Adfærdsmæssige Vurdering af håndelag i ikke-menneskelige primater

Summary

Som håndelag er et prærogativ hovedsageligt af primater, har adfærdsmæssige opgaver er udviklet i makak aber. Fire nå og gribe prehension opgaver, måle hånd manipulation evne og kraft, gør det muligt at oprette funktionelle bedring efter en læsion af det centrale nervesystem og for at afprøve effekten af ​​en behandling.

Abstract

Den corticospinal (CS) tarmkanalen er den anatomiske støtte fra den udsøgte motorens evne til at dygtigt manipulere små objekter, et prærogativ hovedsageligt af primater ^1. I tilfælde af læsion påvirker CS projektion system på dens oprindelse (læsion af motor kortikale områder) eller langs sin bane (livmoderhalskræft ledning læsion), er der et dramatisk tab af håndelag (hånd lammelse), som ses i nogle tetraplegiker eller hemiplegisk patienter . Selvom der er en vis spontan funktionel genopretning efter sådanne forandringer, er det stadig meget begrænset i den voksne. Forskellige terapeutiske strategier er i øjeblikket foreslået (fx celleterapi, neutralisering af hæmmende axonal vækst molekyler, anvendelse af vækstfaktorer, osv.), som er mest udviklet sig i gnavere. Men før klinisk anvendelse, er det ofte anbefales at afprøve, effekt og sikkerhed af behandlingen hos ikke-menneskelige primater. Dette gælder især, når målet er at genoprette håndelag efteren læsion af det centrale nervesystem, som tilrettelæggelsen af det motoriske system af gnavere er forskellig fra den, primater ^1,2. Makak-aber er illustreret her som en passende adfærdsmæssige model til at kvantificere fingerfærdighed med primater, at afspejle de underskud som følge af læsion af den motoriske hjernebark eller livmoderhals ledning for eksempel måle omfanget af spontane funktionel genopretning, og når en behandling er anvendt, evaluere hvor meget det kan forbedre den funktionelle opsving.

De adfærdsmæssige vurdering af håndelag er baseret på fire forskellige, komplementære, nå og gribe manuelle opgaver (brug af præcision greb til at forstå pellets), hvilket kræver en grunduddannelse af voksne makak aber. Forberedelsen af ​​dyrene er påvist, samt positionering i forhold til adfærdsmæssige set-up. Udførelsen af ​​en typisk abe er illustreret for hver opgave. Indsamling og analyse af relevante parametre, der afspejler præcis hånd manipulationtion, samt kontrol af magt, er forklaret og demonstreret med repræsentative resultater. Disse data placeres derefter i en bredere sammenhæng, der viser, hvordan de adfærdsmæssige data kan udnyttes til at undersøge virkningen af ​​en rygmarven læsion eller en læsion af den motoriske hjernebark og i hvilket omfang en behandling kan forstærke den spontane funktionelle opsving, ved at sammenligne forskellige grupper af aber (behandlet versus simuleret behandlet for eksempel). Fordele og begrænsninger af de adfærdsmæssige test diskuteres. Den nuværende adfærdsmæssige tilgang er i overensstemmelse med tidligere rapporter, der understreger relevansen af ikke-menneskelige primat model i forbindelse med sygdomme i nervesystemet ^2,3.

Protocol

Den samlede ordning af forsøget er afbildet i figur 1.

1. Animal forberedelse og overførsel til de adfærdsmæssige laboratoriet

1. I laboratoriet, forberede de adfærdsmæssige set-up: Fyld brøndene af de forskellige test-boards (test 1 til 3 nedenfor) med de piller, der tjener som belønning under adfærdsmæssige test.
2. Overførsel aben fra gruppeopstaldning rum til en overførsel bur. Aben er uddannet til at indtaste en tunnel giver adgang til primat stol, med efterfølgende positionering af hovedet. Aben vægt måles, før de overføres i primat stolen til laboratoriet.

2. Test 1: Modificeret Brinkman bord

1. Denne test, ændret og tilpasset fra tidligere rapporter ^4,5, er den grundlæggende adfærdsmæssige opgave reference, der skal gennemføres på hver adfærdsmæssige session. Indlede videooptagelse med digitalkameraet over set-up (mulighed for også at placere 2 ADtraditionelle kameraer, et på hver side af brættet) og placere aben foran Brinkman bord.
2. Åben for eksempel højre vindue på primat stol for at give adgang til den højre hånd. Ved hjælp af højre hånd, aben henter maden pellets fra de 50 slots (25 lodret og 25 vandret).
3. Efter afslutningen af ​​testen, skal du lukke det højre vindue og fyld brættet med træpiller.
4. Åbn venstre vindue, og gentag testen for venstre hånd.
5. Belønne dyret i slutningen af ​​testen med et par rosiner eller en mandel, en procedure, der skal gentages ved slutningen af ​​hver prøve at bevare motivationen under hele daglig session.

Yderligere oplysninger: Tre digitale videokameraer bruges til at optage sekvensen for off-line behandling, placeret oven over bord og en på hver side af brættet (til præcist at vurdere placeringen af ​​fingrene mens de udfører de grådige). Inden for samme daglige session, the abe kan udføre en anden opgave (enten opgave 2, og / eller opgave 3 og / eller opgave 4, der skal fordeles mellem de forskellige dage i ugen). Til prøven 1, hvis aben startede med højre hånd på dag 1 starter med venstre hånd på dag 2 og så videre.

6. Valgfrit: Mens test udført ovenfor med den ene eller den anden side hver for sig kan sammenligne præstationer på venstre hånd til højre hånd (til identifikation af "dominerende hånd"), er det også muligt på et tidligt tidspunkt i uddannelsen til at lade abe udføre opgaven med begge hænder samtidig. Hvis en hånd bliver brugt oftere end de andre til at forstå piller, så kan det betragtes som den "foretrukne hånd".

3. Test 2: Brinkman boks (med og uden visuel kontrol)

1. Den Brinkman boks omfatter 20 brønde (10 lodret og 10 vandret). I forhold til test 1, aben skal kontrollere hånden i en begrænset plads, med mindre grader af frihed til at udføre den præcisiongreb bevægelse. Fyld brættet med træpiller og luk den øverste facet af kassen, for at gennemføre først prøve i fravær af visuel kontrol (afhængig af taktile efterforskning).
2. Placér aben foran Brinkman kassen. Åbn venstre vindue i primat stolen for at teste den venstre hånd i fravær af visuel kontrol. Aben forsøger at hente de 20 piller, mens den sekvens er optaget fra et digitalt kamera placeret under kassen.
3. Luk det venstre vindue af primat stolen. Refill brættet med træpiller. Åbn højre vindue primat stolen. Aben gentager forsøget med den højre hånd i mangel af visuel kontrol. Luk højre vindue primat stolen.
4. For at teste evnen til at forstå piller i Brinkman boksen under visuel kontrol, åbne den øverste facet af kassen.
5. Fyld kassen med træpiller og aben udfører testen med højre hånd.
6. Luk højre vindue primat stolen. Fyld kassen med træpiller. Åbn venstre vindue i primat stolen. Aben udfører testen med venstre hand.Repeat trin 2.5.

4. Test 3: Rotation Brinkman bord

1. Denne test kan sammenlignes med den Brinkman bestyrelsen opgave (test 1), bortset fra, at bestyrelsen er roterende, tvinger aben at forudse forskydningen af ​​bestyrelsen i en (med uret) eller den anden (mod uret) retning. Fyld brættet med træpiller. Rækkefølgen er optaget med et digitalt kamera, placeret over set-up (mulighed for også at placere 2 ekstra kameraer, en på hver side).
2. Åbn højre vindue primat stolen. Aben henter piller fra de 32 brønde, fordelt på fire koncentriske rækker, mens bestyrelsen er at dreje med uret.
3. Luk det højre vindue. Refill brættet med træpiller.
4. Åbn venstre vindue i primat stolen. Aben udfører testen som i 4.2 med venstre hånd.
5. Gentag punkt fra 4,2 til 4,4, mens bestyrelsen is at dreje mod uret (den ene hånd efter den anden). Gentag trin 2.5.

5. Test 4: Nå, og tag fat skuffe opgave

1. At kombinere prehension evne med kapacitet til at generere kraft, denne test (afledt fra tidligere versioner ^6-11) var designet således, at aben er nødt til at åbne en skuffe ved at udøve først en greb kraft på knappen af skuffen, efterfulgt af en belastning kraft til at åbne skuffen, der giver adgang til en pellet placeret inde i skuffen. Pillen hentes med den samme hånd, mens skuffen er åben, igen ved hjælp af præcision greb. Et digitalt kamera er placeret på toppen af ​​skuffen, for at registrere forsøg for off-line styring af data (f.eks detektering af fejlagtige forsøg).
2. Åbn højre vindue primat stolen. Aben udfører 10 forsøg på hvert af de 5 forskellige niveauer af resistens ved hjælp af højre hånd (for at have mindst 5 rigtige forsøg for hvert modstand niveau).
3. Gentag testen (50 forsøg) med the venstre hånd. Gentag trin 2.5.

Yderligere oplysninger: På de næste adfærdsmæssige daglige møde, den hånd med, hvor dyret har testen først på den foregående session suppleant.

6. Slutningen af ​​adfærdsmæssige session

1. Efter afslutningen af ​​de omhandlede undersøgelser på denne dag, foder og belønne aben med mad i tillæg til de piller modtaget i løbet af prøverne. Typisk, aben modtager korn og frugt.
2. Aben bliver returneret til den gruppe boliger rum med kammerater.

Den præcise tidsmæssige rækkefølge af de forskellige udførte test er skrevet på protokollen formularen.

7. Repræsentative resultater

De fire adfærdsmæssige test illustreret ovenfor (Figur 1) har været anvendt i udstrakt grad i vores laboratorium i forbindelse med undersøgelser med henblik på at undersøge den funktionelle opsving fra læsion af de cervikale rygmarven (FiGure 2A) eller af den motoriske hjernebark (Figur 2B), i fravær eller i overværelse af en behandling, der anvendes til at forbedre den spontane opsving ^12-19.

Til test 1 (ændret Brinkman bord), er analysen fokuseret på to parametre (figur 3 og 4A): i) score, givet ved antallet af pellets hentes af abe i de første 30 sekunder, tælles separat for den lodrette slots og den vandrette slots (ved at genspille off-line den optagede video sekvens), ii) kontaktoplysninger tid (CT), defineret som den tid (varighed) af kontakt mellem fingrene og pille (se også figur 6, bund serie af billeder ). Det er tidsintervallet mellem indsættelsen af ​​den første finger (normalt pegefinger) i åbningen at røre ved pellet og påbegyndelsen af ​​hentning af bundfaldet op af brønden. Tidsintervallet er målt ved genspille frame for frame den videosekvens. Den CT er målt for de første fem verticAl slots og de ​​første fem vandrette slots rettet af aben ^16-18. Graferne af partituret illustrerer grunduddannelsen fase, før læsionen plateau, det dramatiske fald i score (normalt til nul) umiddelbart efter læsion, den progressive (spontane) funktionelle opsving i retning mod den post-læsion plateau. Den funktionelle opsving er udtrykt i% af forholdet mellem median post-læsion score ved plateau divideret med median pre-læsion score (plateau) ^* 100 (figur 3 og 4A). For CT, som er en stigning afspejler et underskud på de funktionelle opsving udtrykt i% er forholdet mellem medianen præ-læsion CT (plateau) divideret med median post-læsion CT på plateauet ^* 100. Effekten af behandlingerne post-læsion, demonstreret baseret på test 1, er illustreret i detaljer i de foregående rapporter fra dette laboratorium ^14,15,17. En yderligere analyse kan behandle spørgsmålet i den strategi, nemlig den tidsmæssige rækkefølge af slots besøg af monkey (figur 4B).

Til test 2 (Brinkman boks), men scoren også kan etableres som i test 1, en ​​mere meningsfuld parameter er "samlet tid", der defineres som tidsintervallet mellem plukning af toerstoffet i det første slot og plukning af pillen i de sidste (20 ^th) slot (Figur 5). En funktionel genopretning kan beregnes og udtrykkes i%. Det er beregnet ved hjælp af median samlede tid præ-læsion (plateau efter træning fase) divideret med den mediane samlede tid efter læsion på plateauet ^* 100.

Til test 3 (roterende Brinkman bord), selvom score også kan etableres som ovenfor (test 1), en følsom parameter er kontakttid (CT, defineret som ovenfor i test 1), målt for de første ti pladser (Figur 6 ).

Til test 4 (. Rækkevidde og gribe skuffe opgave), set-up comprises flere detektorer, registrering af diskrete begivenheder som trial indledning (hånden afbryder en lysstråle placeret foran panelet), håndbetjente røre knappen, debut af skuffen trække, slutningen af ​​skuffen åbning, hånd ind i sprækken (pick-in tid ), håndbetjente tilbagetrækning fra slot (pick-out tid). Krafttransducere på knappen kunne måle greb kraft (udøves af tommel-og pegefinger trykke på knappen), og belastningen kraft (udøvet at trække skuffen, for at modvirke forskellige niveauer af resistens pålagt skuffen åbning). De forskellige niveauer af resistens imod åbning af skuffen blev opnået ved at ændre intensiteten af ​​nuværende anvendt på en rotative elektromagnetisk motor fastgjort til bagsiden af ​​skuffen. Det set-up er designet til at anvende en resistiv kraft parallelt med retningen af ​​åbningen af ​​skuffen. Detaljeret ordning af skuffen set-up er til rådighed på anmodning til den tilsvarende forfatter. Alle disse data er indsamlet med interfacet ennd software Spike 2 og vises som illustreret i figur 7.

Som tidligere reported1 ^4,15, repræsenterer disse opgaver adfærdsmæssige grundlag for at undersøge, om den spontane opsving fra en læsion af de cervikale ledningen kan blive forstærket med en specifik behandling med henblik på at fremme aksonal regenerering (Figur 8).

Den hentning score og kontakten tidsparametre afspejler forskellige komponenter i håndelag: den første omfatter hele motoren sekvensen (nå, gribe, tilbagetrækning af hånden, transport af træpiller til munden), mens den anden er fokuseret på den grådige fase eneste. Disse to parametre er særligt præcise og komplementære de ændrede og den roterende Brinkman bestyrelsen opgaver. Der henviser til, score repræsenterer stort set overflødige oplysninger i disse to opgaver, kontakten gang i kontrast giver mere opgave-specifikke oplysninger på grund afvariation af slots positioner i de roterende Brinkman bestyrelsen opgave, i forhold til deres statisk position i den modificerede Brinkman bestyrelsen opgave. Den Brinkman box opgave adskiller sig fra de to ovennævnte opgaver, som de frihedsgrader for bevægelser med hånden, er begrænset af det lukkede rum. Som følge heraf spiller placeringen af ​​de forskellige slots på tavlen i Brinkman kassen en vigtig rolle i form af vanskeligheder at udføre den manuelle prehension, på grund af exiguity af kassen. For eksempel, forstyrrer de grådige med hånden fra slots placeret på højre side af kassen med højre lateral væg.

Derfor vil en vurdering af genfinding score begrænset til 30 sekunder som i den ændrede Brinkman bestyrelsen være partisk, afhængigt af placeringen af ​​slots rent faktisk besøgt af aben i denne begrænsede periode, hvilket genererer en betydelig variation fra en session til en anden. Af denne grund er det mere hensigtsmæssigt at involve alle slots (n = 20) og derfor parameter samlede tid blev valgt. I den modificerede Brinkman bord, var den samlede tid, betragtes ikke som aben kan i nogle tilfælde løst motivation (for eksempel post-læsion) på grund af det store antal slots, der skal udføres (n = 50). Langs samme linie, vil analysen af ​​den kontakt, tid inddrage til at tage alle de slots, de Brinkman kassen i betragtning (mens det kun de første fem slots i den modificerede Brinkman bestyrelsen blev betragtet som placeringen af ​​de udvalgte slots har lidt, hvis der ikke indvirkning på denne parameter). Derfor, for Brinkman kassen, anbefaler vi i en første tilgang til at bestemme den samlede tid, som det blev observeret at være en yderst relevant og oplysende parameter, i hvert fald i vores studier med aber udsættes for en motor cortex læsion (ingen tilgængelige data for rygmarven lesioned aber). Ikke desto mindre kan kontakte tid anses for Brinkman kassen, men i et andet trin herunder alle tyve slots, hver for sig dogfor den vandrette og lodrette slots (ikke vist).

Figur 1. Overordnet plan af forsøget. Dyret er overført fra dyr facilitet ind i primat-stolen, transporteres derefter til adfærdsmæssige laboratoriet. På hver daglig session, udfører aben testen 1. På anden dag, så aben udfører test 2, og / eller test 3, og / eller test 4. Nogle aber (specielt motiverede) kan udføre alle tests på samme daglige session. Mad pellets (bruges som belønning) var lavet af tørret banan eller glucose pulver, som er komprimeret i en rund form på ca 4 mm i diameter. I alle vores adfærdsmæssige test, bruger vi støvfrit præcision piller (45 mg), som BioServ, One 8th Street, Suite One, Frenchtown, NJ 08825, USA.

Den dimension af den ændrede Brinkman bestyrelsen er 240 mm lang og 140 mm bred, mens dimension af slots er 15 mm lang, 8 mm WIDe og 6 mm dyb. Diameteren af ​​bestyrelsen i rotative Brinkman bord er 114 mm.

. Figur 2 repræsentant (kirurgisk) læsion af de cervikale ledningen (panel A, ændres fra ¹⁵⁾ og (kemisk) læsion af den motoriske hjernebark (panel B; modificeret fra ^16), der stammer fra tilsvarende histologiske sektioner, behandles til SMI-32 farvning . Den maksimale omfang af livmoderhalskræft ledningen læsionen er blevet rekonstrueret fra hinanden følgende sagittal dele af rygmarven (panel A), mens omfanget og placeringen af ​​den motoriske hjernebark læsionen er blevet rekonstrueret fra hinanden frontalt dele af hjernen og igen placeres på et lateral udsigt over den tilsvarende hjernehalvdel (rød plet i panel B). Den cervikale ledningen læsion skyldes en transection med en operation blad på det niveau, C7-C8, hvilket resulterer i en sub-hemisection afbryde ensidigt vigtigste CS-tarmkanalen komponent i dorsolaterale funiculus, over motoneurons kontrollerende hånd muskler ^14,15,20. Den permanente kortikale læsion blev produceret ved infusion af ibotenic syre ^13,16,17, på websteder, der dækker hånden repræsentation tidligere er fastlagt ved anvendelse af intracortical microstimulation (ICMS, se ^16,21,22). Den kortikale læsionen område fremstår som en brat afbrydelse af SMI-32 farvning af neuroner i lag III og V i rostralt bank i den centrale sulcus (areal afgrænset med den stiplede linje i panel B).

Figur 3. Repræsentant data fra den modificerede Brinkman bestyrelsen opgave (test 1) udført af en abe udsat for en læsion af rygmarven (som vist i figur 2A). Grafen viser den score (ordinat), separat for den lodrette slots (blå symboler) og den horisontale slots (røde symboler). De gule symboler er for summen aflodrette og vandrette score på en given daglig session. I abscissen, er det tid for de efterfølgende dage adfærdsmæssige sessioner. Den lodrette stiplede Redline (dag 0) er den dag, hvor læsionen blev udført. Tre forskellige perioder skal fremhæves: den første (sort stiplet linie) svarer til uddannelsen periode, den anden (blå stiplet linie) til plateauet af performance før læsionen, og det tredje (grøn stiplet linie) til plateauet inddrives ydeevne. Der er ændret fra ^15.

Figur 4A. Samme som i figur 3 (test 1), men i en abe udsat for en læsion af den motoriske hjernebark (som vist i figur 2B). Graferne viser score (panel A; samme konventioner som i figur 3), og kontakten tid (CT, panel B) data. I abscissen, er det tid tilde efterfølgende dage af den adfærdsmæssige sessioner. Den lodrette stiplede Redline (dag 0) er den dag, hvor læsionen blev udført. I panel B, svarer hver prik til tidspunktet for kontakt mellem finger og pille i et slot (5 forsøg pr orientering for hvert møde, den grå bjælke repræsenterer den gennemsnitlige værdi). Bemærk, at for de forsøg, hvor dyret ikke kunne udføre den opgave (umiddelbart efter læsion), CT fremstår som et mættet værdi på 5 sekunder. Der er ændret fra ^16,17.

Figur 4B. Analyse af strategi, der blev vedtaget i den modificerede Brinkman bestyrelsen opgave, der udføres med contralesional hånden, før læsion af den motoriske hjernebark (Pre), i opsvingsfasen (Recovery) og post-læsion på plateau (Post). Farven på hvert slot angiver den sekventielle rækkefølge af de slots besøgt af abe i en session (den første besøgte slot er vist ved den mørkeste blå og den sidste slot besøgt af de mørkeste røde). Bemærk THAt pre-læsion, aben startede på venstre side af brættet og scannede systematisk mod højre. Under opsving, var den rækkefølge ændret. På plateau post-læsion, der blev vedtaget den strategi, præ-læsion dukkede igen op (systematisk scanning fra venstre mod højre).

Figur 5. Repræsentant data fra Brinkman kassen (test 2), for en abe udfører opgaven under visuel kontrol. Ordinat er den samlede tid, det tager at tømme de 20 brønde langs den daglige sessioner (abscissen), som blev gennemført før og efter en læsion af den motoriske hjernebark (lodrette stiplede linje). Dimensionerne af de tilgængelige volumen i boksen er 1360 cm ³ (120mm ^* 110mm ^* 103mm). Bemærk en indledende fase af uddannelse, karakteriseret ved en større variation af den samlede tid fra en session til den næste. Umiddelbart efter det kortikale læsion, deabe var ikke i stand til at udføre opgaven (datapunkter mættet ved 200 sekunder). Den p-værdi er statistisk signifikant for forskellen mellem den gennemsnitlige samlede tid præ-læsion (midten af ​​den vandrette grå rektangel i venstre) og den mediane samlede tid efter læsion i de sidste møder (midten af ​​den vandrette grå rektangel på det rigtige ). Den procentdel af funktionelle opsving er 89,6%, mens mængden af den motoriske hjernebark læsionen var 41,8 mm ^3. Der er ændret fra ^19.

Figur 6. Repræsentative resultater (top to grafer) stammer fra rotative Brinkman bestyrelsen opgave (test 3), med illustration af kontakten tiden målt præ-læsion og post-læsion, med de samme konventioner som i figur 4A (panel B), for en abe udsat for en læsion af den motoriske hjernebark (data ændres fra ^17). Den øverste graf er for en uret ("Cl") ro førelsen af ​​bestyrelsen, mens den nederste graf er for en uret ("C-Cl") rotation af bestyrelsen. De to lodrette grå pile viser, at kontakten tiden var uendelig lang tid i par sessioner umiddelbart efter læsion, som aben ikke var i stand til at udføre opgaven med contralesional hånden. Den serie af billeder i bunden af ​​figuren illustrerer den metode til at måle kontakten tid (gælder for både den ændrede Brinkman bestyrelsen og roterende Brinkman bestyrelsen). Længst til venstre Billedet viser hånden nærmer åbningen indeholder pellet (100 ms før kontakt mellem pegefinger og pellet). Den næste ramme til højre svarer til den tid kontaktpunkt (0 ms). Så kontakt er defineret som det tidsinterval (i ms), der kører indtil den når rammen (længst til højre en), der svarer til den tid punkt, hvor pillen er taget ud af åbningen. Kontakten tid her er 240 ms.

58/3258fig7.jpg "/>
Figur 7. Repræsentant data fra en session udføres af én abe på at nå og gribe skuffe opgave (test 4).

Panel A: Rå data svarende til tre parametre erhverves online i løbet af et enkelt forsøg: load kraft i rødt, greb kraft i blå og forskydning af skuffen med grønt. Flere markører blev også erhvervet i løbet af opgaven: at plukke tid svarer til tidspunktet for den belønning at fatte, fuld åben for den fuldstændige åbning af skuffen og Knop touch (tch) til det tidspunkt, hvor dyret first rører knappen. Til analysen blev syv markører placeret på kritiske tidspunkter i udfoldelsen opgave (fx 3 grå markører på de tre nederste vandrette linjer): 1) tid låst til et tryk på knappen ved dyret, 2) udbrud greb kraft; 3) maksimal greb kraft; 4) udbrud af belastning kraft; 5) maksimal belastning kraft 6) tid låst, når skuffen er helt åben, 7) tid låst til at plukke tid.

Panel B: Repræsentation af de kvantitative resultater for to parametre indspillet i løbet af opgaven: grebet kraft (kraft bruges til at forstå knappen mellem pegefinger og tommelfinger) og belastningen kraft (kraft bruges til at åbne skuffen) i to diagrammer: den maksimale værdi (venstre graf) og hældningen værdi (fra udbrud til max;. højre graf).

Fire ud af de fem forskellige relative niveauer af resistens er blevet illustreret her: R0 (0 Newton), R3 (1,4 N), R5 (2,75 N) til R7 (5 N). Grebet af skuffen har en trekantet og flad facon. Bunden af ​​trekanten knyttet til skuffen foranstaltninger 20mm og den øverste (15 mm fra bunden) består i en cirkulær kontur af 7 mm i diameter. Skuffen har selv følgende dimensioner: længde = 50 mm, bredde = 27 mm og højde = 45mm.

Figur 8. Reminder (ændret fra ¹⁵⁾ af brugen af de adfærdsmæssige test 1 for at undersøge den mulige virkning af en behandling (anti-Nogo-A antistof) på den funktionelle nyttiggørelse fra livmoderhalsen ledningen læsion. For både scorer og kontakt tid, såvel som for både slot retningslinjer, behandlede gruppe af kontrol antistof aber (blå symboler, n = 6) genvinder håndelag dårligere end gruppen af ​​anti-Nogo-A antistof behandlede aber (røde symboler n = 7), især for store mængder af læsion. De 2 grupper adskiller sig signifikant med p = 0,035 (Panel A), p = 0,022 (Panel B), p = 0,035 (panel C) og p = 0,008 (panel D).

Discussion

Selv om den nuværende adfærdsmæssige opgaver har været betragtet som så vidt i vores laboratorium i forbindelse med undersøgelser vedrørende læsion af de cervikale ledningen eller læsion af den motoriske hjernebark med det formål at afprøve forskellige behandlinger (se ^14,15,17 og http:/ / www.unifr.ch / neuro / rouiller > vælg "forskning" i øverste bjælke menuen, og derefter> "motor system"> "helbredelse efter læsion"), kan de også have en bredere anvendelse, da håndelag er også et aspekt at overveje i andre patologier, såsom Parkinsons sygdom (MPTP aber) eller i tilfælde af sensorisk de-afferentation påvirker proprioception og / eller følesansen (især testen 2 i fravær af visuel kontrol).

De adfærdsmæssige undersøgelser foreslås her, er egnede til at undersøge motorisk kontrol af distal bevægelser af forelimb, som er involveret i håndelag. Specificiteten af ​​testene fremgår afmangel af underskuddet (bortset fra et par dage) i tilfælde af en læsion, som ikke forringer relevante dele af kontrolsystemet: ja, i tilfælde af en læsion placeret mere caudale end motoneurons kontrollerende hånd musklerne, var der ingen underskud. Relevansen af test 1 kan blive værdsat ved at sammenligne på video sekvenser taget på to tidspunkter i den post-læsion opsving kurve, som adskiller sig ved en forbedring af funktionel genopretning af 25%, eventuelt i forhold til en celle terapi behandling ^17.

På trods af nogle indledende, relativt korte uddannelse fase primo (varighed normalt 2-3 måneder), er de adfærdsmæssige test her foreslåede relativt "naturlige" og ligetil, i forhold til komplekse (fx betinget) opgaver, som uddannelse af aben kan tage næsten et år eller mere. Den positive forstærkning er baseret på fast føde, der er mindre følsomme på etisk synspunkt end vand afsavn, der normalt bruges i mere comkomplekse opgaver ^23. Der er ingen grund til at fratage aber fra mad til at opnå stabile og ensartede resultater. De træpiller modtaget i løbet af opgaver repræsenterer den første adgang til foder på dagen for den adfærdsmæssige session (forudsat, at aben ikke spiser i løbet af den foregående nat, men yderligere mad kan gives indtil udgangen af ​​eftermiddagen den foregående dag) . Det er afgørende, at begge aben udfører de adfærdsmæssige møde på samme tidspunkt af dagen, samt respektere den samme rækkefølge mellem de forskellige aber at danne en gruppe i huset rummet. Da aber er følsomme over for eksterne foruroligende begivenheder, bør de adfærdsmæssige opgaver skal udføres i overværelse af baggrundsmusik, maskering potentielle forstyrrende støj fra tilstødende rum eller laboratorier. Det er afgørende, at der under hele varigheden af ​​eksperimentet (fra grunduddannelse op til den sidste daglige eksperimentelle session, en periode på flere måneder, hvis ikke år), en given aben erplaceret dagligt under tilsyn af den samme eksperimentator.

Den nuværende adfærdsmæssige test, der anvendes i flere år inden vores laboratorium for at kvantificere fingerfærdighed, er til en vis grad kan sammenlignes med andre tests af håndelag for nylig rapporteret i litteraturen ^24-28. Der er dog et afgørende behov for at standardisere tests på tværs af forskellige laboratorier (for bedre sammenligning), hvilket er et foreløbigt mål for denne rapport. On demand, illustrerede den detaljerede egenskaber af set-ups her for test 1-4 kan leveres af den tilsvarende forfatter, for at kopiere dem. Ud over spørgsmålet om regenerativ medicin (recovery fra læsion af rygmarven og hjernebarken), kan denne palet af test være egnet til at løse i almindelige ikke-menneskelige primater udviklingsmæssige problemer (f.eks Tidsforløbet for motoriske udvikling af behændige bevægelser), at undersøge lateralization aspekter (hånd præference / dominans) og til at afkode evolutionære spørgsmål af comparing den motoriske evner af forskellige arter af primater, herunder menneskelige forsøgspersoner. Bemærk dog, at dimensioner af apparater bør tilpasses i overensstemmelse med cifrene 'størrelse (tykkelse og længde) af primat arter, da det kan påvirke opgaveløsningen. I nærværende undersøgelse, blev forsøgene udført på Macaca fascicularis aber, fra 2,5 til 8 år gammel og vejer mellem 2,5 og 8 kg. Længden af ​​pegefingeren (bruges først til at manipulere pellets) varierer fra 32 til 35 mm, mens omkredsen af ​​den distale phalanx (spids) af pegefingeren var mellem 22 og 25 mm i aber indgår i vores undersøgelser. Som afprøvet i tidligere forsøg, den samme grådige tests er velegnede til Macaca mulatta så godt.

Alle forsøgene blev udført i overensstemmelse med vejledningen for pleje og brugen af forsøgsdyr (1996) og godkendt af de lokale (schweiziske) veterinære myndigheder. Alle eksperimentelle procedurer på abens, samt fængselsforholdene i dyret anlægget, blev beskrevet i detaljer i de seneste rapporter fra vores laboratorium: se referencer 12-18.