Undantaget är den horisontella linjen testet, vilket kräver både styrka och koordination för att lyckas.
The authors have nothing to disclose.
The Wellcome Trust för att ge Open Access finansiering till Oxford University. Robert Deacon är medlem i Oxford OXION gruppen, som finansieras av Wellcome Trust bidrag WT084655MA.