Farelerde Tek pelet ulaşan Görevleri ile öğrenme Çalışması Motor Beceri

Behavior

Your institution must subscribe to JoVE's Behavior section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

Kalıcı uygulama koordine hareketlerin hassasiyetini artırır. Burada farelerde öğrenme ve hafıza ön ayakları beceri değerlendirmek için tasarlanmış bir tek tablet ulaşan görevi tanıtmak.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Chen, C. C., Gilmore, A., Zuo, Y. Study Motor Skill Learning by Single-pellet Reaching Tasks in Mice. J. Vis. Exp. (85), e51238, doi:10.3791/51238 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Ulaşan ve alma nesneleri ayakları hassas ve koordine motor hareketleri gerektirir. Fareler tekrar tekrar kavramak ve kalıcı eğitim sonrasında gıda belirli bir yerde konumlandırılmış ödülleri, (doğruluk ve hız olarak tanımlanan) onların motor performansı zamanla giderek artırır ve platolar almak için eğitilmiştir zaman. Böyle ulaşan beceri hakim sonra, onun daha da bakım sabit uygulama gerektirmez. Burada farelerde yetenekli ön ayakları hareketleri satın alma ve bakım çalışma tek pelet ulaşan görevi tanıtmak. Bu videoda, ilk sık bu öğrenme ve hafıza paradigma karşılaşılan farelerin davranışlarını tanımlamak, ve daha sonra bu davranışları sınıflandırmak ve gözlenen sonuçlarını ölçmek için nasıl tartışacağız. Fare genetik ile birlikte, bu paradigma anatomik temellerinin, fizyolojik özelliklerini, öğrenme ve hafızanın moleküler mekanizmalarını keşfetmek için davranışsal bir platform olarak kullanılabilir.

Introduction

Altında yatan mekanizmaların öğrenme ve bellek Anlamak nörobilim büyük zorluklardan biridir. Önceden öğrenilmiş motor becerilerinin tutma Motor bellek 1 olarak kabul edilir ise motor sisteminde, uygulama ile yeni motor becerilerin edinimi genellikle, motor öğrenme olarak adlandırılır. Bir motor beceri öğrenme, genellikle, zaman içinde istenen motor performansının iyileştirilmesi yansıtılır, motor beceri mükemmel biçimde uygun olduğu ya da ya da bir noktaya kadar. Çoğu durumda, elde edilen motor bellek bile uygulama yokluğunda, uzun bir süre boyunca devam edebilir. İnsanlarda, pozitron emisyon tomografisi (PET) ve fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) kullanarak beyin görüntüleme çalışmaları, 2-4 öğrenme, motor beceri edinimi aşamasında birincil motor korteks (M1) faaliyet değişikliği ve M1 faaliyetin geçici girişim tarafından göstermiştir düşük frekanslı transkranial manyetik stimülasyon signi yol açarficantly motorlu davranışsal iyileştirme 5 tutulmasını bozulur. Benzer bir şekilde, sıçanlarda ön ayakları özgü eğitim 6, öğrenme, motor beceri geç aşamasında, eğitimli ayakları için M1 Kontrlateral c-fos aktivitesi ve sinaps / nöron oranı her ikisinin de artış ile örneklenen, M1 işlevsel ve anatomik plastisite neden olur. Ayrıca, benzer bir eğitim paradigma da sıçan görevleri 7 elde sonra indirgenmiş, uzun süreli potansiyasyon (LTP) ve geliştirilmiş uzun süreli depresyon (LTD) ile sonuçlanan, kat eğitimli ayakları karşılık gelen karşı taraftaki M1 içinde 2/3 yatay bağlantı güçlendirir. Bu gibi modifikasyon sinaptik Ancak eğitimsiz ayakları ya da arka ayaklarında 8'e karşılık gelen M1 kortikal bölgelerinde gözlenmemiştir. M1 inme yoluyla bozuk olduğunda, alternatif olarak, ön ayakları spesifik motor becerileri 9 dramatik eksiklikler bulunmaktadır. Motor davranışsal çalışmaların çoğu insan, maymun üzerinde yapılmıştır das ve sıçanlar 2-8,10-17, farenin çünkü güçlü genetik ve düşük maliyetli bir model sistem cazip hale gelir.

Bir tek pelet ulaşan görev: Burada bir ön ayakları spesifik motor-beceri öğrenme paradigmasını sunuyoruz. Bu paradigmada, fareler sabit bir yerde, okçuluk, dart atma, ve insan çekim basketbol öğrenmeye benzer bir davranış yerleştirilmiş gıda pelet (darı tohum) kavramak ve almak için dar bir yarık aracılığıyla ön ayakları uzatmak için eğitilmiştir. Bu görev ulaşan fareler ve sıçanlar 18 arasında benzer sonuçlar göstermiştir daha önceki çalışmalardan elde edilen sıçan modifiye edilmiştir. İki foton transkranial görüntüleme kullanarak, bizim önceki iş bu eğitim sırasında zamanla dendritik dikenler (çoğunluk uyarıcı sinapsların için postsinaptik yapılar) dinamiklerini takip etmiştir. Biz tek bir eğitim oturumu eğitimli ayakları için motor korteks Kontrlateral piramidal nöronlar yeni dendritik dikenler hızla ortaya çıkmasına neden olduğunu buldu. SAynı ulaşan görevin ubsequent eğitimi tercihen eğitim 19 sonlandırıldı süre sonra kalıcı olan, bu öğrenme kaynaklı dikenleri stabilize. Görevi ulaşma tandem yürütülmesi ve (makarna taşıma görevi yani) başka ön ayakları-spesifik motor görevi sırasında oluşan dikenleri 20 küme yoktu oysa Ayrıca, görevi ulaşan tekrarlar sırasında ortaya çıkan dikenleri, dendritler boyunca küme eğilimindeydi.

Mevcut video, ilk gıda yoksunluğu şekillendirme için, adım adım bu davranış paradigmanın kurulum tanımlamak, ve motor eğitimi için. Biz de bu davranışsal paradigma yürütme sürecinde farelerin ortak davranışları tanımlamak ve nasıl bu davranışları kategorize ve analiz edilir. Son olarak, böyle bir öğrenme paradigması uygulama için gerekli önlemler ve veri analizleri sırasında karşılaşılabilecek sorunları tartışmak.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Bu yazıda anlatılan deneyler University of California, Santa Cruz Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından belirlenen kurallara ve yönetmeliklere uygun olarak yapıldı.

1.. Setup (Ayrıca Malzeme Listesi)

  1. Gıda pelet gibi darı tohumları kullanın.
  2. Üç dikey yarıklar ('şekillenmesinde' kenarında bir yarık içeren bir ısmarlama net pleksiglas eğitim odasını (pleksiglas 0.5 cm kalınlığında, dışarıdan ölçüldüğünde, 15 cm derinliğinde, 20 cm boyunda ve 8.5 cm genişliğinde) kullanın ve karşıt 'eğitim' kenarında iki yarıklar). Dikey yarıklar 0.5 cm genişliğinde ve 13 cm boyunda ve kutunun ön duvarında yer olmalıdır: merkezinde, sol tarafta ve sağ tarafta (Şekil 1A) hakkında.
  3. Şekillendirme seansları sırasında kullanılan tohum tutmak için eğik bir tepsi kullanın. Tepsi üç cam slaytlar (Şekil 1 B) ikinci özel yapılabilir.
  4. Prepabir gıda platformu yeniden (8.5 cm uzunluğunda, 4.4 cm genişliğinde ve 0.9 cm boyunda). Bu yiyecek platform eğitim oturumları sırasında eğitim odasının (eğitmen bakan) ön tarafına yerleştirilir. Konumlandırma tohumlar, soldaki bir yuvaya, ve sağ tarafta diğer yuvaya için gıda platformunda iki çimen yuvası vardır. Divots uzun kenarından 0,3 cm, ve genişlik kenarı (Şekil 1C) 2,4 cm'dir. Sol ve sağ çimen yuvaları fare eğitim odasında sol ve sağ yarık uygun ve baskın ön ayakları eğitimi için kullanılır. Bu çimen yuvaları sahip olmanın amacı, tohum, her ulaşan girişimi için aynı yerde sürekli olarak yerleştirilir sağlamaktır.
  5. Oturumları elinde bir forseps çifti, tartı, ve kronometre var sırasında.

2. Yiyecek Yoksunluk (2 Gün)

  1. Gıda yoksunluğu öncesi temel bir vücut ağırlığı elde etmek için her fare tartılır.
  2. Vücut ağırlığı başlatmak için 2 gün boyunca fareleri Gıda-kısıtlamakkayıp. Genel bir başlangıç ​​noktası olarak, günlük farenin gıda 1 g başına vücut ağırlığının (örneğin, 15 gr ağırlığında, bir fare, genellikle gıda 1.5 g) ile başlamak 0.1 g verilmiştir. Bazal vücut ağırlığı, kilo kaybı, cinsiyet, ve fareler yaşı oranına göre gıda miktarını ayarlayın. Vücut ağırlığı şekillendirme aşamasında biraz daha fazla azalmaya devam olsa da, bu tür düşük vücut ağırlığı (yani ~ orijinal temel ağırlığın 90%) eğitime (Şekil 2A ve 2B) boyunca muhafaza edilmelidir. Fare vücut ağırlığını korumak için gerekli gıda miktarı tipik olarak bir kısıtlama içinde kullanılan miktar ile aynıdır.

3. Şekillendirme (3-7 Gün)

  1. Grup yaşam iklimlendirme (1. Gün): aynı anda eğitim odasına iki fare koyun. Kendi tüketimi için odasının içine yaklaşık 20 tohum / fare yerleştirin. Fareler 20 dakika boyunca odasında kalmak ve sonra kendi evine geri koymak için izinkafes.
  2. Bireysel yaşam iklimlendirme (2. Gün): bireysel eğitim odasına adım 3.1 olarak aynı kurulum, ama bir yerde fareler. Bireysel ve grup yaşam alışma amacı eğitim odası ve darı tohum hem aşina fareler elde etmektir.
  3. Ön ayakları egemenlik Belirlenmesi (daha sonra 3. Gün ve): aşağıya doğru (Şekil 1D) dönük eğitim odasının tek yarık tarafını yerleştirin. Tohum ile, gıda tepsi doldurun. Gıda fare tohum erişilebilir izin vermek için eğitim bölmenin ön duvarına karşı tepsi basın. Tek tek kafes içine fareler yerleştirin. Onlar yemek tepsisi üzerinde bulunan tohumların yeterince istiyorsanız, onlar içinde tohum almak için yarıktan pulluk olacaktır. Daha sonra tohum almak ve onları tüketmek olacaktır. Aşağıdaki kriterlerden ikisi karşılandığında 'Şekillendirmek' bitmiş kabul edilir: 1) fare 20 dakika içinde 20 ulaşma girişimleri yapar, ve 2)% 70'den fazla ulaşır pBir ön ayakları ile erformed.

Notlar:

  1. Fare odacık içine tohum elde etmek için dilini kullanıyorsa, hafifçe yarık geri kaseti hareket ettirin. Ulaşan mesafede bir artış elde etmek için tohum dilini kullanmak için fare etmemektedir ve bu nedenle ön ayakları ulaşan kolaylaştırır.
  2. Fare bir hafta içinde şekillendirme bitirmek yapamıyorsanız, deney bırakın.

4. Eğitim (8 + Gün)

  1. Aşağıya doğru (Şekil 1E) bakan eğitim odasının çift-yarık tarafını yerleştirin.
  2. Tek tek kafeste fareler yerleştirin. (Yani sağ elini fare, fare sağ taraftaki yarık kullanın) tercih pençe karşılık çimen gıda platformunda tek tohum koy.
  3. Fare ulaşan davranışlarını gözlemlemek ve aşağıdaki kategorilere göre puan:
    1. Başarı: fare tercih pençe, kavrıyor ve r ulaşırtohum etrieves ve onun ağzına beslenir.
    2. Bırak: fare, tercih edilen pençe ile ulaşan tohum kavrıyor, ama onun ağzına koyarak önce düşer.
    3. Fail: fare tohumun doğru tercih pençe ile ulaşır, ama bu tohum özlüyor ya tutma plakasından onu bayıltır ya.
  4. Günde tercih edilen uzuv veya (hangisi önce gelirse) 20 dakika 30 ulaşma girişimleri için fareler eğitin.
  5. Eğitimden sonra geri evlerine kafesine fareler yerleştirin ve günlük gıda nicesine sağlar.

Notlar:

  1. Bazı durumlarda, fareler, gıda platformu üzerinde herhangi bir tohum olduğunda bile ulaşabilir. Böyle ulaşır "in boşuna ulaşır" olarak kabul edilir ve ulaşma girişimlerinin toplam sayısının sayılmaz. "In-boşuna ulaşır" vazgeçirmek için, tren fareler sonraki tohum yerleştirmeden önce geri eğitim odasının diğer ucuna yürümek. Benzer bir strateji, fare kullanılmıştırBenzer bir davranış görev 21 s. Fareler bazen de tohumun varlığında tercihli olmayan pençe ile ulaşır. Bu ulaşır 'taraf ulaşır' olarak kabul edilir ve ya ulaşır toplam sayısı sayılmaz.
  2. , Sirkadiyen ritim içinde dalgalanmalar nedeniyle davranışsal değişimleri sınırlamak farelerin normal uyanma saatlerinde, günün aynı anda tüm şekillendirme ve eğitim oturumları gerçekleştirmek için.
  3. Nedeniyle farklı eğitmenler davranış değişimini önlemek için, aynı kişi deney boyunca aynı fareler eğitiyor emin olun.
  4. Farelerin Dikkat bu davranış testi için çok önemlidir. Çevresel karmaşanın en aza indirgenmesi için ayrı ve sessiz bir odada fareler eğitin.
  5. Fareler fazla 30 ile eğitilmiş olabilir günlük (örneğin 50 ulaşır) ulaşır. Ulaşma girişimi sayısını arttırmak mümkün, aynı eğitim oturumu içinde davranış geliştirme incelemek için yapar.

5. DatBir miktar tayini

Eğitim sonrasında fare davranışını ölçmek için birçok yol vardır. İki en düz ileri analizler şunlardır:

  1. Başarı oranı = yüzdeleri olarak sunuldu toplam ulaşma girişimleri başarılı üzerinden ulaşır. Bırak ve başarısızlık oranları aynı şekilde çizilebilir.
  2. Zaman bölü başarılı girişimleri başarı = sayısının hızı, dakika başına kadar başarılı ulaşır sundu. Başarı oranı platoya ulaşır bile çoğu durumda, başarının hızı artmaya devam ediyor.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Öğrenme eğrisi:

Motor beceri ustalık genellikle zamanla kalıcı pratik gerektirir. Tipik ortalama öğrenme eğrisi iki aşamadan oluşmaktadır: başarı oranı giderek artırır ve başarı oranı plato (Şekil 2C) ulaştığı bir sonraki konsolidasyon faz bir ilk iktisap evresinde. Farklı fareler plato seviyesine ulaşmak için farklı gün sayıları almak ve bireysel öğrenme eğrileri genellikle ortalama bir gibi düzgün değil; bireysel farelerin öğrenme eğrileri değişebilir unutulmamalıdır. Ulaşma becerileri fare gelişme sunmak için başka bir yolu ulaşma hızının hesaplarını alarak yanı sıra doğruluğu ile genel motorun performansını yansıtan başarı hızı vardır. Fare, plato başarı oranını (Şekil 2B) ulaştıktan sonra genel olarak, başarının hızını arttırarak devam etmektedir.

Bireysel varyasyonda ek olarakperformans s, bazı fareler görev (Şekil 2E) öğrenmek için başarısız. Bu "nonlearners" genellikle ilk girişimler tohumlar ulaşmak için yapmak, ancak bilinmeyen nedenlerle tekrarlayan eğitim rağmen kötü performans. Sürekli girişimleri başarısız oldu ve 6-8 gün sonra ulaşan durduktan sonra genellikle tohumlar için ulaşmada ilgi kaybedersiniz. Buna karşılık, bir farenin aşırı şekilli (Şekil 2E) bulunmaktadır. Bu aşırı şeklindeki fareler genellikle çok yüksek bir başarı oranı (>% 40) ile başlar ve devam eğitimi ile motor performansının (eğitimin ilk güne göre başarı oranı yani% 15 artış) belirgin bir iyileşme yapmazlar. Onların öğrenme eğrileri nispeten düz kalın, hatta sürekli eğitim ile azalabilir.

Motor bellek:

Bizim önceki veri motor yetenekli bir hareketi tekrarlayan uygulama yoluyla hakim kez, motorlu bellek ve daha pratik bir formu olarak saklanabilir düşündürmektedirces onun bakımı 19 için gerekli değildir. Bu motor bellek fareler başarı oranları plato seviyesine ulaştı, ve uzun bir dinlenme dönemi (örneğin bir kaç ay) sonra kendi performanslarını tekrar test ettikten sonra eğitimini durdurma ile ölçülebilir. Retrained fareler genellikle eski eğitim sonunda gözlemlediği gibi benzer başarı oranları ile başlar, ve sonraki günlerde de yüksek başarı oranı korumak. Buna karşılık, aynı yaştaki naif fareler genellikle önemli ölçüde daha düşük başarı oranları ile başlar ve giderek uygulamada 19 (Şekil 2F) ile onların performansını artırmak. Yeniden eğitim başlamasından önce aç bırakma (2 gün) gerekli olsa da, daha önce eğitilmiş fareler şekillendirme gerekli değildir.

Şekil 1
Fare eğitim Şekil 1. Designodası. Belirtilen boyutları ile eğitim odasının A. bir fotoğrafı. B. birbirine yapıştırılmış ve şekillendirme haznesinin önüne yerleştirilen üç slaytlardan yapılan şekillendirme tohum tepsi, bir fotoğraf. Darı tohumları bir kazık tohum tepsi. C. eğitim bölmenin önüne yerleştirilmiş eğitim için yemek tepsisinin bir fotoğraf of oluk yerleştirilir. Bir darı tohum sağ ön eğitim karşılık (oklarla işaret) çimen üzerine yerleştirilir. Boyutları ve çimen konumu Fotoğrafta. D. şekillendirme haznesinin bir çizgi çizimi gösterilir. Eğitim odasının tek yarık tarafı aşağı gelecek şekilde yerleştirilir. Tohumlar orta yarık ve farelerin önüne yerleştirilir eğitim odasının. E. karikatür çizim tohumları azimle hem pençeleri kullanabilirsiniz. Eğitim odasının çift yarık tarafı aşağı gelecek şekilde yerleştirilir. Bir tohum odacık s önünde gıda tepsi üzerine yerleştirilirlit Tercih edilen kolun (bu durumda, sağ ön) karşılık gelir. (D ve E, Xu ve ark. 19'dan değiştirilmiş). resmi büyütmek için buraya tıklayın.

Şekil 2,
Şekil 2. Deneysel tasarım fare tek pelet Temsilcisi sonuçları görevlerini ulaştı. A. genel bir zaman çizelgesi. B. vücut ağırlığı (S) şekillendirme gıda yoksunluğu (F) sırasında tek bir fare için kayıp, ve eğitim (T). C örneği . ortalama başarı oranları eğitim sırasında zamanla geliştirmek (n = 39). C'de sunulan farelerin aynı gruptan başarı D. ortalama hız. E. Başarı oranlarıaşırı şekilli fare için eğitim ve bir nonlearning fare sırasında (Xu ve ark. 19'dan değiştirilmiş) 4 günlük eğitim sırasında pretrained (n = 14) ve naif (n = 10), yetişkin farelerin. F. motor performansı. Tüm veriler, ortalama ± SEM olarak sunulmaktadır *** P <0.001. resmi büyütmek için buraya tıklayın.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Şekillendirme fazının önemi:

Farelere yeni bir çevrede 21,22 eğitilecek için çünkü bilinmeyen bir ortamda olmaktan artan kaygı, genellikle zordur. Bu nedenle, şekillendirme amacı eğitim odası ile fareleri tanımak için, eğitmen (yani onların kaygı düzeylerini düşürmek), ve görev gereksinimleri (yani besin kaynağı olarak tohum belirlemek için). Şekillenmesinde bir diğer amacı, gelecekteki eğitim için tek tek farelerin tercih edilen uzuvların belirlemektir. Bu yanlış başarı oranı az ya da hiç müteakip gelişme sonucunda, ilk öğrenme aşamasında başarı oranını şişirmek istiyorsunuz istenmeyen "ulaşan uygulama oturumları", sağlayabilir gibi şekillendirme süresince, fareler üzerinde biçimli olmadığını kritik Daha sonra (Şekil 2E) eğitim. Bu gibi durumlarda, daha çok sadece kafese tohum çiftçilik ve daha sonra, aşırı şekilli yemek toplayıp dahafareler zaten şekillendirme aşamasında ulaşma becerilerini geliştirmeye başladı. Aşırı şekillendirme sınırlamak için tek yol şekillendirme seansları sırasında keskin bir gözlem. Over-şekilli fareler veri analizine dahil edilmelidir. Öte yandan, bu farenin altında biçimli olmamasıdır eşit derecede önemlidir. Fare besin kaynağı olarak darı tohumları tanımazsa fare görev gereği aşina ise, fare çok endişeli olup olmadığını ve / veya, bu eğitim sırasında zorluklar yaşayacaksınız ve büyük olasılıkla bir nonlearner olarak sona erecek (Şekil 2E, aşağıda da "nonlearners" bakın).

Uygun kontroller uygulanması:

Ilgili değişiklikler ulaşan-spesifik motor alınmasından dolayı olup olmadığını belirlemek için, kontrol çeşitli şekillerde uygulanması önemlidir. Çeşitli kontroller kullanılabilir: 1) genel kontrol grubu: Bu grupta, fareler eğitim veya şekillendirme deneyimi yok, ama yiyecek kısıtlaması,gıda ödül (tohum), ve taşıma. 2) şekillendirme kontrol grubu: Bu grup deneyimi yukarıda tarif edildiği gibi, şekil verme süresi (protokolleri bakınız) fareler, ancak bunlar daha sonra eğitim değildir. Bunun yerine, 20 dakika için eğitim kafese yerleştirildi ve yaklaşık 20 tane / fare ile sağlanır. Şekil verme kontrol grubu şekillendirme süresinin tecrübesi ilgi beyin bölgelerinde herhangi bir plastisite neden olup olmadığını belirlemek için faydalıdır. 3) aktivitesi kontrol grubu: Bu gruptaki fareler eğitim döneminde dışında eğitilmiş fareler tam olarak aynı şartlarda, tohum her zaman ulaşma aralığının dışına yerleştirilen veya eğitmen tarafından tutulur. Bu nedenle, ön ayakları kasların aktivitesi eğitilmiş farelere benzer bir şekilde, fakat aktivitesi kontrol grubundaki fareler, eğitilmiş farelere farklı olarak, ulaşan becerileri elde değil. Sürekli ulaşan girişimleri teşvik etmek, tohumlar periyodik ulaşmasını yarıktan eğitim odasında düştü ve fareler s alacağınıtüketimi için EEDS. Etkinliği denetimleri çoğu eğitim, 6-8 gün sonra ulaşan vazgeçmek.

Nonlearners:

Diğerleri yok iken bazı farenin öğrenmek neden belirsizdir. Tecrübelerimizi spekülasyon, bu nonlearners bazı pençe tercihi yanlış kararından neden olabilir, böylece yetenekli hareketin edinimi dominant olmayan uzuv eğitim tarafından engellenmiştir. Bu fareler henüz test ortamı ile rahat olmayan görev gereği açık değildir ve / veya altında şekillendirilmesi, bu nonlearners sorumlu olduğu da mümkündür. Diğer olası nedenler diğerleri senaryo ya böylece öğrenme sürecini zorlaştırır, açlık düzeyi ve yiyecek ulaşmak için engellemektedir motivasyonda azalma neden olacaktır hangi yeterli değil, kilo kaybetmiş olabilir iken, çok hızlı ve / veya çok fazla kilo kaybı kilo kaybetme dahil . Ne olursa olsun nedenlerle, bu nonlearners daÛİtİcİsİndan ulaşan becerileri ve treate olabilir yokYukarıda belirtilen kontrol çeşitli tamamlayıcı kontrol grubuna ek bir tür olarak d.

Motor öğrenme ve bellek için Devresi:

Birçok beyin bölgelerinin motor öğrenme dahil olmak üzere tespit edilmiştir. Primer motor korteks 6,7,19,23 ek olarak, bu tür önemli nigra ve ventral tegmental alan 16,24, 25 striatum ve hipokampus 26 gibi pek çok diğer beyin bölgelerinde de bir tohum içerisinde önemli roller oynadığı önerilmiştir burada görevi tanıttı ulaşma. Bu nedenle, görevi ulaşan tek tohum motor öğrenme ile ilişkili kemirgen beynin pek çok ayrımcı bölgelerini incelemek yararlı olabilir. Ayrıca, diğer motor görevler, motorlu yürütme kendi temporospasyal deseni ile her yanı sıra, ilgili beyin makro / mikro yapıların bir bolluk var. Örneğin, hızlandırılmış rotarod striatum ve hipokampal hem de uzun süreli hafıza motorun çalışma için kullanılmıştırçalışan tekerlekli görev dorsal striatum 30 düzgün işlemesine bağlıdır ise irin 27, gecikme göz kırpma klima tepkisi, ağırlıklı beyincik 28,29 aracılık örtük usul motor öğrenmenin yürütmektedir. Hatta kortekste sinaps yeniden yapılanma neden motor görevler için (yani Capellini taşıma görev ve tek pelet ulaşan görev), sinapsların farklı setleri farklı görevler 19 dahil olması muhtemeldir. Bu tür veriler, her motor görevi farklı beyin bölgelerini, nöronal popülasyonları ve sinaps setleri alımı ile, kendi özel nöral kodlama olabileceğini düşündürmektedir. Uygun deneyler, farklı beyin yapılarını ve motor çalışma devreleri için kullanılmalıdır.

Özetle, biz farelerde tek pelet ulaşan görevi gerçekleştirmek için nasıl ayrıntılı bir protokol girmiştik. Bu güvenilir ve geçerli protokol bi okuyan ilgilenen gelecekteki araştırmacılar için faydalı olacaktırmotor öğrenme ve bellek oluşumu ile ilgili fare beyin bölgelerinde çok ayrımcı ochemical, yapısal, fizyolojik ve genetik değişir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması beyan ederim.

Acknowledgments

Bu çalışma YZ Ruh Sağlığı Ulusal Enstitüsü'nden bir hibe (1R01MH094449-01A1) tarafından desteklenmektedir

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Training chamber in clear acrylic box For dimensions, see Figure 1A
Tilted tray for shaping Custom-made from glass slides, see Figure 1B
Food platform for training For dimensions, see Figure 1C
Millet seeds  Filtered from “Wild Bird Food Dove and Quail Blend Wild Bird Food” (All Living Things)
Forceps For placing the seeds
A weighing scale For daily body weight measurement
A stopwatch For time measurement during shaping/training sessions

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Schmidt, R. A. Motor Learning Principles for Physical Therapy. Foundations for Physical Therapy. Contemporary Management of Motor Control Problems, Proceedings of the II STEP Conference. Alexandria, VA. 49-63 (1991).
  2. Honda, M., Deiber, M. P., Ibanez, V., Pascual-Leone, A., Zhuang, P., Hallett, M. Dynamic cortical involvement in implicit and explicit motor sequence learning. A PET study. Brain. 121, 2159-2173 (1998).
  3. Karni, A., Meyer, G., Jezzard, P., Adams, M. M., Turner, R., Ungerleider, L. G. Functional MRI evidence for adult motor cortex plasticity during motor skill learning. Nature. 377, 155-158 (1995).
  4. Karni, A., et al. The acquisition of skilled motor performance: fast and slow experience-driven changes in primary motor cortex. Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 95, 861-868 (1998).
  5. Muellbacher, W., et al. Early consolidation in human primary motor cortex. Nature. 415, 640-644 (2002).
  6. Kleim, J. A., Hogg, T. M., VandenBerg, P. M., Cooper, N. R., Bruneau, R., Remple, M. Cortical synaptogenesis and motor map reorganization occur during late, but not early, phase of motor skill learning. J. Neurosci. 24, 628-633 (2004).
  7. Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Donoghue, J. P. Learning-induced LTP in neocortex. Science. 290, 533-536 (2000).
  8. Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Hess, G., Donoghue, J. P. Strengthening of horizontal cortical connections following skill learning. Nat. Neurosci. 1, 230-234 (1998).
  9. Farr, T. D., Whishaw, I. Q. Quantitative and qualitative impairments in skilled reaching in the mouse (Mus musculus) after a focal motor cortex stroke. Stroke J. Cereb. Circ. 33, 1869-1875 (2002).
  10. Huang, V. S., Haith, A., Mazzoni, P., Krakauer, J. W. Rethinking motor learning and savings in adaptation paradigms: model-free memory for successful actions combines with internal models. Neuron. 70, 787-801 (2011).
  11. Smith, M. A., Ghazizadeh, A., Shadmehr, R. Interacting adaptive processes with different timescales underlie short-term motor learning. PLoS Biol. 4, (2006).
  12. Pavlides, C., Miyashita, E., Asanuma, H. Projection from the sensory to the motor cortex is important in learning motor skills in the monkey. J. Neurophysiol. 70, 733-741 (1993).
  13. Paz, R., Boraud, T., Natan, C., Bergman, H., Vaadia, E. Preparatory activity in motor cortex reflects learning of local visuomotor skills. Nat. Neurosci. 6, 882-890 (2003).
  14. Paz, R., Vaadia, E. Learning-induced improvement in encoding and decoding of specific movement directions by neurons in the primary motor cortex. PLoS Biol. 2, (2004).
  15. Plautz, E. J., Milliken, G. W., Nudo, R. J. Effects of repetitive motor training on movement representations in adult squirrel monkeys: role of use versus learning. Neurobiol. Learn. Mem. 74, 27-55 (2000).
  16. Hosp, J. A., Pekanovic, A., Rioult-Pedotti, M. S., Luft, A. R. Dopaminergic projections from midbrain to primary motor cortex mediate motor skill learning. J. Neurosci. 31, 2481-2487 (2011).
  17. Adkins, D. L., Boychuk, J., Remple, M. S., Kleim, J. A. Motor training induces experience-specific patterns of plasticity across motor cortex and spinal cord. 101, 1776-1782 (2006).
  18. Whishaw, I. Q. An endpoint, descriptive, and kinematic comparison of skilled reaching in mice (Mus musculus) with rats (Rattus norvegicus). Behav. Brain Res. 78, 101-111 (1996).
  19. Xu, T., et al. Rapid formation and selective stabilization of synapses for enduring motor memories. Nature. 462, 915-919 (2009).
  20. Fu, M., Yu, X., Lu, J., Zuo, Y. Repetitive motor learning induces coordinated formation of clustered dendritic spines in vivo. Nature. 483, 92-95 (2012).
  21. Whishaw, I. Q., Whishaw, P., Gorny, B. The structure of skilled forelimb reaching in the rat: a movement rating scale. J .Vis. Exp. (2008).
  22. Bailey, K. R., Crawley, J. N. Anxiety-Related Behavior in Mice. In Buccafusco JJ (Ed.) Methods of Behavior Analysis in Neuroscience. Chapter 5, 2nd ed. CRC Press. Raton, FL. (2009).
  23. Yu, X., Zuo, Y. Spine plasticity in the motor cortex. Curr. Opin. Neurobiol. 21, 169-174 (2011).
  24. Qian, Y., Chen, M., Forssberg, H., Diaz Heijtz, R. Genetic variation in dopamine-related gene expression influences motor skill learning in mice. Genes Brain Behav. 12, 604-614 (2013).
  25. MacLellan, C. L., Gyawali, S., Colbourne, F. Skilled reaching impairments follow intrastriatal hemorrhagic stroke in rats. Behav. Brain Res. 175, 82-89 (2006).
  26. Hong, S. M., et al. Reduced hippocampal neurogenesis and skill reaching performance in adult Emx1 mutant mice. Exp. Neurol. 206, 24-32 (2007).
  27. Bureau, G., Carrier, M., Lebel, M., Cyr, M. Intrastriatal inhibition of extracellular signal-regulated kinases impaired the consolidation phase of motor skill learning. Neurobiol. Learn. Mem. 94, 107-115 (2010).
  28. McCormick, D. A., Lavond, D. G., Thompson, R. F. Neuronal responses of the rabbit brainstem during performance of the classically conditioned nictitating membrane (NM)/eyelid response. Brain Res. 271, 73-88 (1983).
  29. Molinari, M., et al. Cerebellum and procedural learning: evidence from focal cerebellar lesions. Brain. 120, 1753-1762 (1997).
  30. Willuhn, I., Steiner, H. Motor-skill learning in a novel running-wheel task is dependent on D1 dopamine receptors in the striatum. Neuroscience. 153, 249-258 (2008).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics