Protokoller er præsenteret for to etablerede motoriske opgaver, den accelererende rotarod og horisontale bar, også to test udviklet i Oxford nylig, de statiske stænger og parallelle barer. Disse tests kan opdage motorkøretøjer nedskrivninger potentielt af interesse i deres egen ret, såvel som værende mulige variable i test af andre områder af adfærd.
Mus bliver i stigende grad brugt i adfærdsmæssige neurovidenskab, stort set erstatte rotter som adfærdsforsker s dyr af valg. Før aspekter af adfærd såsom emotionalitet eller kognition kan bedømmes, men det er vigtigt at fastslå, om de motoriske evner af fx en mutant eller læderede mus tillader en sådan vurdering. Ydeevne på en labyrint opgave, som kræver styrke og koordination, såsom Morris water maze, kan meget vel blive svækket i en mus af motor, snarere end kognitive, svækkelse, så det er vigtigt at selektivt dissekere sidstnævnte fra det tidligere. For eksempel forårsagede sensorimotorisk svækkelser af NMDA-antagonister har vist sig at hæmme vand labyrint resultater 2..
Motorik er traditionelt blevet vurderet i mus og rotter ved rotarodtesten, hvor dyret er placeret på en vandret stang, der roterer omkring sin længdeakse dyret skal gå fremad til at forblive oprejst og ikke falder af.Både indstillede hastighed og accelererende versioner af rotarod er tilgængelige.
De andre tre prøver beskrevet i denne artikel (vandret bar, statiske stænger og parallelle stænger) alt foranstaltning koordinering på statisk apparat. Den vandrette linje kræver også styrke til tilstrækkelige præstation, især forbenene som musen oprindeligt griber bar lige med forpoterne.
Voksne rotter ikke klarer sig godt på tests såsom de statiske stænger og parallelle stænger (personlige observationer), de synes mindre godt koordineret end mus. Jeg har kun testet hanrotter, dog, og hanmus synes generelt mindre godt koordineret end kvinder. Mus synes at have en højere styrke: vægtforhold end rotter, det latinske navn, Mus musculus synes ganske passende. Rotarod, er variationerne af foden fejl test 12 eller Catwalk (Noldus) 15 apparat generelt bruges til at vurdere motorik hos rotter.
Behavior bliver manifesteret ved handling, og handling kræver motoriske færdigheder, herunder koordinering af kroppen. Et af de første forsøg i historien om dyrs adfærd blev udført af Colin Stewart, en ph.d.-studerende ved Clark University i USA 11.. Han målte aktiviteten af rotter ved at sætte dem ind i en tromle og tælles det antal gange det viste. Denne tidlige apparat var sandsynligvis forløberen for kørende hjul og den for tiden anvendte rotarodtesten, omend i Stewart apparat rotten var inde i tromlen, hvis bevægelse blev drevet af rotte, mens rotarod dyret går på ydersiden af en roterende tromle eller stang, der er motordrevet.
Den oprindelige stang anvendes af Dunham og Miya (1957) 7 havde et sæt hastighed, men i dag accelererende versioner (Jones og Roberts 1968) 9 er tilgængelige. Ulempen ved en indstillet hastighed rotarod er, at nogle dyr med dårlig koordinering vil falde ud påstarten, mens der for dem, der bliver på, vil testen snart begynde at måle udholdenhed snarere end koordinering per se. Den resulterende bimodal fordeling af datapunkter kan være tilstrækkelig unormal, at de forhindrer parametrisk analyse. Når en accelererende rotarod anvendes, især hvis det accelereres kun når et sæt kriterium, såsom opholder sig på i 10 sek, er opnået, datadistribution er mere tilbøjelige til at være Gaussisk. Den acceleration kan indstilles således, at motoren træthed ikke spiller en væsentlig rolle i udførelsen, en mus er usandsynligt, at markant trætte efter blot 2-3 min tid på rotarod.
Den "string test" 1 "bøjle test" eller vandret bar måler forelimb styrke og koordination. De to citerede skældsord henvise til sin udvikling, oprindeligt en streng blev brugt, men forfatterne bemærkede, at ydeevnen afhang meget af, hvordan stram snoren var dermed fremtidige eksperimentatorer brugt en metalstang, ofte en bøjle. Vi har fundet, at en mus evne til at gribe fat i stangen er omvendt proportional med dens diameter, og har standardmæssigt anvendt en 2 mm bar. I vægtene test (se JOVE protokol "Måling af styrken af mus"), den meget fine tråd af en kedel pels / kalkopsamler tillader de stærkeste dyr for at sikre sådan et godt greb, at de kan løfte mere end deres egen kropsvægt. Imidlertid kan anvendelse af større diameter vandrette bjælker være en fordel, da følsomheden af testen forbedres; med kun et 2 mm bar fleste normale C57BL / 6 mus nå loft ydeevne. Derfor har vi for nylig vedtaget en tre-bar apparat; stængerne let kan udskiftes, da de passer ind i hak skåret i toppen af de bærende søjler. Søjlerne holdes under spænding (især vigtigt at gøre 2 mm bar stive), da de kun passer hakkene når understøtningerne er let trækkes sammen (ligesom en langbue og dens string) (se figur 3).
Statiske stænger eller bjælker er ofte blevet brugtat måle koordinering, men yderligere motivation var altid bruges til at overtale dyrene at krydse stangen. De forhandlede en vandret bjælke for at nå et ønsket mål, såsom for burene, tilflugt fra en lys, eller fødevarer (hvis de er blevet gjort sulten). Men i forbindelse med undersøgelsen af denne type test, opdagede jeg, at mus spontant ville vende rundt når de placeres på den "åbne" ende af en fritbærende stang, og derefter krydse det, indtil de nåede den understøttede ende. Denne teknik eliminerer behovet for uddannelse (nødvendig i de tidligere omtalte test varianter) som den medfødte reaktion af en mus til at blive placeret nær enden af en forhøjet stang er at forsøge at nå den understøttede ende. Dette betyder naturligvis ikke, fjerne det problem, at motiverende ændringer kan påvirke ydeevnen, hvilket altid er en mulighed med denne type procedure.
Pap tunneler er i øjeblikket meget brugt til hjemmet bur miljøberigelse, men deres dårligtudsigtspunkt i denne sammenhæng er, at dyr uvægerligt vil blive praktiseret i balancing på flasker, der kan slingre om deres lange akse, efterligne de nødvendige færdigheder til at balancere på rotarod. Således hjembur berigelse potentielt kunne maskere en adfærdsmæssig fænotype, et eksempel er bedring af en Huntingtons sygdom fænotype ved berigelse 14.. Også dyrene ofte gå langs den lange akse af disse tunneler, som når walking langs en forhøjet statisk stråle. Derfor har jeg bygget et par af forhøjede parallelle stænger og placeret mus i midten med forpoterne på én bar og bagpoter på den anden en situation, som de aldrig ville have stødt på før. Mus havde at nå slutningen støtter af de parallelle stænger, mens de resterende oprejst for at bestå prøven. En noget lignende anordning var en serie af parallelle stænger placeret i en mus bur for at vurdere udviklingen af scrapie-induceret motorisk dysfunktion 13..
Vi har nu testet flere hundredemus til motor fungerer ved Oxford. Disse havde modtaget forskellige behandlinger, herunder farmakologiske midler, eller passiv overførsel af væv (plasma) fra mennesker, men for det meste genetisk modificerede dyr. Nogle dyr var mere forringet på styrke end koordineringsopgaver, andre vice versa. Nogle mus var mere forringet på rotarod end på statiske substrater, såsom de statiske stænger og parallelle barer, andre vice versa. Så den nuværende artiklen og den ledsagende JOVE protokol "Måling styrke i mus") beskriver, hvordan du karakterisere den måde forskellige behandlinger og mutationer kan differentielt påvirke motorik hos mus. Bortset fra rotarod det her beskrevne apparatur er enkel, billig og særligt egnet til laboratorier ikke specialiseret til afprøvning motoriske færdigheder. For fine-skala ganganalyse er Catwalk-systemet en langt mere sofistikeret system end ældre metoder såsom at overtale en mus til at gå gennem en blæk bad og derefter ned et stykke papir, men det er en expensive stykke apparatur.
Alle disse test er designet til at måle koordinering snarere end styrke, selv om det naturligvis en minimal grad af muskeltonus er nødvendig blot for musen til at bruge sine lemmer. For styrken vurdering er den omvendte skærm procedure 10 mere passende, eller, hvis en mere gradueret måling er påkrævet, vægte testen eller dens automatiske bar-pull ækvivalent (beskrevet i JOVE protokol "Måling styrke i mus"). Undtagelsen er den vandrette bjælke test, som kræver både styrke og koordination for en vellykket performance.
The authors have nothing to disclose.
Wellcome Trust for at give Open Access midler til Oxford University. Robert Deacon er medlem af Oxford OXION gruppe, finansieret af Wellcome Trust tilskud WT084655MA.