Behavioral Bedömning av fingerfärdig i icke-mänskliga primater

Summary

Som fingerfärdighet är ett privilegium huvudsakligen av primater, har beteendevetenskaplig uppgifter tagits fram i makak-apor. Fyra sträcka ut och gripa behärskning av uppgifter, som mäter förmågan handen manipulation och kraft, gör att upprätta funktionella återhämtningen efter en skada i centrala nervsystemet och för att testa effekten av en behandling.

Abstract

Den corticospinal (CS) tarmkanalen är den anatomiska stöd av utsökta motoriska förmåga att skickligt manipulera små objekt, ett privilegium huvudsakligen av primater ^1. I händelse av skada som påverkar CS projektionssystem till sitt ursprung (lesion av motoriska hjärnbarken områden) eller längs dess bana (cervikal sladd lesion), finns det en dramatisk förlust av fingerfärdighet (handen förlamning), vilket kan ses i vissa tetraplegisk eller hemiplegisk patienter . Även om det finns någon spontan funktionell återhämtning efter en sådan skada, är det fortfarande mycket begränsad i den vuxna. Olika terapeutiska strategier är för närvarande föreslagna (t.ex. cellterapi, neutralisering av hämmande axonal tillväxt molekyler, tillämpning av tillväxtfaktorer, etc), som oftast utvecklas hos gnagare. Men innan klinisk tillämpning är det ofta rekommenderas att testa genomförbarhet, effekt och säkerhet vid behandling i icke-mänskliga primater. Detta gäller särskilt när målet är att återställa fingerfärdighet efteren skada i centrala nervsystemet, som organisationen av motoriska system av gnagare är annorlunda än primater ^1,2. Makak-apor illustreras här som en lämplig beteendevetenskaplig modell för att kvantifiera fingerfärdighet i primater, för att återspegla de underskotten till följd av skada på motor cortex eller livmoderhalscancer sladden till exempel mäta omfattningen av spontana funktionell återhämtning och när det sker behandling, utvärdera hur mycket det kan förbättra den funktionella återhämtningen.

Den beteendemässiga Bedömningen av fingerfärdighet är baserat på fyra olika, kompletterande, sträcka ut och gripa manuella uppgifter (användning av Precision-greppet att greppa pellets), vilket kräver en grundutbildning för vuxna makak-apor. Beredningen av djuren visat samt positionering med avseende på beteende-set-up. Prestandan hos en typisk apa illustreras för varje uppgift. Insamling och analys av relevanta parametrar som speglar exakt handen manipuleringtion, liksom kontrollen av kraft, förklaras och demonstreras med representativa resultat. Dessa uppgifter läggs sedan i ett större sammanhang, som visar hur beteendemässiga data kan utnyttjas för att undersöka effekten av en ryggmärgen skada eller en skada på motor cortex och i vilken utsträckning en behandling kan öka den spontana funktionell återhämtning, genom att jämföra olika grupper av apor (som behandlas mot simulerad behandlas till exempel). Fördelar och begränsningar beteendetester diskuteras. Den nuvarande beteende ligger i linje med tidigare rapporter betonar relevansen av de icke-mänskliga primater modell i samband med nervsystemet ^2,3.

Protocol

Den övergripande planen med experimentet är avbildad i figur 1.

1. Animal förberedelse och överföring till beteendemässiga laboratoriet

1. I laboratoriet, förbereda beteendemässiga set-up: Fyll brunnarna i olika test skivor (test 1 till 3 nedan) med pellets, som fungerar som belöning under beteendevetenskaplig tester.
2. Överför apan från gruppboenden rummet till en överföring bur. Apan är tränad att gå in i en tunnel som ger tillgång till primat stolen, med påföljande positionering av huvudet. Apan vikt mäts, innan överföring i primater stolen till laboratoriet.

2. Test 1: Modifierad Brinkman ombord

1. Detta test, ändras och anpassas från tidigare rapporter ^4,5, är den grundläggande beteendevetenskaplig uppgift referens, som skall genomföras på varje beteende session. Starta videoinspelning med den digitala kameran ovanför set-up (möjlighet också att placera 2 annonsditionella kameror, en på varje sida av brädet) och placera apan framför Brinkman styrelsen.
2. Öppna till exempel den högra fönstret på primater stolen för att ge tillgång till höger. Med hjälp av höger hand, hämtar apan maten pellets från 50 platser (25 lodräta och 25 vågräta).
3. Efter avslutad test, stäng det högra fönstret och fyll brädet med pellets.
4. Öppna det vänstra fönstret och upprepa testet för vänster hand.
5. Belöna djuret i slutet av testet med några russin eller mandel, ett förfarande som skall upprepas i slutet av varje test för att upprätthålla motivationen under hela dagen sessionen.

Ytterligare information: Tre digitala videokameror används för att spela in sekvensen för off-line behandling, placerad ovanför styrelsen och en på varje sida av brädet (att exakt bedöma läget på fingrarna när de utför de gripa). Inom samma dagliga session, the apa kan utföra en annan uppgift (antingen uppgift 2 och / eller uppgift 3 och / eller uppgift 4, att fördelas mellan olika dagar i veckan). För testet 1, om apan började med höger hand på dag 1, börja med vänster hand på dag 2 och så vidare.

6. Tillval: Medan test utfört ovan med den ena eller den andra sidan var för sig kan jämföra prestanda på vänster hand till höger hand (för att identifiera de "dominerande handen"), är det också möjligt i ett tidigt skede av utbildningen för att låta apa utföra uppgiften med båda händerna samtidigt. Om någon hand används oftare än andra att förstå pellets, då det kan betraktas som "preferred hand".

3. Test 2: Brinkman box (med och utan visuell kontroll)

1. Den Brinkman lådan består av 20 brunnar (10 lodräta och 10 vågräta). Jämfört med Test 1 har apan att styra handen i ett begränsat utrymme, med minskade frihetsgrader för att utföra den precisiongrepp rörelse. Fyll i styrelsen med pellets och stäng den övre aspekt av rutan, för att först göra testet i avsaknad av visuell kontroll (beroende av taktil utforskning).
2. Placera apa framför Brinkman rutan. Öppna det vänstra fönstret av primater stolen för att testa vänster hand i avsaknad av visuell kontroll. Apan försöker hämta 20 pelletar, medan sekvens är inspelad från en digital kamera placerad nedanför rutan.
3. Stäng den vänstra fönstret av primater stolen. Fyll brädan med pellets. Öppna det högra fönstret av primater stolen. Apan upprepar testet med höger hand i avsaknad av visuell kontroll. Stäng den högra fönstret på primater stolen.
4. För att testa förmågan att förstå pellets i Brinkman rutan under visuell kontroll, öppna den övre sida av lådan.
5. Fyll lådan med pellets och apan utför testet med höger hand.
6. Stäng den högra fönstret på primater stolen. Fyll lådan med pellets. Öppna det vänstra fönstret av primater stolen. Apan genomför testet med vänster hand.Repeat steg 2,5.

4. Test 3: Roterande Brinkman ombord

1. Detta test är jämförbar med Brinkman styrelsen uppgiften (test 1), utom att styrelsen roterar, vilket tvingar apan att förutse förskjutningen av styrelsen i ett (medurs) eller det andra (motsols) riktning. Fyll brädan med pellets. Sekvensen är inspelad med en digital kamera ovanför set-up (möjlighet också att placera 2 extra kameror, en på varje sida).
2. Öppna det högra fönstret av primater stolen. Apan hämtar pellets från 32 brunnar, fördelat på fyra koncentriska rader, medan styrelsen är att vrida medurs.
3. Stäng det högra fönstret. Fyll brädan med pellets.
4. Öppna det vänstra fönstret av primater stolen. Apan genomför testet som i 4,2 med vänster hand.
5. Upprepa punkt från 4,2 till 4,4, medan styrelsen is vrida motsols (ena handen efter den andra). Upprepa steg 2,5.

5. Test 4: Reach och greppa låda uppgift

1. Att kombinera behärskning förmåga med kapacitet att generera kraft, detta test (från tidigare versioner ^6-11) har utformats så att apan har för att öppna en låda genom att utöva först ett grepp kraft på ratten i lådan, följt av en belastning kraft för att öppna lådan, som ger tillgång till en pellet placeras inuti lådan. Pelleten hämtas med samma hand medan lådan fortfarande öppen, igen med precision grepp. En digitalkamera är placerad på toppen av lådan, för att spela in prövningarna för off-line kontroll av data (t.ex. detektering av felaktiga prövningar).
2. Öppna det högra fönstret av primater stolen. Apan utför 10 försök på varje av de 5 olika nivåer av motstånd, med hjälp av höger hand (att ha minst 5 rätt prövningar för varje motstånd).
3. Upprepa testet (50 försök) med the vänster hand. Upprepa steg 2,5.

Ytterligare information: På nästa beteende dagliga möte, suppleant i hand med vilken djuret gjorde testet först på föregående session.

6. Slut på beteendemässiga session

1. Efter slutförandet av de försök som avses på den dagen, foder och belöna apan med mat utöver det pellets fick under provningen. Vanligtvis får apan spannmål och frukt.
2. Apan är tillbaka till gruppbostad rummet med kompisar.

Den exakta temporala sekvensen av de utförda olika tester står på protokollet formuläret.

7. Representativa resultat

De fyra beteendetester bilden ovan (Figur 1) har använts i stor utsträckning i vårt laboratorium i samband med studier som syftar till att undersöka den funktionella återhämtningen från lesion av hals ryggmärgen (FiGure 2A) eller av motor cortex (Figur 2B), i frånvaro eller närvaro av en behandling vidtas för att öka den spontana återhämtningen ^12-19.

För test 1 (modifierad Brinkman board), är inriktades analysen på två parametrar (figur 3 och 4A): i) de poäng, som ges av antalet pellets hämtas med apan i den första 30 sekunder, räknas separat för den vertikala springor och den horisontella spår (genom att spela off-line den inspelade videosekvensen), ii) kontaktytan tid (CT), definieras som den tid (duration) kontakt mellan fingrar och pellets (se även figur 6, botten bildserien ). Det är tidsintervallet mellan införandet av den första fingret (oftast pekfingret) i springan röra pelleten och uppkomsten av hämtning av pelleten ur brunnen. Tidsintervallet mäts genom att spela ruta för ruta på videosekvens. CT mäts för de första fem Vertical slots och de första fem horisontella spår att den apan ^16-18. Diagrammen av poängen illustrerar grundutbildningen fas, före lesionen platån, den dramatiska droppe poäng (vanligtvis noll) omedelbart efter skada, den progressiva (SPONTANT) funktionell återhämtning mot post-lesionen platå. Den funktionella återhämtningen uttrycks i% av kvoten av medianinkomsten efter lesion på platån dividerat med medianen pre-lesioner (platån) ^* 100 (figur 3 och 4A). För CT, en ökning återspeglar ett underskott, är den funktionella återhämtningen uttryckt i% förhållandet mellan median före lesionen CT (platån) dividerat med medianen efter lesion CT på platån ^* 100. Effekten av behandlingarna efter lesion visade baserat på prov 1, illustreras i detalj i tidigare rapporter från detta laboratorium ^14,15,17. En ytterligare analys kan ta upp frågan om strategin, besökte nämligen tidsmässiga sekvens av spår av monkey (Figur 4B).

För test 2 (Brinkman ruta), även om värdering kan också fastställas som i prov 1, är en mer meningsfull parameter "total tid", vilket definieras som tidsintervallet mellan plockning av pellets i första facket och plockning av pelleten i den sista ^{(20: e)} plats (Figur 5). En funktionell återhämtning kan beräknas och uttryckas i%. Den beräknas med hjälp av medianen totala tiden före lesionen (platå efter träning fas) dividerat med medianen totala tiden efter skada på platån ^* 100.

För test 3 (roterande Brinkman board), men resultatet kan också fastställas enligt ovan (test 1) är en känslig parameter kontakttiden (CT, definierat som ovan i test 1), mätt efter de första tio platser (Figur 6 ).

För test 4 (. Sträcka ut och gripa låda uppgift), inrättandet comprises flera detektorer, inspelning diskreta händelser såsom rättegången inletts (handen avbryter en ljusstråle placerad framför panelen), hand röra ratten, uppkomsten av låda drar, i slutet av lådan öppnas, hand in i kortplatsen (hämtning i tid ), hand utträde ur facket (pick-out tid). Kraftgivare på ratten kan mäta grepp kraft (som utövas av tummen och pekfingret att trycka på knappen) och lasten kraft (utövas att dra lådan, för att motverka olika nivåer av motstånd ställs på lådan öppning). De olika nivåerna av motstånd motsatta öppnandet av lådan erhölls genom att ändra intensiteten i nuvarande tillämpas på en roterande elektromagnetisk motor fäst på baksidan av lådan. Upplägget är utformat för att tillämpa en resistiv kraft parallellt med inriktningen på öppnandet av lådan. Detaljerad systemet i lådan installation finns på begäran till motsvarande författare. Alla dessa uppgifter samlas in med gränssnittet ettnd programvara Spike 2 och visas illustreras i Figur 7.

Som tidigare reported1 ^4,15, dessa uppgifter utgör beteendevetenskaplig grund för att undersöka om spontan återhämtning från en skada av hals sladd kan utökas med en särskild behandling som syftar till att främja axonal regeneration (Figur 8).

Att hämta poäng och kontakt parametrarna tid återspeglar olika delar av fingerfärdighet: den första omfattar hela motorn sekvensen (nå, gripa, indragning av handen, transporten av pellets till munnen), medan den andra är inriktad på de gripa fasen bara. Dessa två parametrar är särskilt korrekta och kompletterande av de ändrade och de roterande Brinkman styrelsens uppgifter. De poäng representerar i stort sett överflödig information i dessa två uppgifter, ger kontakttiden i kontrast mer uppgiftsorienterade specifik information på grund avvariation av facken "positioner i den roterande Brinkman styrelsen uppgift, jämfört med deras statiska position i den modifierade Brinkman styrelsen uppgift. Den Brinkman lådan uppgift skiljer sig från de två ovan nämnda uppgifter, som frihetsgrader för rörelser med handen begränsas av det slutna rummet. Som en följd av placeringen av de olika slots på bordet inom Brinkman boxen spelar en viktig roll när det gäller svårigheter att utföra manuella behärskning, på grund av RINGHET av boxen. Till exempel stör de gripa med handen från facken ligger på höger sida av lådan med höger sidovägg.

Följaktligen skulle bedömningen av hämtning poäng begränsad till 30 sekunder som i den modifierade Brinkman styrelsen vara partisk, beroende på positionen av facken faktiskt besök av apan under denna begränsade tid, vilket genererar en betydande variation från en session till en annan. Av denna anledning är det mer lämpligt att involve All Slots (n = 20) och därför parametern totala tiden valdes. I den modifierade Brinkman styrelsen, var den totala tiden inte betraktas som apan kan i vissa fall lösa motivation (till exempel efter skada) på grund av det stora antalet tider som skall utföras (n = 50). Längs samma linje, skulle analysen av kontakttiden implicerade att vidta alla springor i Brinkman rutan i beaktande (medan bara de fem första platser i den modifierade Brinkman styrelsen ansågs position utvalda slots har liten, om ingen inverkan på denna parameter). Därför för Brinkman rutan, rekommenderar vi i ett första sätt att bestämma den totala tid, eftersom det sågs som en mycket relevant och informativt parameter, åtminstone i våra studier med apor utsatts för en motor cortex lesion (inga data tillgängliga för ryggmärgen lesioned apor). Kan dock kontakttiden komma i fråga för Brinkman boxen, men i ett andra steg med alla tjugo platser, separat menför horisontella och vertikala spår (visas ej).

Figur 1. Övergripande system av försöket. Djuret överförs från djur-anläggningen i primat stolen, transporteras sedan till beteendemässiga laboratoriet. På varje daglig session utför apan testet 1. Varannan dag, utför apan sedan testa 2 och / eller prov 3 och / eller testa 4. Vissa apor (särskilt motiverade) kan utföra alla provningar på samma dag session. Mat pellets (används som belöning) var gjorda av torkade bananer eller glukos pulver som komprimeras i en rund form på ca 4 mm i diameter. I alla våra beteendemässiga tester använder vi dammfritt precision pellets (45 mg) som tillhandahålls av BioServ, One 8th Street, Suite One, Frenchtown, NJ 08.825, USA.

Den dimension av den modifierade Brinkman styrelsen är 240mm lång och 140 mm bred, medan dimensionen av facken är 15 mm lång, 8 mm wide och 6 mm djup. Diametern på tavlan i rotative Brinkman styrelsen är 114 mm.

. Figur 2 representant (kirurgiska) lesion i livmoderhalsen sladden (panel A, ändras från ¹⁵⁾ och (kemisk) lesion av motor cortex (panel B, ändras från ^16), som härrör från motsvarande histologiska sektioner, som behandlats för SMI-32 färgning . Den maximala omfattningen av hals sladden lesionen har rekonstruerats från varandra sagittala delar av ryggmärgen (panel A), medan omfattningen och placeringen av motoriska cortex lesionen har rekonstruerats från varandra frontala delar av hjärnan och åter placeras på en lateral bild av motsvarande hjärnhalvan (röd fläck i panel B). Den cervikala sladden skada berodde på en transection med en operation blad på den nivå C7-C8, vilket resulterar i en sub-hemisection avbröt ensidigt det huvudsakliga CS-tarmkanalen kompokomponent i dorsolaterala funiculus, ovanför motoneurons styr handen muskler ^14,15,20. Den permanenta kortikala lesion producerad av infusion av ibotenic syra ^13,16,17, på platser som täcker handen representation tidigare fastställda hjälp intracortical microstimulation (ICM, se ^16,21,22). Den kortikala lesioner territorium visas som ett abrupt avbrott i SMI-32 färgning av nervceller i lager III och V i rostralt banken i centrala sulcus (område som markerats med streckad linje i panel B).

Figur 3. Representativa uppgifter från den modifierade Brinkman styrelsen uppgift (test 1) utförs av en apa utsätts för en skada i ryggmärgen (som illustreras i Figur 2A). Diagrammet visar poäng (ordinata), separat för de vertikala spår (blå symboler) och den horisontella spår (röda symboler). Den gula symboler för summan avvertikala och horisontella poäng på en viss dag session. På x-axeln är tid för dagarna i den beteendemässiga sessioner. Den vertikala streckade Redline (dag 0) är den dag då lesion utfördes. Tre olika perioder fram: den första (svart streckad linje) motsvarar den praktikperiod, den andra (blå streckad linje) till platån av prestanda före lesionen, och den tredje (grön streckad linje) till platå återhämtat prestanda. Data ändras från ^15.

Figur 4A. Samma som i figur 3 (prov 1), men i en apa utsatts för en skada av den motoriska cortex (vilket framgår av figur 2B). Diagrammen visar resultatet (panel A, samma konventioner som i figur 3) och kontakttiden (CT, panel B) data. På x-axeln, är det dags förde dagarna i den beteendemässiga sessioner. Den vertikala streckade Redline (dag 0) är den dag då lesion utfördes. I panel B, motsvarar varje punkt till tiden för kontakt mellan finger och pelleten i ett fack (5 försök per inriktning för varje session, det grå fältet representerar medianvärde). Observera att för de prövningar där djuret inte kunde utföra uppgiften (omedelbart efter skada), visas CT som en mättad värde på 5 sekunder. Data ändras från ^16,17.

Figur 4B. Analys av strategi som antogs i den modifierade Brinkman styrelsen uppdraget utförts med contralesional handen, innan skada av motor cortex (Pre), under återhämtningsfasen (Recovery) och efter lesion på platån (Post). Färgen på varje plats visar ordningsföljden av facken besök av apan i en session (det första facket besökt skildras av de mörkaste blå och den sista plats som besökts av mörkaste rött). Observera thaT pre-lesion började apa på vänster sida av brädet och scannade systematiskt mot höger. Under återhämtningen har ordningsföljden ändrats. På platån efter lesion antog strategin före lesionen åter dykt upp (systematisk skanna från vänster till höger).

Figur 5. Representativa uppgifter kommer från Brinkman rutan (test 2) för en apa att utföra uppgiften under visuell kontroll. Det samordna är den totala tid som behövs för att tömma 20 brunnar längs den dagliga sessioner (abskissa), utförd före och efter en skada i motor cortex (vertikal streckad linje). Måtten på den tillgängliga volymen i rutan är 1360 cm ³ (120mm ^* 110mm ^* 103mm). Notera en inledande fas av utbildningen, som kännetecknas av en större variation av den totala tiden från en session till nästa. Omedelbart efter kortikal skada, denapa kunde inte utföra uppgiften (datapunkter mättad vid 200 sekunder). Det p-värde är statistiskt säkerställd för skillnaden mellan medianen totala tiden före lesionen (mitten av den horisontella grå rektangel till vänster) och median total tid efter lesion i den sista sessionerna (mitten av den horisontella grå rektangel till höger ). Andelen funktionella återhämtningen är 89,6%, medan volymen av motoriska cortex lesion var 41,8 mm ^3. Data ändras från ^19.

Figur 6. Representativa resultat (övre två grafer) härrör från rotative Brinkman styrelsens uppgift (test 3), med illustration av kontakten uppmätta tiden före lesion och efter lesion, med samma konventioner som i figur 4A (panel B), för en apa utsätts för en skada av den motoriska cortex (data modifierad från ^17). Den övre grafen för en medurs ("CL") ro förandet av styrelsen, medan den nedre grafen är för en moturs ("C-Cl") rotation i styrelsen. De två vertikala grå pilar indikerar att kontakta tiden var oändligt lång i par möten omedelbart efter skada, som apan inte kunde utföra uppgiften med contralesional handen. Serien bilder på botten av figuren illustrerar metod för att mäta kontakten tid (gäller både den modifierade Brinkman styrelsen och roterande Brinkman styrelsen). Den vänstra bilden visar den hand som närmar facket som innehåller pellets (100 ms innan kontakt mellan pekfingret och pellets). I nästa bildruta till höger motsvarar den tid kontaktpunkt (0 ms). Då kontakttiden definieras som tidsintervallet (i ms) att köra tills de når ramen (längst till höger) som motsvarar den tid punkt där pellets tas ur facket. Kontakten tid här är 240 ms.

58/3258fig7.jpg "/>
Figur 7. Representativa uppgifter från en session som utförs av en apa på sträcka ut och gripa låda uppgift (prov 4).

Panel A: Rådata motsvarande tre parametrar som förvärvats online under en enda rättegång: last kraft i rött, grepp kraft i blått och förskjutning av lådan i grönt. Flera markörer har också förvärvats under uppgift: plocka tiden motsvarar tiden för belöning gripa, fullt öppna för fullständigt öppna lådan och knopp touch (tch) till tidpunkt då djur för första gången rör vid ratten. För analysen har sju markörer placerade vid kritiska tidpunkter i den pågående uppgiften (t.ex. 3 grå markörer på botten tre horisontella rader): 1) gång låst till att trycka på ratten av djur, 2) uppkomsten av grepp kraft; 3) maximal grepp kraft, 4) uppkomsten av lasten kraft, 5) maximal belastning kraft, 6) tid låst när lådan är helt öppen, 7) tid låst till att plocka tid.

Panel B: Representation av de kvantitativa resultaten för två parametrar inspelad under uppgift: greppet kraft (kraft används för att greppa ratten mellan pekfingret och tummen) och lasten kraft (kraft används för att öppna lådan) i två diagram: den maximala värdet (vänster diagram) och lutningskoefficienten (från början till max,. högra diagrammet).

Fyra av de fem olika relativa nivåer av motstånd har illustrerat här: R0 (0 Newton), R3 (1,4 N), R5 (2,75 N) till R7 (5 N). Ratten av lådan har en trekantig och platt form. Basen i triangeln bifogas lådan åtgärder 20mm och den övre (15 mm från basen) består i en cirkulär kontur av 7 mm i diameter. Lådan själv har följande mått: längd = 50 mm, bredd = 27 mm och höjd = 45mm.

Figur 8. Påminnelse (modifierad från ¹⁵⁾ av användningen av beteendemässiga testa en för att undersöka den möjliga effekten av en behandling (anti-Nogo-A antikroppar) på den funktionella återhämtningen från livmoderhalsen sladden lesion. För både poäng och kontakttid, samt för både fack inriktning, den grupp av kontroll antikroppar behandlade aporna (blå symboler, n = 6) återhämtar fingerfärdighet sämre än den grupp av anti-Nogo-A antikroppar behandlade aporna (röda symboler , n = 7), särskilt för stora volymer av skada. De två grupperna skiljer sig signifikant med p = 0,035 (panel A), p = 0,022 (panel B), p = 0,035 (panel C) och p = 0,008 (panel D).

Discussion

Även om den nuvarande beteende uppgifter har beaktats så långt i vårt laboratorium i samband med studier rörande skada av hals sladden eller skada på motoriska cortex i syfte att testa olika behandlingar (se ^14,15,17 och http:/ / www.unifr.ch / neuro / rouiller > välj "forskning" i det översta fältet menyn, sedan> "motorsystem"> "återhämtning efter lesion"), kan de också ha en bredare tillämpning, som fingerfärdighet är också en aspekt att tänka i andra sjukdomar, såsom Parkinsons sjukdom (MPTP apor) eller vid sensorisk de-afferentation påverkar proprioception och / eller känsel (särskilt testet 2 i avsaknad av visuell kontroll).

Den beteendemässiga tester som här föreslås är lämpliga att undersöka motorstyrning av distala rörelser forelimb, som deltar i fingerfärdighet. Specificiteten för testerna framgår avavsaknad av underskott (förutom ett par dagar) i händelse av en skada som inte försämrar relevanta komponenter i styrsystemet: ja, i händelse av en lesion placeras mer caudal än motoneurons kontrollera handen muskler, det fanns ingen underskott. Relevans av testet 1 kan uppskattas genom att jämföra på videosekvenser tas vid två tidpunkter efter skada återhämtningen kurva, som skiljer sig genom en förstärkning av funktionell återhämtning på 25%, eventuellt i förhållande till en cellterapi för behandling ^17.

Trots vissa inledande, relativt kort utbildning fasen i början (som varar i regel 2-3 månader), den beteendemässiga tester som här föreslås är relativt "naturliga" och okomplicerad, jämfört med komplexa (t.ex. villkorade) uppgifter som utbildning av apan Det kan ta nästan ett år eller mer. Den positiva förstärkningen är baserad på fast föda, vilket är mindre känslig på etisk synvinkel än vatten försakelser, som vanligtvis används i mer comPlex uppgifter ^23. Det finns ingen anledning att beröva aporna från mat för att få stabila och konsekventa resultat. Den pellets som erhållits under de arbetsuppgifter som representerar det första tillgång till mat om dagen för beteende-sessionen (förutsatt att apan inte äta under den föregående natten, men extra mat ges till slutet av eftermiddagen föregående dag) . Det är viktigt att varje apa utför beteendemässiga session vid samma tidpunkt på dagen, samt respekterar samma ordningsföljd mellan de olika aporna bildar en grupp i huset rummet. Eftersom aporna är känsliga för yttre störande händelser bör beteendemässiga uppgifter ske i närvaro av bakgrundsmusik, maskering potentiella störande ljud från angränsande rum eller laboratorier. Det är viktigt att under hela av experimentet (från grundutbildning fram till den sista dagliga experimentella session, en period av flera månader om inte år), är en given apaplaceras dagligen under överinseende av samma försöksledaren.

Den nuvarande beteende-tester används sedan flera år i vårt laboratorium för att kvantifiera fingerfärdighet, i viss mån jämförbara med andra tester av fingerfärdighet nyligen rapporterats i litteraturen ^24-28. Det finns dock ett stort behov av att standardisera tester mellan olika laboratorier (för bättre jämförelse), vilket är ett preliminärt mål för denna rapport. På begäran, illustrerade den detaljerade egenskaper uppställningar här för test 1-4 kan tillhandahållas av korresponderande författare, för att reproducera dem. Utöver frågan om regenerativ medicin (återhämtning från skada i ryggmärgen eller cerebral cortex) kan den nuvarande paletten av tester vara lämpliga att behandla i normala icke-mänskliga primater utvecklingsfrågor (t.ex. tid under motoriska utveckling skicklig rörelser), för att undersöka lateralization aspekter (sidan preferens / dominans) och att dechiffrera evolutionära frågor av comparing motorn förmågor av olika arter av primater, inklusive människor. Observera dock att måtten på apparatur bör anpassas efter siffrorna "storlek (tjocklek och längd) av primat arter, eftersom det kan påverka uppdraget prestanda. I föreliggande studie var de tester som gjorts på Macaca fascicularis apor, från 2,5 till 8 år gammal och väger mellan 2,5 och 8 kg. Längden på pekfingret (används först manipulera pellets) varierar från 32 till 35 mm, medan omkretsen av distala falangen (spets) av pekfingret var mellan 22 och 25 mm i apor som ingår i våra studier. Som testats i tidigare försök, samma gripa tester är lämpliga för Macaca mulatta också.

Alla experiment utfördes i enlighet med Handbok för vård och användning av försöksdjur (1996) och godkända av lokala (schweizisk) veterinärmyndigheterna. Alla experimentella procedurer på apanS, liksom frihetsberövande förhållandena i djurhuset, beskrevs i detalj i de senaste rapporterna från vårt laboratorium: se referenser 12-18.