Protokoller presenteres for to etablerte motoriske oppgaver, den akselererende rotarod og horisontal bar, også to tester utviklet i Oxford nylig, de statiske stenger og parallelle barer. Disse testene kan detektere motoriske svekkelser potensielt av interesse i seg selv, samt å være mulige varianter i tester av andre områder av virkemåten.
Mus brukes i økende grad i atferdsmessige nevrovitenskap, i stor grad erstatte rotter som observatør er dyr av valget. Før aspekter av atferd som emosjonalitet eller kognisjon kan vurderes, men det er viktig å finne ut om de motoriske evnene til f.eks en mutant eller lesioned mus tillate en slik vurdering. Ytelsen i en labyrint oppgave som krever styrke og koordinasjon, slik som Morris vann labyrint, kan godt være svekket i en mus ved motor, snarere enn kognitive, svekkelser, så det er viktig å selektivt dissekere sistnevnte fra førstnevnte. For eksempel forårsaket sensorisk-svekkelser ved NMDA-antagonister er blitt vist å nedsette vann labyrint ytelse 2..
Motorisk koordinasjon har tradisjonelt vært undersøkt i mus og rotter ved rotarod test, der dyret plasseres på en horisontal stang som roterer om sin egen lengdeakse; dyret må gå forover for å holde seg oppreist og ikke faller av.Begge satt fart og akselererende versjoner av rotarod er tilgjengelig.
De tre andre testene som er beskrevet i denne artikkelen (horisontal bar, statiske stenger og parallelle barer) alle mål koordinering på statisk apparat. Den horisontale linjen krever også styrke for tilstrekkelig ytelse, spesielt av forbein som mus i utgangspunktet grep baren bare med forbeina.
Voksne rotter ikke utfører godt på tester som de statiske stenger og parallelle barer (personlige observasjoner), de synes mindre godt koordinert enn mus. Jeg har bare testet hannrotter, imidlertid, og hannmus synes generelt mindre godt koordinert enn hunnene. Mus synes å ha en høyere styrke: vekt-forhold enn rotter, det latinske navnet, Mus musculus, virker helt riktig. Den rotarod, er varianter av foten feil test 12 eller catwalk (Noldus) 15 apparater vanligvis brukt for å vurdere motorisk koordinasjon hos rotter.
Atferd tilkjennegis av handling, og handling krever motoriske ferdigheter, inkludert koordinering av kroppen. En av de første eksperimentene i historien om dyrs atferd ble utført av Colin Stewart, en doktorgradsstudent ved Clark University i USA 11.. Han målte aktivitet hos rotter ved å sette dem inn i en trommel og telles antall ganger det viste. Denne tidlige apparat var sannsynligvis forløperen til løpehjulene og den for tiden brukte rotarod test, enskjønt i Stewart apparat rotten var inne i trommelen, bevegelsen av som ble drevet av den rotte, mens i rotarod dyret går på utsiden av en roterende trommel eller stang, som er motordrevet.
Den opprinnelige stang brukes av Dunham og Miya (1957) 7 hadde en fast hastighet, men i dag akselererende versjoner (Jones og Roberts 1968) 9 er tilgjengelig. Ulempen med en satt hastighet rotarod er at noen dyr med dårlig koordinering vil falle av påstarten, mens det for de som ikke liggende på, vil testen begynner snart å måle utholdenhet i stedet for koordinering per se. Den resulterende bimodal fordeling av datapunkter kan være tilstrekkelig unormalt at det forhindrer parametrisk analyse. Når en akselererende rotarod brukes, særlig hvis den er akselerert bare når et sett kriterier, slik som bor på i 10 sekunder, er oppnådd, er datafordelingen større sannsynlighet for å være gaussisk. Frekvensen av akselerasjon kan justeres slik at motoren trøtthet ikke spiller en betydelig rolle i ytelse, en mus er trolig ikke markert utmattet etter bare 2-3 min tid på rotarod.
Den "streng test" en, "kleshenger test" eller horisontal bar måler forbena styrke og koordinasjon. De to skjellsord siterte referere til sin utvikling, opprinnelig en streng ble brukt, men forfatterne bemerket at ytelsen avhengig veldig mye på hvor stram strengen var, derav fremtidige forskere brukte en metallstang, ofte en kleshenger. Vi har funnet at en mus evne til å gripe stangen er omvendt proporsjonal med dens diameter, og har standardly brukt en 2 mm bar. I vekter test (se Jove protokoll "måle styrken på mus") veldig fine ledning av en kjele pels / skala solfangeren gjør de sterkeste dyrene for å sikre en så god grep som de kan løfte mer enn sin egen kroppsvekt. Imidlertid kan bruke større diameter horisontale bjelker være en fordel, da følsomheten av testen forbedrer, med bare en 2 mm bar de fleste normale C57BL / 6 mus nå tak ytelse. Derfor har vi nylig innført en tre-bar apparatur; stengene lett kan byttes om så de passer inn i hakk skjære inn i toppene av de søyler. Stolpene blir holdt under strekk (særlig viktig for å gjøre den stiv 2 mm bar) som de bare passer hakkene når støttene er svakt trukket sammen (som en langbuen og dens snor) (se figur 3).
Statiske stenger eller bjelker har ofte blitt bruktå måle koordinering, men ekstra motivasjon ble alltid brukt å overtale dyrene å krysse stangen. De forhandlet en horisontal bjelke for å nå et ønsket mål, slik som hjem buret, tilflukt fra et sterkt lys, eller mat (hvis de er blitt gjort sulten). Men i løpet av undersøke denne type test, oppdaget jeg at mus ville spontant snu når den plasseres på "åpen" enden av en utkraget stang, og deretter krysse den før de nådde støttet slutten. Denne teknikk eliminerer behovet for opplæring (nødvendig i den tidligere nevnte test-varianter) som medfødt reaksjon av en mus til å være plassert nær enden av en forhøyet stang er å forsøke å nå den støttede enden. Dette betyr ikke, selvfølgelig, eliminere problemet som motiverende endringer kan påvirke ytelsen, er som alltid en mulighet med denne type prosedyre.
Papp tunneler er i dag mye brukt til hjemme buret miljøberikelse, men deres vanskeligstilteutsiktspunkt i denne sammenheng er at dyrene vil uunngåelig bli praktisert i balansering på sylindere som kan vingler om sin lange akse, etterligne den kompetansen som trengs for å balansere på rotarod. Dermed hjem bur berikelse potensielt kan maskere et atferdsmessig fenotype, et eksempel er forbedring av en Huntingtons sykdom fenotype av berikelse 14. Også dyr ofte gå langs den lange aksen av disse tunnelene, som når vandre langs en forhøyet statisk stråle. Derfor har jeg laget et par av forhøyede parallelle barer, og plassert musene i midten med forpotene på en bar og hindpaws på den andre, en situasjon som de aldri ville ha møtt før. Mus måtte komme endestøttene av de parallelle stolper mens resterende oppreist for å bestå testen. En noe lignende anordning var en serie av parallelle stolper som er plassert i et bur mus for å vurdere utviklingen av skrapesyke-indusert motorisk dysfunksjon 13..
Vi har nå testet flere hundremus for motor fungerer ved Oxford. Disse hadde fått ulike behandlinger, inkludert farmakologiske midler, eller passiv overføring av vev (plasma) fra mennesker, men for det meste genmodifiserte dyr. Noen dyr var mer svekket på styrke enn koordinering oppgaver, andre vice versa. Noen mus var mer svekket på rotarod enn på statiske underlag som de statiske stenger og parallelle barer, andre vice versa. Så denne artikkel og medfølgende Jove protokollen "Måle styrke i mus") beskriver hvordan å karakterisere måten ulike behandlinger og mutasjoner kan differentially påvirke motorisk funksjon hos mus. Bortsett fra rotarod apparatet beskrevet her er enkel, billig og spesielt egnet for laboratorier ikke spesialiserte for å teste motoriske ferdigheter. For fin-skala gangart analyse, er Catwalk systemet en mye mer sofistikert system enn eldre metoder som overtale en mus til å gå gjennom en blekk bad og deretter ned et stykke papir, men det er en expensive stykke apparatur.
Alle disse testene er utformet for å måle koordinasjon enn styrke, selv om det selvsagt en minimal grad av muskeltonus er nødvendig bare for musen til å bruke sine lemmer. For styrke vurdering, er det inverterte skjerm prosedyre 10 mer egnet, eller, hvis en mer gradert måling er nødvendig, vil vekt testen eller dens automatiske bar-pull ekvivalent (beskrevet i Jove protokoll "Measuring styrke hos mus"). Unntaket er den horisontale stangen test, som krever både styrke og koordinasjon for vellykkede resultater.
The authors have nothing to disclose.
The Wellcome Trust for å gi Open Access finansiering til Oxford University. Robert Deacon er medlem av Oxford OXION gruppen, finansiert av Wellcome Trust stipend WT084655MA.