Évaluation comportementale de la dextérité manuelle de primates non humains

Summary

Comme la dextérité manuelle est une prérogative essentiellement des primates, des tâches comportementales ont été développés chez les singes macaques. Quatre atteindre et de saisir des tâches de préhension, mesurant la capacité de manipulation et de la main la force, permettent d'établir la récupération fonctionnelle après une lésion du système nerveux central et de tester l'effet d'un traitement.

Abstract

La cortico (CS) des voies est le support anatomique de la capacité du moteur exquise habilement manipuler de petits objets, une prérogative essentiellement des primates ^1. En cas de lésion affectant le système de projection CS à son origine (lésion des aires corticales motrices) ou sur sa trajectoire (lésion de la moelle cervicale), il ya une perte dramatique de la dextérité manuelle (paralysie main), comme on le voit chez certains patients tétraplégiques ou hémiplégiques . Bien qu'il y ait une certaine reprise spontanée fonctionnelle après lésion de ce type, il reste très limité chez l'adulte. Différentes stratégies thérapeutiques sont actuellement proposées (thérapie cellulaire, par exemple, la neutralisation des inhibiteurs des molécules croissance axonale, l'application de facteurs de croissance, etc), qui sont surtout développés chez les rongeurs. Toutefois, avant l'application clinique, il est souvent recommandé de tester la faisabilité, l'efficacité et la sécurité du traitement en primates non-humains. Cela est particulièrement vrai lorsque l'objectif est de restaurer la dextérité manuelle, aprèsune lésion du système nerveux central, comme l'organisation du système de moteur de rongeurs est différente de celle des primates ^1,2. Macaques sont illustrés ici comme un modèle approprié de comportement afin de quantifier la dextérité manuelle chez les primates, afin de refléter les déficits résultant de la lésion du cortex moteur ou de la moelle cervicale, par exemple, mesurer l'ampleur de la récupération fonctionnelle spontanée et, quand un traitement est appliqué, d'évaluer combien il peut améliorer la récupération fonctionnelle.

L'évaluation comportementale de la dextérité manuelle est basé sur quatre formes distinctes, complémentaires des tâches atteindre et de saisir, manuel (utilisation de la poignée de précision pour saisir pellets), nécessitant une formation initiale des singes macaques adultes. La préparation de l'animal est démontrée, ainsi que le positionnement par rapport à la comportementale set-up. La performance d'un singe typique est illustré pour chaque tâche. La collecte et l'analyse des paramètres pertinents reflétant la main manipulations précisestion, ainsi que le contrôle de la force, sont expliqués et démontrés avec des résultats représentatifs. Ces données sont ensuite placés dans un contexte plus large, montrant comment les données comportementales peuvent être exploitées pour étudier l'impact d'une lésion de la moelle épinière ou d'une lésion du cortex moteur et dans quelle mesure un traitement peut améliorer la récupération fonctionnelle spontanée, en comparant différents groupes de singes (traités par rapport simulacre traitées par exemple). Avantages et limites des tests comportementaux sont discutées. La présente approche comportementale est en ligne avec les précédents rapports soulignant la pertinence du modèle de primate non-humain dans le contexte des maladies du système nerveux ^2,3.

Protocol

Le schéma global de l'expérience est représenté dans la figure 1.

1. La préparation des animaux et le transfert vers le laboratoire de comportement

1. Dans le laboratoire, de préparer le comportement mis en place: remplir les puits des planches de test différentes (essais 1 à 3 ci-dessous) avec les pastilles, qui servent de récompense lors des tests comportementaux.
2. Transfert le singe de la salle de logement en groupe dans une cage de transfert. Le singe est formé pour entrer dans un tunnel donnant accès à la présidence des primates, avec un positionnement ultérieur de la tête. Le poids du singe est mesuré, avant le transfert dans la chaise de primates au laboratoire.

2. Test 1: modification du conseil Brinkman

1. Ce test, modifié et adapté à partir des rapports précédents ^{de 4,5,} est la tâche fondamentale de comportement de référence, qui sera réalisée sur le comportement de chaque session. Initier l'enregistrement vidéo avec l'appareil photo numérique ci-dessus le set-up (possibilité également de placer 2 adcaméras traditionnelles, un de chaque côté de la planche) et le lieu du singe à l'avant de la planche Brinkman.
2. Ouvrez, par exemple, la fenêtre de droite sur la chaise de primates pour donner accès à la main droite. Utilisation de la main droite, le singe récupère les boulettes de nourriture à partir de 50 emplacements (25 verticales et horizontales 25).
3. Après achèvement de l'essai, fermer la fenêtre de droite et de remplir la carte avec des granulés.
4. Ouvrez la fenêtre de gauche et répéter le test pour la main gauche.
5. Récompense de l'animal à la fin de l'épreuve avec quelques raisins secs ou une amande, une procédure se répète à la fin de chaque test afin de maintenir la motivation pendant toute la session quotidienne.

Informations complémentaires: Trois caméras vidéo numériques sont utilisés pour enregistrer la séquence pour le traitement hors ligne, placées l'une au-dessus du bord et un de chaque côté de la planche (pour évaluer avec précision la position des doigts tout en effectuant la saisie). Dans la même session quotidienne, ele singe e peut effectuer une autre tâche (soit la tâche 2, et / ou de la tâche 3 et / ou de la tâche 4; à être répartis entre les différents jours de la semaine). Pour le test 1, si le singe a commencé avec la main droite le jour 1, commencer avec la main gauche le jour 2 et ainsi de suite.

6. En option: Bien que le test effectué ci-dessus avec l'un ou l'autre côté séparément permet la comparaison des performances de la main gauche à la main droite (pour identifier la «main dominante»), il est également possible à un stade précoce de la formation de laisser le singe exécuter la tâche avec les deux mains simultanément. Si une main est utilisé plus souvent que les autres à saisir pellets, alors il peut être considéré comme la «main préférée".

3. Test 2: boîte Brinkman (avec et sans contrôle visuel)

1. La boîte comprend 20 puits Brinkman (10 horizontal vertical et 10). Par rapport à l'essai 1, le singe doit contrôler la main dans un espace limité, avec des degrés de liberté réduite pour effectuer la précisionmouvement de préhension. Remplissez le conseil avec des granulés et de fermer la facette supérieure de la boîte, afin d'effectuer le premier test en l'absence de contrôle visuel (en s'appuyant sur l'exploration tactile).
2. Placez le singe en face de la boîte de Brinkman. Ouvrez la fenêtre de gauche de la chaise de primate afin de tester la main gauche en l'absence de contrôle visuel. Le singe tente de récupérer les 20 boulettes, tandis que la séquence est enregistrée à partir d'un appareil photo numérique placé en dessous de la boîte.
3. Fermez la fenêtre de gauche de la chaise primates. Recharge de la carte avec des granulés. Ouvrez la fenêtre de droite de la chaise primates. Le singe répète le test avec la main droite en l'absence de contrôle visuel. Fermez la fenêtre de droite de la chaise primates.
4. Pour tester la capacité à saisir dans la boîte de pastilles de Brinkman sous contrôle visuel, ouvrez la facette supérieure de la boîte.
5. Recharge de la boîte avec des granulés et le singe effectue le test en utilisant la main droite.
6. Fermez la fenêtre de droite de la chaise primates. Recharge de la boîte avec des granulés. Ouvrez la fenêtre de gauche de la chaise primates. Le singe effectue le test en utilisant le pied gauche hand.Repeat 2.5.

4. Test 3: Rotation Brinkman conseil d'administration

1. Ce test est comparable à la tâche du conseil Brinkman (essai 1), sauf que le conseil est en rotation, ce qui oblige le singe d'anticiper le déplacement de la pension dans un (sens horaire) ou l'autre sens (sens anti-horaire). Remplissez le conseil avec des granulés. La séquence est enregistrée avec une caméra numérique placée au-dessus le set-up (possibilité également de placer deux caméras supplémentaires, une de chaque côté).
2. Ouvrez la fenêtre de droite de la chaise primates. Le singe récupère les boulettes des 32 puits, répartis sur quatre rangées concentriques, tandis que le conseil se tourne vers la droite.
3. Fermez la fenêtre de droite. Recharge de la carte avec des granulés.
4. Ouvrez la fenêtre de gauche de la chaise primates. Le singe effectue le test comme en 4.2 avec la main gauche.
5. Répéter les points 4.2 à 4.4, tandis que le Conseil de l'Is tournant dans le sens (une main après l'autre). Répétez l'étape 2.5.

5. Test 4: atteindre et de saisir des tâches tiroirs

1. Pour combiner la capacité de préhension avec la capacité de générer de la force, ce test (dérivé de versions précédentes ^6-11) a été conçu de sorte que le singe a pour ouvrir un tiroir en exerçant d'abord une force de préhension sur le bouton du tiroir, suivie par une charge la force pour ouvrir le tiroir, donnant accès à une pastille placée à l'intérieur du tiroir. Le culot est récupéré avec la même main alors que le tiroir est ouvert, à nouveau en utilisant la poignée de précision. Un appareil photo numérique est placé sur le dessus du tiroir, pour enregistrer les essais pour le contrôle hors ligne des données (par exemple la détection des essais erronés).
2. Ouvrez la fenêtre de droite de la chaise primates. Le singe effectue 10 essais sur chacun des 5 niveaux différents de résistance, en utilisant la main droite (pour avoir au moins 5 essais corrects pour chaque niveau de résistance).
3. Répétez le test (50 essais) avec ee main gauche. Répétez l'étape 2.5.

Informations complémentaires: Sur la prochaine session quotidienne de comportement, alterner la main avec laquelle l'animal a fait l'essai d'abord sur la session précédente.

6. Fin de la session de comportement

1. Après l'achèvement des essais prévus ce jour-là, l'alimentation et de récompenser le singe avec de la nourriture en plus de la granulés reçus pendant les essais. Typiquement, le singe reçoit des céréales et des fruits.
2. Le singe est retourné à la salle de logement en groupe avec les copains.

La séquence temporelle précise des différents tests effectués est écrit sur le formulaire de protocole.

7. Les résultats représentatifs

Les quatre tests comportementaux illustré ci-dessus (figure 1) ont été largement utilisés dans notre laboratoire dans le cadre des études visant à enquêter sur la récupération fonctionnelle de lésion de la moelle épinière cervicale (Figure 2A) ou du cortex moteur (figure 2B), en absence ou en présence d'un traitement appliqué à améliorer la récupération spontanée ^12-19.

Pour l'essai 1 (modifié Brinkman bord), l'analyse est axée sur deux paramètres (figures 3 et 4A): i) la partition, donnée par le nombre de pastilles récupérées par le singe dans les 30 premières secondes, comptées séparément pour les fentes verticales et les fentes horizontales (en rejouant hors-ligne la séquence vidéo enregistrée), ii) le temps de contact (CT), défini comme le temps (durée) de contact entre les doigts et le culot (voir aussi la figure 6, la série en bas des images ). Il est l'intervalle de temps entre l'insertion du premier doigt (généralement l'index) dans la fente pour toucher le culot et l'apparition de la récupération du culot hors du puits. L'intervalle de temps est mesuré en rejouant trame par trame de la séquence vidéo. Le CT est mesurée pour les cinq premières vertiquefentes al et les cinq premiers fentes horizontales destinées par le singe ^16-18. Les graphiques de la note d'illustrer la phase de formation initiale, le plateau de pré-lésion, la chute dramatique de la partition (généralement à zéro) immédiatement après la lésion, les progressistes (spontané) la récupération fonctionnelle vers le plateau post-lésionnelle. La récupération fonctionnelle est exprimée en% par le rapport de la médiane post-lésionnelle score à plateau divisé par le revenu médian avant la lésion score (plateau) ^* 100 (figures 3 et 4A). Pour le CT, comme une augmentation reflète un déficit, la récupération fonctionnelle exprimée en% est le ratio de la médiane des lésions pré-CT (plateau) divisé par la valeur médiane post-lésionnelle CT en plateau ^* 100. L'effet des traitements post-lésionnelle, démontrée sur la base de test 1, sont illustrées en détail dans les rapports précédents de ce laboratoire ^14,15,17. Une analyse plus approfondie peut aborder la question de la stratégie, à savoir la séquence temporelle des fentes visités par le monkey (figure 4B).

Pour l'essai 2 (boîte Brinkman), bien que le score peut également être établie que dans l'essai 1, un paramètre plus significatif est le «temps total», définie comme l'intervalle de temps entre la cueillette du culot dans le premier emplacement et la cueillette de le culot dans le dernier (20 ^e) emplacement (figure 5). Une récupération fonctionnelle peut être calculé et exprimé en%. Il est calculé en utilisant le temps total médian pré-lésion (plateau après la phase de formation) divisé par la médiane du temps total de post-lésionnelle au plateau ^* 100.

Pour l'essai 3 (rotation Brinkman bord), même si le score peut également être établie comme ci-dessus (essai 1), un paramètre sensible est le temps de contact (CT, définis comme ci-dessus dans l'essai 1), mesurée pour les dix premiers emplacements (figure 6 ).

Pour le test 4 (. Atteindre et de saisir des tâches tiroir), le c set-upomprises plusieurs détecteurs, l'enregistrement des événements discrets tels que l'initiation d'essai (la main interrompt un faisceau de lumière placée à l'avant du panneau), la main de toucher le bouton, l'apparition du tiroir en tirant à la fin de l'ouverture du tiroir, la main entrer dans le slot (pick-dans le temps ), le retrait de la fente de la main (pick-out). Capteurs de force sur le bouton permet de mesurer la force de préhension (exercée par le pouce et l'index appuyant sur le bouton) et la force de charge (exercée à tirer le tiroir, pour contrecarrer les différents niveaux de résistance imposée sur l'ouverture du tiroir). Les différents niveaux de résistance opposée à l'ouverture du tiroir ont été obtenues en modifiant l'intensité du courant appliqué à un moteur électromagnétique rotative fixée à l'arrière du tiroir. Le set-up est conçu pour appliquer une force de résistance en parallèle à l'orientation de l'ouverture du tiroir. Schéma détaillé du tiroir configuration est disponible sur demande à l'auteur correspondant. Toutes ces données sont collectées grâce à l'interface unee logiciel de Spike 2 et s'affichent comme illustré dans la figure 7.

Comme précédemment reported1 ^4,15, ces tâches représentent la base comportementale pour déterminer si la guérison spontanée d'une lésion de la moelle cervicale peut être améliorée avec un traitement spécifique visant à promouvoir la régénération axonale (figure 8).

Le score de récupération et les paramètres de temps de contact de refléter les différentes composantes de la dextérité manuelle: la première comprend la séquence entière du moteur (atteindre, saisir, le retrait de la main, le transport de la pastille dans la bouche), tandis que le second est axé sur la phase de saisir uniquement. Ces deux paramètres sont particulièrement précises et complémentaires pour la modification et la rotation des tâches Brinkman bord. Alors que le score représente une information largement redondant dans ces deux tâches, le temps de contact en revanche fournit des informations plus spécifiques à la tâche en raison de lala variabilité de la position des fentes dans la tâche de rotation Brinkman bord, par rapport à leur position statique dans la tâche modifiée Brinkman bord. La tâche la boîte Brinkman diffère de ces deux tâches mentionnées, comme les degrés de liberté de mouvements avec la main sont limités par l'espace fermé. En conséquence, les positions des différents emplacements sur la carte dans la boîte de Brinkman jouer un rôle important en termes de difficulté à effectuer la préhension manuelle, en raison de l'exiguïté de la boîte. Par exemple, la saisie avec la main à partir des fentes situées sur le côté droit de la boîte de nuit à la paroi latérale droite.

Par conséquent, l'évaluation du score de récupération limité à 30 secondes comme dans le conseil modifiés Brinkman serait biaisé en fonction de la position des fentes effectivement visité par le singe pendant cette période limitée, générant une importante variabilité d'une session à l'autre. Pour cette raison, il est plus approprié d'invoLVE tous les emplacements (n = 20) et donc le paramètre de temps au total a été choisi. Dans le conseil modifiés Brinkman, le temps total n'a pas été considéré, comme le singe peut, dans certains cas, la motivation en vrac (par exemple, post-lésionnelle) en raison du grand nombre de slots à effectuer (n = 50). Dans la même ligne, l'analyse du temps de contact impliquerait de prendre toutes les fentes de la boîte de Brinkman en considération (alors que seuls les cinq premiers emplacements au sein du conseil modifiés Brinkman ont été considérés comme la position des fentes sélectionné a peu, voire aucune impact sur ce paramètre). Par conséquent, pour la boîte de Brinkman, nous recommandons dans une première approche pour déterminer le temps total, comme il a été observé pour être un paramètre très pertinent et informatif, au moins dans nos études avec des singes soumis à une lésion du cortex moteur (pas de données disponibles pour lésion de la moelle épinière des singes). Néanmoins, le temps de contact peut être envisagée pour la boîte Brinkman, mais dans une seconde étape comprenant l'ensemble des vingt emplacements, séparément toutefoispour les fentes horizontales et verticales (non représentée).

Figure 1. Diagramme d'ensemble de l'expérience. L'animal est transféré de l'animalerie dans la chaise de primates, puis transportés vers le laboratoire de comportement. Sur chaque session quotidienne, le singe effectue le test 1. Sur deux jours, le singe effectue ensuite le test 2, et / ou le test 3, et / ou de test 4. Certains singes (surtout motivée) peut effectuer tous les tests sur la même session quotidienne. Granules alimentaires (utilisé comme récompense) ont été faites de la banane séchés ou en poudre de glucose qui est comprimé dans une forme ronde d'environ 4 mm de diamètre. Dans tous nos tests de comportement, nous utilisons boulettes de précision sans poussière (45 mg) fournies par BioServ, Un 8th Street, Suite One, Frenchtown, NJ 08825, Etats-Unis.

La dimension de la planche modifiés Brinkman est 240mm de long et 140 mm de large, tandis que la dimension des fentes est de 15 mm de long, 8 mm wide et 6 mm de profondeur. Le diamètre du conseil d'administration de la rotative du conseil Brinkman est de 114 mm.

. Figure 2 représentant (chirurgie) lésion de la moelle cervicale (panneau A; modifiés à partir de ¹⁵⁾ et (chimique) des lésions du cortex moteur (panneau B; modifiés à partir de ^16), issus de coupes histologiques correspondantes, traitées pour SMI-32 coloration . L'étendue maximale de la lésion de la moelle cervicale a été reconstruite à partir de coupes sagittales consécutive de la moelle épinière (partie A), alors que l'étendue et la position de la lésion du cortex moteur a été reconstruite à partir de sections consécutives frontal du cerveau et re-positionné sur un Vue latérale de l'hémisphère cérébral correspondant (tache rouge dans le panneau B). La lésion de la moelle cervicale résulte d'une section transversale d'une lame de la chirurgie au niveau C7-C8, résultant en une hémisection de sous-interrompre unilatéralement les principales composantes des voies CSstable dans l'dorsolatéral funicule, au-dessus des motoneurones contrôlant muscles de la main ^14,15,20. La lésion permanente corticale a été produit par perfusion d'acide iboténique ^13,16,17, sur les sites couvrant la représentation la main préalablement établies à l'aide microstimulation intracorticale (ICMS, voir ^16,21,22). Le territoire apparaît comme une lésion corticale une interruption brutale de la coloration SMI-32 de neurones dans les couches III et V de la banque rostrale du sillon central (zone délimitée par la ligne pointillée dans le panneau B).

Figure 3. Représentant de données dérivées de la tâche modifiée Brinkman bord (essai 1) effectué par un singe soumis à une lésion de la moelle épinière (comme illustré à la figure 2A). Le graphique montre le score (en ordonnée), séparément pour les fentes verticales (symboles bleus) et les fentes horizontales (symboles rouges). Les symboles jaunes sont pour la somme descores verticales et horizontales sur une session donnée quotidienne. En abscisse, le temps est pour les journées consécutives des sessions de comportement. La ligne rouge pointillée verticale (jour 0) est le jour où la lésion a été effectuée. Trois périodes différentes sont mises en évidence: la première (ligne noire en pointillés) correspond à la période de formation, le second (ligne bleue pointillée) pour le plateau de la performance avant la lésion, et le tiers (vert pointillé) pour le plateau de récupéré les performances. Les données modifiées à partir de ^15.

La figure 4A. Identique à la figure 3 (essai 1), mais dans un singe soumis à une lésion du cortex moteur (comme illustré dans la figure 2B). Les graphiques montrent le score (panneau A; mêmes conventions que dans la figure 3) et le temps de contact (CT; panel B) de données. En abscisse, le temps est pourLes jours consécutifs des sessions de comportement. La ligne rouge pointillée verticale (jour 0) est le jour où la lésion a été effectuée. Dans le panneau B, chaque point correspond à la durée de contact entre le doigt et le culot dans un emplacement (5 essais par l'orientation pour chaque session, la barre grise représente la valeur médiane). Notez que pour les essais dans lesquels l'animal ne pouvait pas accomplir la tâche (immédiatement après la lésion), le CT apparaît comme une valeur saturée à 5 secondes. Les données modifiées de ^16,17.

La figure 4B. Analyse de la stratégie adoptée dans la tâche modifiée Brinkman bord réalisé à la main contralésionnel, avant la lésion du cortex moteur (Pré), pendant la phase de récupération (Recovery) et post-lésion à plateau (Post). La couleur de chaque fente indique l'ordre séquentiel des emplacements visités par le singe dans une session (la fente d'abord visité est représenté par les plus sombres bleu et le dernier emplacement visité par les plus sombres du rouge). Remarque that de pré-lésion, le singe a commencé sur le côté gauche de la planche et scanné systématiquement vers la droite. Pendant la récupération, l'ordre séquentiel a été changé. Au plateau de post-lésionnelle, la stratégie adoptée pré-lésion réapparu (balayage systématique de gauche à droite).

Figure 5. Représentant de données dérivées de la boîte Brinkman (essai 2), pour un singe exécution de la tâche sous contrôle visuel. L'axe des ordonnées représente le temps total nécessaire pour vider les 20 puits le long de la séance quotidienne (en abscisse), menée avant et après une lésion du cortex moteur (ligne verticale en pointillés). Les dimensions du volume accessible dans la boîte sont 1360 cm ³ (120mm ^* 110mm ^* 103mm). Remarque une phase initiale de formation, caractérisée par une grande variabilité de la durée totale d'une session à l'autre. Immédiatement après la lésion corticale, lele singe n'a pas été en mesure d'accomplir la tâche (points de données saturée à 200 secondes). La valeur p est statistiquement significative pour la différence entre le temps total médian pré-lésion (milieu du rectangle horizontal gris à gauche) et le temps total médian après lésion dans les dernières séances (milieu du rectangle horizontal grise à la droite ). Le pourcentage de récupération fonctionnelle est de 89,6% alors que le volume de la lésion du cortex moteur était de 41,8 mm ^3. Les données modifiées à partir du ^19.

Figure 6. Les résultats représentatifs (les deux premiers graphiques) issus de la tâche rotative Brinkman bord (essai 3), avec une illustration du temps de contact mesurés pré-et post-lésion lésion, avec les mêmes conventions que dans la figure 4A (groupe B), pour un singe soumis à une lésion du cortex moteur (données modifiées à partir du ^17). Le graphique du haut est pour une montre («CL») ro tion du conseil d'administration, tandis que le graphique du bas est pour une montre («C-Cl") de rotation de la planche. Les deux flèches grises verticales indiquent que le temps de contact est infiniment long en quelques séances, immédiatement après la lésion, comme le singe a été incapable d'accomplir la tâche avec la main contralésionnel. La série de photos au bas de la figure illustrent la méthode pour mesurer le temps de contact (valable pour les deux au conseil modifiés Brinkman et la rotation Brinkman bord). L'image de gauche montre la main s'approche de la fente contenant le culot (100 ms avant le contact entre l'index et le culot). L'image suivante sur la droite correspond au point le temps de contact (0 ms). Puis le temps de contact est définie comme l'intervalle de temps (en ms) fonctionnant jusqu'à la trame (à droite un) correspondant au point de moment où le culot est repris de la fente. Le temps de contact est ici 240 ms.

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Figure 7. Représentant des données provenant d'une séance réalisée par un singe sur la portée et la tâche de saisir tiroir (essai 4).

Groupe A: Les données brutes correspondant à trois paramètres acquis en ligne lors d'un procès unique: la force de charge en rouge, en bleu la force de préhension et de déplacement du tiroir dans le vert. Plusieurs marqueurs ont également été acquises au cours de la tâche: temps cueillette correspond au temps de la récompense de préhension, ouverture complète à l'ouverture complète du tiroir et de toucher le bouton (TCH) pour le point de moment où l'animal touche d'abord le bouton. Pour l'analyse, sept curseurs étaient placés à des points moment critique de la tâche se déroule (par exemple 3 curseurs gris sur les trois lignes horizontales en bas): 1) le temps enfermé au toucher du bouton par l'animal, 2) l'apparition de la force de préhension; 3) la force de préhension maximale; 4) apparition de la force de charge; 5) force de charge maximale; 6) le temps verrouillée lorsque le tiroir est complètement ouvert; 7) le temps enfermé à l'heure de cueillette.

Groupe B: Représentation des résultats quantitatifs pour deux paramètres enregistrés pendant la tâche: la force de préhension (force utilisée pour saisir la poignée entre l'index et le pouce) et la force de charge (force utilisée pour ouvrir le tiroir) dans deux schémas: la valeur maximale (graphique de gauche) et la valeur de la pente (à partir du début au maximum;. graphe de droite).

Quatre des cinq différents niveaux relatifs de la résistance ont été illustrés ici: R0 (0 newton), R3 (1,4 N), R5 (2,75 N) R7 (5 N). Le bouton du tiroir a une forme triangulaire et plat. La base du triangle fixé au tiroir mesures 20mm et le haut (15 mm de la base) consiste en un contour circulaire de 7 mm de diamètre. Le tiroir lui-même a les dimensions suivantes: longueur = 50 mm, largeur = 27 mm et hauteur = 45mm.

Figure 8. Rappel (modifié à partir de ¹⁵⁾ de l'utilisation du test de comportement de 1 à enquêter sur les effets possibles d'un traitement (anti-Nogo-A anticorps) sur la récupération fonctionnelle de lésion de la moelle cervicale. Pour les deux scores et temps de contact, ainsi que pour les deux orientations à sous, le groupe d'anticorps de contrôle singes traités (symboles bleus, n = 6) récupère la dextérité manuelle moins bien que le groupe de l'anti-Nogo-A anticorps singes traités (symboles rouges n = 7), surtout pour les gros volumes de lésion. Les deux groupes diffèrent de manière significative avec p = 0,035 (panneau A), p = 0,022 (panneau B), p = 0,035 (panneau C) et p = 0,008 (panneau D).

Discussion

Bien que les tâches actuelles de comportement ont été étudiés jusqu'à présent dans notre laboratoire dans le cadre des études liées à une lésion de la moelle cervicale ou à une lésion du cortex moteur dans le but de tester différents traitements (voir ^14,15,17 et http:/ / www.unifr.ch / neuro / rouiller > sélectionner "recherche" dans la barre de menu du haut, puis> "moteur du système"> "récupération après une lésion"), ils peuvent également avoir une application plus large, comme la dextérité manuelle est aussi un aspect à considérer dans d'autres pathologies, telles que la maladie de Parkinson (singe MPTP) ou en cas de dé-sensorielles qui affectent afferentation proprioception et / ou le sens du toucher (en particulier le test 2 en l'absence de contrôle visuel).

Les tests comportementaux proposés ici sont adaptés pour enquêter sur le contrôle moteur des mouvements distale du membre antérieur, comme impliqués dans la dextérité manuelle. La spécificité des tests est démontré parl'absence de déficit (sauf pour une couple de jours) dans le cas d'une lésion qui ne porte pas atteinte composantes pertinentes du système de contrôle: en effet, dans le cas d'une lésion placé plus caudale que les motoneurones contrôlant muscles de la main, il n'y avait pas de déficit. La pertinence du test 1 peut être apprécié en comparant sur ​​des séquences vidéo prises à deux moments de la courbe de récupération post-lésionnelle, qui diffèrent par une amélioration de la récupération fonctionnelle de 25%, éventuellement en relation avec un traitement par thérapie cellulaire ^17.

En dépit de certaines phase initiale de formation relativement courte au début (qui dure généralement 2-3 mois), les tests comportementaux proposés ici sont relativement "naturel" et simple, par rapport aux complexes (par exemple avec sursis) des tâches pour lesquelles la formation du singe peut prendre près d'un an ou plus. Le renforcement positif est basé sur une nourriture solide, qui est moins sensible sur le point de vue éthique que la privation d'eau, habituellement utilisés dans plus comtâches complexes ^23. Il n'est pas nécessaire de priver les singes de la nourriture pour obtenir des résultats stables et cohérents. Les pellets reçus durant les tâches représentent le premier accès à la nourriture le jour de la session de comportement (en supposant que le singe ne mange pas pendant la nuit précédente, mais la nourriture supplémentaire peut être donné jusqu'à la fin de l'après-midi du jour précédent) . Il est crucial que chaque singe effectue la session de comportement dans le même temps de la journée, ainsi que le respect le même ordre séquentiel entre les différents singes de former un groupe dans la salle de l'habitation. Comme les singes sont sensibles aux événements externes inquiétant, les tâches comportementales doivent être menées en présence d'une musique de fond, pourrait masquer le bruit inquiétant provenant des chambres voisines ou des laboratoires. Il est crucial que pendant toute la durée de l'expérience (de la formation initiale jusqu'à la dernière session expérimentale quotidienne, une période de plusieurs mois voire des années), un singe donnée estplacé sous la supervision quotidienne de l'expérimentateur même.

Les tests comportementaux présents, utilisé depuis plusieurs années dans notre laboratoire pour quantifier la dextérité manuelle, sont dans une certaine mesure comparable à d'autres tests de dextérité manuelle récemment rapporté dans la littérature ^24-28. Il existe cependant un besoin crucial de standardiser les tests dans des laboratoires différents (pour une meilleure comparaison), qui est un objectif provisoire du présent rapport. Sur demande, les propriétés détaillées de l'UPS configuration illustrée ici pour les tests de 1-4 peuvent être fournies par l'auteur correspondant, afin de les reproduire. Au-delà de la question de la médecine régénérative (récupération de la lésion de la moelle épinière ou du cortex cérébral), la palette actuelle des tests peuvent être adaptés pour répondre à des questions normales primates non-humains de développement (cours du temps par exemple, du développement moteur des mouvements agiles), pour enquêter sur aspects de latéralisation (main de préférence / domination) et aux questions décrypter l'évolution par cOMPARAISON les capacités du moteur de différentes espèces de primates, y compris des sujets humains. Notez cependant que les dimensions des appareils doivent être adaptés en fonction de la taille des chiffres »(épaisseur et longueur) des espèces de primates, car il peut influencer l'exécution de la tâche. Dans la présente étude, les tests ont été effectués sur des singes Macaca fascicularis, allant de 2,5 à 8 ans et pesant entre 2,5 et 8 kg. La longueur de l'index (utilisé en premier pour manipuler les granules) varie de 32 à 35 mm, tandis que la circonférence de la phalange distale (pointe) de l'index se situait entre 22 et 25 mm chez les singes inclus dans nos études. Comme testées dans des expériences précédentes, les mêmes tests sont adaptés pour saisir Macaca mulatta ainsi.

Toutes les expériences ont été menées en conformité avec le Guide pour les soins et l'utilisation des animaux de laboratoire (1996) et approuvé par les autorités locales (suisse) Les autorités vétérinaires. Toutes les procédures expérimentales sur le singes, ainsi que les conditions de détention dans l'animalerie, ont été décrites en détail dans les rapports récents de notre laboratoire: voir les références 12-18.