11 Aralık 2017
Doğal ortamlarda ekstremitelerin dikkatli koordinasyon gerektiren karmaşık hareket parietal korteks bölgelerinde içerir. Aşağıdaki iletişim kuralı parietal bölgede 5 bellek destekli engel kaçınma içinde yürüyen kedi rolünü göstermek için ters çevrilebilir soğutma kaynaklı devre dışı bırakmayı açıklar.
Bu çalışmada soğumaya bağlı deaktivasyonların kullanımının genel amacı, yürüyen kedide engel hafızasına kortikal katkıları değerlendirmektir. Bu yöntem, parietal korteksin hafıza güdümlü engellerden kaçınmada rol oynayıp oynamadığı gibi lokomotor kontrol alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, devre dışı bırakmayı tersine çevirme yeteneğidir.
Bu, her hayvanın kendi kontrolü olarak hizmet etmesine izin verir. Başlamak için, burada gösterilen aparatı ekteki metin protokolünde açıklandığı gibi oluşturun. Ardından, hayvanı kuruluma alıştırmak için test kemerini takarken hayvanı test cihazına yerleştirin.
Bu tasma oryantasyonu, hayvanın aparatın orta kısmı boyunca herhangi bir gerilim olmadan yürümesine izin verir, böylece hayvanı aparatın bu kısmı içinde kalmaya teşvik eder. Bu tür sınırların oluşturulması, hareketli bir denekle çalışırken yardımcı olur. Yumuşak yiyecekleri yiyecek platformuna yerleştirin ve ardından hayvanı platformdan yemesine izin vererek yürüyüş yoluna yerleştirin.
Hayvanın yürüyüş yolunun başlangıç alanına taşınması gereken durumlar da dahil olmak üzere, hayvanın kullanım konusunda rahat olduğundan emin olun. Görsel engel hafızasını değerlendirmek için, engeli yürüyüş yoluna kaldırın ve platformu engelin uzak tarafına yerleştirin. Daha sonra hayvanı yürüyüş yolunun başlangıç alanına yerleştirin ve hayvanın yiyeceğe yaklaşmasına izin verin, platformdan yemek yemek için sadece ön ayaklarıyla engelin üzerinden geçin.
Hayvan yemeye devam ederken, daha fazla görsel veya dokunsal girdiyi önlemek için engeli geçitle aynı hizaya gelecek şekilde indirin. Değişken bir gecikme periyodundan sonra, hayvanı yürümeye devam etmeye teşvik etmek için yiyeceği tekrar ileri doğru hareket ettirin. Ayrıca, engele alışmayı ve öğrenilmiş bir kaçınma tepkisinin gelişmesini önlemek için engelin olmadığı durumlarda denemeler yapın.
Soğutmadan önce tipik lokomotor davranışları ve sağlam görsel engel hafızasını doğrulamak için engel var ve engel yok denemelerinde arka bacak basmasını gözlemleyin. Hayvanın engeli temas etmeden geçebildiğinden ve engel bulunmayan denemelerde dört bacağın tümünün basmasının, engelsiz denemelere kıyasla önemli ölçüde arttığından emin olun. Dokunsal engel hafızasını değerlendirmek için, engelin yürüyüş yoluna kaldırılmadığından emin olarak başlayın.
Daha sonra hayvanı yürüyüş yolunun başlangıcına yerleştirin ve engel yuvasının uzak tarafına yerleştirilmiş yiyecek platformuna doğru yürümesine izin verin. Hayvan yemek yerken, engeli yemek tabağının altındaki yürüyüş yoluna kaldırın ve engelin herhangi bir görsel girişini önleyin. Ardından yiyeceği ileri doğru hareket ettirin.
Yiyecek ileri doğru hareket ederken, hayvan engelin üzerinden geçmeden önce ön ayaklarıyla engele temas etmelidir. Hayvanın ön ve arka bacakları arasındaki engeli aşarken yemeye devam etmesine izin verin. Bu süre zarfında, daha fazla görsel veya dokunsal girişi önlemek için engeli geçitle aynı hizada olacak şekilde indirin.
Değişken bir gecikme periyodundan sonra, hayvanı yürümeye devam etmeye teşvik etmek için yiyeceği bir kez daha ileri doğru hareket ettirin. Dokunsal engelin olmadığı denemelerde, hayvan yaklaşımına sahip olun ve yiyecek platformundan yiyin. Bununla birlikte, yiyeceği değişken bir gecikmeyle ileri hareket ettirmeden önce engeli kaldırın ve indirin.
Engelin varlığına alışmayı veya öğrenilmiş bir kaçınma tepkisinin gelişmesini önlemek için engelin olmadığı ve ön bacak temasının olmadığı durumlarda denemeler yapın. Kortikal soğutmaya başlamadan önce normal lokomotor davranışları ve sağlam engel hafızasını doğrulamak için engel mevcut ve engel yok denemelerinde arka bacak adımını gözlemleyin. Beynin ayrı bölgelerini devre dışı bırakmak ve bunların hafıza güdümlü engellerden kaçınmaya katkılarını değerlendirmek için, CryoLoops'u ekteki metin protokolünde açıklandığı gibi daha önce bildirilen cerrahi prosedürlere göre beş ve yedinci alanlara bilateral olarak implante edin.
Testten önce, bir buz banyosu oluşturmak için 200 mililitre metanolü 500 cc kuru buzla birleştirerek soğutma devresini hazırlayın. Metanol rezervuarından gelen giriş borusunu pompaya bağlayın. Buz banyosuna giden çıkış borusunu pompanın diğer tarafına bağlayın.
Boru uçlarını sahte bir CryoLoop'a bağlayın ve soğutma devresini tamamlamak için uçların giriş ve çıkış borularının üzerine sıkıca oturduğundan emin olun. Ardından, sürekli sıcaklık izleme için termokupl fişini dijital bir termometreye takın. Bu kablonun ve borunun uzunluğunun, bağlandığında hayvanın kafasına ulaşmak için yeterli olduğundan emin olun.
Ardından anahtarı kullanarak pistonlu pompayı açın ve tüm bağlantıların sıkı olduğunu ve sızıntı olmadığını doğrulayın. Pompa ayarının, buz banyosunun içindeki borunun uzunluğunun ve buz banyosundan kukla döngülere kadar olan boru uzunluğunun, kukla CryoLoop sıcaklığının 5 santigrat derecenin altında sabit bir duruma ulaşabilmesi için optimum olduğundan emin olun. İlk kurulumdan memnun kaldığınızda, pompayı kapatın ve sahte CryoLoop'u çıkarın.
Hayvanı test cihazının üzerine yerleştirin ve koşum takımını bağlayın. Ardından kayışı sabitleyin ve tasmayı takın. Ardından, giriş ve çıkış tüplerini ortaya çıkarmak için implante edilmiş CryoLoop'un koruyucu kapağını çıkarın.
Boru uçlarını CryoLoop'un giriş ve çıkış borularının üzerine sıkıca takın ve termokupl fişini dijital termometreye bağlayın. Test oturumuna görsel veya dokunsal bir engel hafıza denemesi ile başlayın. İlk testten sonra, rastgele bir şekilde dört türün tümünün ek denemelerini takip edin.
Ardından, pistonlu pompayı açın ve CryoLoop'un üç santigrat derece sıcaklığa ulaşması için bir ila iki dakika bekleyin. Ardından harika bir deneme bloğu çalıştırın. Denemeler sırasında, CryoLoop'un sıcaklığının üç santigrat derece civarında tutulduğundan emin olun.
Ardından pistonlu pompayı kapatın ve CryoLoop'un orijinal sıcaklığına dönmesini bekleyin. Piston pompası kapatıldıktan sonra son bir yeniden ısıtma deneme bloğu çalıştırın. Davranış testi sona erdiğinde, boruyu giriş ve çıkış borularından çıkarın ve koruyucu kapakların değiştirildiğinden emin olun.
Boru uçlarından damlayabilecek ve hayvanı tahriş edebilecek artık metanolün farkında olun. Tasmayı ve koşum takımını çıkarın ve ardından hayvanı koloniye geri koyun. Son olarak, bir sonraki test gününde sızıntı yapan bağlantıları önlemek için boru uçlarını kesmek için bir boru kesici kullanın.
Kedinin beyninin beşinci alanı iki taraflı olarak soğutulduğunda, hem önde gelen hem de arkadaki arka bacaklar için engel mevcut denemelerinde arka bacak basamağı önemli ölçüde azaldı. Engel mevcut denemelerde ön bacakların tepe basamak yüksekliği ve engel olmayan denemelerde tüm bacaklar beşinci alan deaktivasyonundan etkilenmedi. Benzer şekilde, engel var olan veya olmayan denemelerde herhangi bir bacak için en yüksek adım yüksekliği, yedinci alan devre dışı bırakıldığında sıcak durumdan farklı değildi.
Hem sıcak hem de yedinci alan soğutulmuş koşullarla karşılaştırıldığında, beşinci alan soğutulmuş koşul için önde gelen arka bacak basamağında ve arka arka ayak basamağında basamak boşluğu azaltılmıştır. Ek olarak, arkadaki arka bacağın basamak yörüngesi, hem sıcak hem de yedinci alan soğutulmuş koşullarda basımın aksine, tepe engelden önce meydana geldiğinden, beşinci alan devre dışı bırakma işleminden etkilenmiştir. Bu prosedürü denerken, uygun devre dışı bırakmayı sağlamak için deney boyunca soğutma döngülerinin sıcaklığını izlemeyi unutmamak önemlidir.
Bu videoyu izledikten sonra, davranan bir hayvanda soğutma ile korteks bölgelerinin nasıl geri dönüşümlü olarak devre dışı bırakılacağını iyi anlamış olmalısınız.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Bu çalışma, kedilerde lokomosiyon sırasında hafıza yönlendirmeli engelden kaçınma sürecinde parietal korteksin rolünü araştırmaktadır. Geri dönüşlü soğutma ile indüklenen deaktivasyon kullanarak, araştırma bu beyin bölgesinin karmaşık hareket koordinasyonuna nasıl katkıda bulunduğunu netleştirmeyi amaçlamaktadır.
Reversible cortical cooling in behaving animals enables precise, within-subject interrogation of brain region contributions to complex sensorimotor tasks. This approach provides mechanistic de-risking for target validation in neural circuits underlying memory-guided locomotion, supporting predictive confidence at early discovery inflection points. The method's reversibility and quantitative behavioral outputs facilitate robust portfolio triage for neurobiological targets.
This reversible deactivation protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for neurobiological target validation and mechanistic de-risking.