Behavioral Bedömning av Aging Mouse Vestibular System

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:

 

Summary

Motorstyrnings-och balans prestanda är kända för att försämras med åldern. Denna uppsats presenterar en rad vanliga icke-invasiv beteendetester med tillägg av en enkel roterande stimulans för att utmana det vestibulära systemet och visar förändringar i balans prestanda i en musmodell av åldrandet.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Tung, V. W., Burton, T. J., Dababneh, E., Quail, S. L., Camp, A. J. Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System. J. Vis. Exp. (89), e51605, doi:10.3791/51605 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

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

Abstract

Åldersrelaterade nedgången i balans prestanda är förknippad med försämrad muskelstyrka, koordination och balansorganet. Även om ett antal studier visar förändringar i balans fenotyp med åldern hos gnagare, väldigt få isolera vestibulära bidrag för att balansera under antingen normala förhållanden eller under åldrande. Vi använder två vanliga beteendemässiga tester för att karakterisera balansen prestanda möss vid definierade ålderspunkter över livslängd: rotarod testa och den lutande balansbommen testa. Viktigt är dock, är en specialbyggd rotator också för att stimulera det vestibulära systemet hos möss (utan att inducera uppenbara tecken på åksjuka). Dessa två tester har använts för att visa att förändringar i vestibulära medierad-balans prestanda är närvarande över murina livslängd. Preliminära resultat visar att både rotarodtestet och den modifierade balansbommen testet kan användas för att identifiera förändringar i balans prestanda under åldring såsom ett alternativ till mer difficult och invasiva tekniker som vestibulo-okulära (VOR) mätningar.

Introduction

Vår känsla av balans är kanske en av de mest förbisedda men vitala komponenter i ens de mest grundläggande motoriska aktiviteter inklusive promenader och svarvning. Balans påverkas av många faktorer, inklusive muskelstyrka, koordination och balansorganet, och det är endast i närvaro av vestibulära neuropatier eller under normalt åldrande att betydelsen av en fullt fungerande balanssystem är uppskattat. Störningar i vestibulära systemet är ofta förknippade med upplevelser av yrsel eller yrsel och obalans vilket leder till en ökad risk för fall och påföljande skador 1. Detta är särskilt viktigt i äldre befolkningar där faller är en av de främsta orsakerna till skada 2.

Vestibulära funktionstester är vanligtvis baserade på de vestibulära reflexer, särskilt vestibulo-okulära (VOR) eller den vestibulo-collic reflex (VCR). VOR och video är avgörande för stabiliseringen av bilder pånäthinnan och huvudets position vid rörelser av huvud och kropp respektive. Vanligen, VOR mätningar kräver invasiv implantation av sökmotor spolar för att mäta ögonrörelser eller video spårning av ögonrörelser 3. Detta är en utmaning i möss på grund av den lilla typen av musen ögat och svårigheten att upptäcka eleven för videoanalys 3. Som ett alternativ har VCR använts för att mäta stabilisering av huvudet som svar på kroppsrörelser hos möss utan behov av invasiv kirurgi 4. Trots detta är det få studier som fokuserar specifikt på hur det vestibulära systemet fungerar som helhet och framför allt hur det förändras under åldrandet.

För att bedöma den totala balansen prestanda enkelt och icke-invasivt vi ändrade två vanliga beteendetester. Rotarod och lutande balans balk tester bedöma olika aspekter av motorprestanda hos gnagare och i tidigare studier har använts i ett testbatteri för att få en komplettprofilen av motorkapacitet. Denna funktion kan påverkas av sjukdom eller genetisk modifiering, och är också känsliga för processer i samband med normal utveckling och åldrande 5-7. Tidigare arbete med hjälp av rotarod har visat att samordningen motor i möss avtar efter 3 månaders 8 ålder. Dessutom råttor visar märk balans underskott med ökande ålder på balansbommen testet 9.

Detta dokument beskriver användningen av rotarod och balans balk tester i samband med en vestibulär stimulans för att utmana det vestibulära systemet och karakterisera den efterföljande påverkan på balans prestanda hos unga och äldre möss. Medan de enkla och icke-invasiva metoder som beskrivs inte är utformade som fristående åtgärder av perifer vestibulär funktion, de ger en nyttig och enkel beteende åtgärd för att jämföra cellulära och subcellulära förändringar på flera stadier av vestibular bearbetning under normalt åldrande hos möss.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Djur

  1. Möss (C57/BL6) i åldrarna 1, 9 och 13 månader gamla erhölls från Animal Resources Centre (Perth, Australien). Dessa möss inrymt i vanliga mus burar i Bosch Gnagare Facility vid universitetet i Sydney den 12/12 tim ljus / mörker-cykel med tillgång till mat och vatten efter behag. De förfaranden som beskrivs nedan godkändes av University of Sydney Animal etikkommitté.
  2. Ta med mus burar in i test rummet före varje test för 10 minuter för att låta mössen att acklimatisera till testmiljön.

2. Rotarod

  1. Ställ in rotarod anordning (Figur 1A):
    1. Montera pluggarna i varje körfält på rotarod.
      OBS: I detta fall råtta dymlingar (70 mm i diameter) används i stället för mus dymlingar (32 mm i diameter) för att avskräcka mössen från klamrar sig fast på pluggen och utföra "passiva rotationer" 10.
    2. Position magnetlandningsplattformar på tråden som ligger längst ner på varje bana för rotarod att se till att de inte luta röra golvet i rotarod och är placerade så nära som möjligt till den magnetiska högra väggen i varje körfält utan beröring.
      OBS: Under rotarod testmöss måste gå i riktning framåt för att stanna på de roterande och accelererande dymlingar. När en mus är inte längre kan stanna på pluggen, de faller och förskjuta avställningsplattformen som därefter aktiverar en magnetisk sensor. Den tid det tar att falla från den roterande träpinne, träpinne rpm vid tiden för att falla och den sträcka beräknas automatiskt för varje mus och registreras i displayen på framsidan av rotarod.
    3. Slide 2 genomskinliga plastpanelerna på framsidan av varje rotarod körfält med de kortare paneler i botten och de längre panelerna ovan.
    4. Mata in testparametrar med hjälp av knappsatsen på framsidan av rotarod. Följ steps 2.1.4.1 till 2.1.4.6 för de accelererande rotarodtestet parametrar och steg 2.1.4.7 till 2.1.4.12 för fasta hastighets rotarod testparametrar.
      1. Ange maximal tid av testet till 60 sek.
      2. Ställ in antalet körfält som ska användas (eller antalet möss som ska testas).
      3. Ställ in starthastigheten av testet till 5 rpm.
      4. Ställ toppfart av testet till 44 rpm.
      5. Ställ in ramphastighet av testet till 60 sek.
      6. Ställ in storleken på dymlingar utvalda och rotationsriktningen till rått dymlingar som roterar i en riktning framåt.
      7. Ange maximal tid av testet till 240 sek.
      8. Ställ in antalet körfält som ska användas till 1 som mössen testas individuellt.
      9. Ställ in starthastigheten av testet till 15 rpm.
      10. Ställ toppfart av testet till 15 rpm.
      11. Ställ in ramphastighet av testet till 0 sek.
      12. Ställ in storleken av pluggen väljs och rotationsriktningen för en råtta dymling roterar i en forward riktning.
        OBS: Inställningarna ovan kan ändras för att passa behoven av olika experiment.
    5. Placera en kamera framför rotarod för fasta hastighets rotarodtestet, så att beteendet hos musen under rättegångar kan spelas in och de videofilmer som används för senare analys för att bestämma hur lång tid mössen kunde bo på rotarod.
  2. Följ stegen 2.2.1 till 2.2.4 för accelererande rotarodtestet:
    1. Placera en mus på varje stationär plugg i 5 minuter för att låta mössen att acklimatisera till rotarod.
    2. Knuffa försiktigt mössen att möta baksidan av rotarod och starta rotarodtestet när alla ämnen står inför i denna riktning (se figur 1B).
    3. Återgå alla möss till sina burar när de har fallit från de roterande plugg och lämna dem att vila i 10 min med tillgång till mat och vatten.
    4. Upprepa steg 2.2.1 till 2.2.3 för att slutföra totalt 8 försök att se till att rengörade dymlingar, körfält, och landningsplattformar i rotarod för urin och avföring, samt flytta landningsplattformar tillbaka till sitt utgångsläge betwen varje prövning.
      OBS: De första 3-5 försök används som träningsförsök för att låta mössen att bekanta sig med uppgiften. Tiden för att falla, gick avstånd och slut varvtal av pluggen vid tidpunkten för hösten för varje efterföljande försök registreras för senare analys (Figur 2).
  3. Följ stegen 2.3.1 till 2.3.8 för fast varvtal rotarodtestet:
    1. Placera en mus på en träpinne i 5 min för att låta den acklimatisera till rotarod. Återgå musen tillbaka till sin bur.
    2. Starta videoinspelning på kameran och tryck på start på rotarod. Placera sedan muspekaren på den roterande träpinne säkerställa den står inför på baksidan av rotarod.
    3. Stoppa videoinspelning på kameran när musen faller från de roterande plugg, och återgå musen till sina burar i 10 min med tillgång till mat och vatten.
    4. Upprepa steg 2.3.2 och 2.3.3 tills totalt åtta studier förvärvas att se till att rengöra dymlingar, körfält, och landningsplattformar i rotarod för avföring och urin, och flytta landningsplattformar tillbaka till utgångsläget mellan varje försök .
    5. Slå på den specialbyggda rotator vid 3 Hz för 20 sekunder för att låta mössen att bli bekant med ljudet. Stoppa rotator efter 20 sek genom att stänga av borren och placera händerna på vardera sidan av löphjul för att stoppa den från att fortsätta att snurra förbi den första 20 sek.
      Obs: rotator i sig består av en gnagare löphjul fäst vid en borr (figur 3A). Vid centrum av löphjul är en liten kammare med en mask lock där musen är placerad (figur 3B). Rotorn snurrar i en motsols riktning runt den vertikala axeln. Omfattningen av den stimulans är i linje med tidigare studier som visar roterande stimuleringar sträcker 0,2-3 Hz är tillräckliga för att genereraåt VOR och VCR svar 4,11,12.
    6. Placera musen inuti kammaren vid centrum av rotorn och tillbaka locket.
    7. Slå på rotatorn på den lägsta inställningen av 3 Hz för 20 sek. Starta rotarod och börja videoinspelning på kameran under denna tid inför den kommande rättegången. Stäng av borren vid slutet av den 20 sekunder och placera händerna på vardera sidan av den löpande hjulet för att hindra det från att snurra. Retest musen på rotarod direkt efter genom att överföra dem så snabbt som möjligt till den roterande träpinne.
    8. Stoppa videoinspelning på kameran när musen faller ur pluggen och återgå musen till sin bur.
  4. Rengör klara plastpaneler med ett milt rengöringsmedel / vattenblandning och den cylindriska pluggar, gränder och metalllandningsplattformar i rotarod med 70% etanol när alla möss har testats.

3. Balance Beam med Vestibular Challenge

  1. Ställ in balans stråle anordning såsom visas i figur 4A.
    Obs! Balansbom apparaten anpassades från en apparat som beskrivs i Carter et al (2001) 13.. För detta test möss gå från den nedre änden av balken, som är 52,5 cm ovanför marken, till ett mörkt mål låda (13 x 22 cm, med en 5 x 6 cm dörröppning) belägen 60 cm ovanför marken (Figur 4A ). Möss söka naturligt ut mörkret och skydd av målet rutan till förmån för utsatta balk och ytterligare uppmuntras att passera strålen från den liten lutning som utnyttjar deras naturliga flyktmekanism för att köras i en uppåt 14. Balken i sig är en m i längd och har ett cirkulärt tvärsnitt med en diameter på 14 mm. En skräddarsydd intervallet stråldiametrarna kan användas som medger att försöksledaren att justera känsligheten av testet eller rymma större försökspersoner. Vid den nedre änden av balansbommen en vit linje visar startlinjen. En annan linje har varitdras 60 cm från startlinjen i den övre delen av balken för att indikera mållinjen (Figur 4A).
    1. Position två kameror, en på vardera sidan av skoparmen, vid den nedre änden av skoparmen (figur 4b).
      Anm: Dessa kameror ska vinklas för att fånga hela längden på balansbommen och se till att start-och mållinjen markerade på balansbommen är klart synliga. Dessa kameror kommer att användas för videoinspelning beteendet hos möss när de korsar balansbommen, med resulterande video som används för senare analys.
    2. Linje golvet i målet låda med hushållspapper, för att möjliggöra enkel rengöring av urin och avföring efter att ha testat varje mus, och placera bostads kupolen från ämnen buren inne i målet rutan.
    3. Placera tillräckligt skum eller annat stötdämpande material under upplyft strålen för att skydda alla ämnen som faller från apparaten. Möss som faller kommer att plockas upp omedelbart av experimenteter och placeras inne i målet rutan för att vila.
  2. Placera en mus i målboxen under 2 min så att det blir bekant med denna miljö. Täck öppningen till målet box med en behandskad hand för 5 sek om musen försöker gå på balken under denna tid för att motverka detta beteende.
  3. Träna musen genom att placera den på balken strax utanför öppningen till målet rutan och gör det möjligt att gå in i mål rutan. Fortsätt att träna musen genom att placera den på balken progressivt längre bort från målet rutan tills musen kan gå från startlinjen till målet rutan utan hjälp och minsta tvekan. Låt musen för att vila i målboxen i 1 min efter varje körning.
  4. Börja testa musen när utbildningen är klar.
    1. Starta videoinspelning på kameror.
    2. Placera musen på startlinjen för strålen och vänta medan den passerar strålen i riktningen för målet boxen.
    3. Stoppa videoinspelning på caMeras när musen når lådan.
    4. Låt musen för att vila i målboxen i 1 min. Ta bort eventuella urin eller avföring som kan ha deponerats under rättegången väntan.
    5. Upprepa steg 3.4.1 till 3.4.4 tills totalt 5 försök har genomförts.
  5. Slå på den specialbyggda rotator vid 3 Hz för 20 sek (som i det fasta hastighets rotarodtestet) att låta mössen att bli bekant med ljudet. Stoppa rotator efter 20 sek genom att stänga av borren och placera händerna på vardera sidan av den löpande hjulet för att hindra det från att snurra.
  6. Placera musen inuti kammaren vid centrum av rotorn och tillbaka locket.
  7. Slå på rotatorn på den lägsta inställningen av 3 Hz för 20 sek. Starta videoinspelning på kamerorna under denna tid, som en förberedelse för den kommande rättegången. Stäng av borren vid slutet av den 20 sekunder och placera händerna på vardera sidan av löphjul för att stoppa den från att fortsätta att snurra förbi den första 20 sek. Tverför musen till starten av skoparmen så fort som möjligt och vänta medan musen korsar strålen till målboxen.
  8. Stoppa videoinspelning på kameror när musen når målet rutan och återgå musen till sin bur.
  9. Rengör balansbom apparaten med 70% etanol och ändra pappershandduk i mål rutan efter varje mus har testats.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Rotarod

Motorprestanda av möss beskrevs som den Time To Fall (TTF) registreras för varje musen över 8 försök. Med hjälp av dessa mätningar av TTF, kan träningskurvor för varje mus ritas. Figur 2 visar exempel på motorprestanda av en 1 månader gammal mus och en 9 månader gammal mus under loppet av åtta försök. Dessa träningskurvor visar en ökning av TTF under de första 3-5 försöken följt av en efterföljande platå. Mätningar av TTF registrerats före platån ansågs utbildning (figur 2), medan mätningar av TTF som bildar platån registrerades och användes för dataanalys (Figur 5).

Figur 5 visar att motorns prestanda på rotarod försämras med åldern. Jämfört med sina 9 månader gamla motsvarigheter (n = 8), 1 månad gamla möss (n = 6) kunde stanna på rotarod betydligt längre (18,38 ± 4,66

Balance Beam

Figur 6 visar de gånger för att passera (TTT) balansbommen och korsa mållinjen före och efter vestibulär stimulans för 1 månad gamla, 9 månader gamla och 13 månader gamla möss. År 1 månad gamla möss (n = 9), vestibulära stimulans hade minimal inverkan på den tid det tar för dem att korsa balans med liknande TTT innan (3,49 ± 0,62 sekunder) och efter (3,81 ± 0,66 sek) stimulans. Däremot, 9 månader gamla möss (n = 6) krävs mer tid för att korsa skoparmen efter vestibulär stimulans (4,85 ± 1,67 jämfört med 8,45 ± 2,59 sek, p <0,05, Students t-test). Under 13 månader gamla möss (n = 5) TTT ökade efter vestibulära stimulus (6,48 ± 2,19 jämfört med 9,24 ± 4,11 sec), men detta var inte statistiskt signifikant.

För att ytterligare undersöka samspelet mellan ålder och vestibulära stimulansrelaterade förändringar i TTT vi använde upprepade-åtgärder ANOVA med Tukey post hoc-test. Figur 6 visar att effekten av vestibulär stimulering på balansbom prestanda är betydligt större i 9 månader gammal ( p <0,01) och 13 månader gamla (p <0,001) möss när jämfört med en månad gamla möss. Tillsammans indikerar dessa resultat att den enkla balansbommen apparat kan användas tillsammans med den egenbyggda rotator att mäta vestibulära relaterade förändringar i balans prestanda hela murina livslängd.

Figur 1
Figur 1. The rotarod apparat. (A) The rotarod anordningen har 5 körfält och är i stånd att testa ett maximalt fem gnagare vid någon tidpunkt. Den cylindrica l dymlingar (pilspets) på vilka möss är placerade är belägna ovanför metall landning plattformar (*) att utlösa tryckgivare för datainsamling. (B) Ett foto av en 1 månader gammal mus och en 9 månader gammal mus sitter på dymlingar inför baksidan av rotarod i framställningen av ett test.

Figur 2
Figur 2. Rotarod träningskurvor. Ett exempel på en 1 månader gammal och en 9 månader gammal mus och deras mätningar av tid att falla på rotarod. Mätningarna av tid att falla för både möss ökat stadigt under försök 1-5 och därför ansågs som träningsförsök. När försöken stabiliserats (prestandaökningar planade, streckad linje) mätningar av tid att falla registrerades för dataanalys.

05/51605fig3highres.jpg "/>
Figur 3. Den specialbyggda rotator. (A) Den specialbyggda rotator används för att stimulera det vestibulära systemet hos möss. Denna rotatorn består av en Dremel (pilspets) och en gnagar-löphjul (*). (B) En överlägsen vy av rotator. Möss är placerade inuti kammaren (pilspets) vid centrum av löphjul.

Figur 4
Figur 4. Balansbom apparat. (A) Den lutande balansbom apparat har en 80.3 cm lång bas, med starten av balken ligger 52.5 cm över marken och målet rutan (*) tog upp 60 cm över marken. (B ) Beteendet hos möss på skoparmen registreras av två kameror placerade vid den nedre änden av balken. Filmerna spelas in ger vänster och höger vys hos mössen som de korsa strålen och som används för senare analys.

Figur 5
.. Figur 5 Rotarod prestanda minskar med åldern 1 månad gamla möss (n = 6) kunde stanna på de roterande dymlingar betydligt längre än 9 månader gamla (n = 8) möss (* p <0,05). Data representeras som medelvärde ± SD.

Figur 6
Figur 6. Effekterna av vestibulär stimulering på balansbom prestanda är större med åldern. Vestibular stimulering ökade tiden att passera i 9 månader gamla (n = 6) och 13 månader gamla (n = 5) möss men inte i 1 månad -old (n = 9) möss. När samspelet mellan ålder och vestibulära stimulansrelaterade förändringar i TTT bedöms effekterna av vestibulär stimulering på balringsstråle prestanda är betydligt större i 9 månader gammal och 13 månader gamla möss jämfört med 1 månad gamla möss. Data representeras som medelvärde ± SD. *; p <0,05 **; p <0,01 ***; p <0,001.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Kritiska steg i protokollet

Tidigare arbete har visat att det är lätt att overtrain möss på både rotarod-och skoparmen apparat och som en konsekvens, kan förvärvet av noggranna mätningar vara en utmaning 15. Till exempel kan överträning på rotarod leda till möss avsikt hoppa av pluggarna under såväl acklimatisering och provanställningar, medan överträning på balansbommen kan leda till mer frekventa stopp (undersökande beteende) och reser i motsatt riktning (dvs mot start linjen) 15. I slutändan kan överträning leda till underskattningar av faktiska motorkapacitet. Därför är det viktigt att utbildningskurvor utvärderas före analys.

Ett annat viktigt steg i rotarod protokollet är att se till att mössen möter rätt riktning (motsatt riktning till rotations) före start varje prövning. Möss åt fel riktningning när de dymlingar börjar rotera ha svårt att upprätthålla balansen på pluggen och därmed faller tidigt, eventuellt överskatta effekten av testet. Vidare i balansbommen testet, är det viktigt att föra över mössen så snabbt som möjligt från rotatorn till balansbommen som återvinning från vestibulära utmaningen inleds omgående. Detta kan innebära att obalans orsakas av rotatorn och efterföljande minskning i prestanda kan underskattas.

Ändringar och felsökning

Modifieringar kan göras till både rotarod-och skoparmen provet i syfte att ändra känsligheten hos testen. Den rotarodtestet kan lätt modifieras för att ändra svårighetsgrad av motor uppgiften behövs för att upptäcka balans och motoriken. Detta kan uppnås genom att manipulera den hastighet med vilken de dymlingar roterar under testet, och även om dessa rotationer accelerera under hela testet. För balansbommen testet olika balkbredder kan användas för att justera känsligheten av testet, med mindre balkbredder kommer att framkalla en högre svårighetsgrad. Balkar med rektangulära tvärsnitt kan också användas, även om i en tidigare studie med användning av denna metod, visades det att möss kunde gripa tag i sidorna av strålen, som leder till avvikande mätningar av tid för att korsa 15. I både rotarod och balans balk tester, kan möss utmanas med vestibulära stimulans och testas igen på apparaten upp till 3 gånger. Dock bör det noteras att möss är ofta ovilliga att slutföra uppgiften efter att ha genomgått den första rättegången med vestibulära stimulans.

Begränsningar

Mätningar av balans och motorik kan påverkas av individuella möss som testas 14 storlek och vikt. Det innebär att det finns en möjlighet att effekten av ålder på motorprestanda kan förstärkas av effekterna avgravitation och masscentrum. I själva verket har möss med relativt högre kroppsmasse visats prestera sämre på rotarodtestet 16. Tillämpningen av den vestibulära rotator minimerar dock i vilken utsträckning balansen prestanda på skam i vikt, och underlättar fördelningen av balans prestanda för effekterna av åldrandet på det vestibulära systemet.

Betydelsen av teknik med avseende på befintliga metoder och alternativa metoder

Det har gjorts få studier som direkt undersöker åldrandet i det vestibulära systemet av någon art. Vanligen dessa studier har använt VOR att bedöma balansorganet och har visat att VOR-funktionen är bevarad fram till 60 veckors ålder med endast små förändringar efter vuxen ålder uppnås 17,18. Dessutom VOR tester kräver typiskt ett visst mått av invasivitet att fästa inspelnings spolarna till djurets hornhinna, och kräver ofta en återhämtningsperiod 3. På grund till den lilla storleken på musen ögat det vanligaste alternativet, spårning video öga, är också svårt att uppnå. Tillsammans har dessa svårigheter begränsat antalet VOR studier i musmodell.

De metoder som beskrivs i detta dokument anställa apparat som vanligen används för att utvärdera motorisk koordination och balans. Dessutom har dessa metoder använts för att undersöka de förändringar som sker under utveckling och åldrande och de som på grund av genetiska modifieringar 5,7,19,20. Som motor koordination och balans har visat sig minska efter 3 månaders ålder, ytterligare användning av en enkel vestibular stimulans i detta dokument underlättar utredningen av det vestibulära systemet i ett åldrande murinmodell utan användning av svårare och invasiva tekniker som beskrivs ovan 8. Denna information kan sedan användas för att korrelera beteendet med bakomliggande cellulära och subcellulära förändringar som sker i det vestibulära systemet med åldern.

tep "> Framtida Applikation eller Vägbeskrivning efter Maste denna teknik

Även de metoder som beskrivs här inte kvantifiera graden av obalans upplevs av djuren efterrotation, kan ytterligare tillämpning av en vestibulär stimulans modifieras för att inkludera ett poängsystem som bygger på förekomsten av symtom som urinering, avföring och skakningar 21. Andra sätt att kvantifiera mängden obalans som upplevs av möss ingå mätning sackarin och Kaolin upptag såsom tidigare visats 11,21. I slutändan, förmågan att göra mål vestibulära relaterade effekten av åldrandet i en enskild mus möjliggör utredning om sambanden mellan balans prestanda och cellulära / subcellulära processer med hjälp av efterföljande elektrofysiologiska, molekylär-och två-photon mikroskopi tekniker 22.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rotarod IITC Life Science Inc. #755 "Rat dowels" = 70 mm diameter. Do not allow ethanol to contact perspex.
iPhone Apple Can use any type of camera. Velcro fixed to the back surface for attachment to the the 3D articulated arm.
3D articulated arm Fisso/Baitella Classic 3300-28 Any type of stable vertical stand would be adequate. Velcro is fixed to the apical end of the arm for iPhone attachment.
Wooden walking beam: 1 m long strip of smooth wood with a circular cross-section of 14 mm diameter A range of diameters and cross section shapes can be used to suit experimental parameters
Wooden goal box (130 x 140 x 220 mm) made from 11 mm thick boards
Support stand made of 41 x 41 mm beams: 2 vertical beams 525 and 590 mm from ground at the start and goal ends respectively; 803 mm horizontal beam that runs along the ground directly under the walking beam; two 20 mm long beams act as "feet", joining the horizontal and vertical beams at each end; a 21 x 21 x 36 mm block hewn at the apical end of the "starting" vertical beam; a 13 x 13 mm aperture cut out of the center of this block, forming a tunnel which runs perpendicular to the walking beam. Brace all joins with small steel brackets.
Black paint (water based) Handycan Acrylic Matt Black 2-3 coats for all wooden surfaces of the balance beam apparatus
Clear finish Wattle Estapol Polyurethane Matt Single coat for all beams. Double coat for all other surfaces of the balance beam apparatus
Foam, packaging material To cushion any falls from the balance beam
70% Ethanol, paper towels Clean beam and goal box between each animal.
Gauze pads/paper towels To line the floor of the goal box
Mouse house (from home cage)

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Agrawal, Y., et al. Disorders of balance and vestibular function in US adults: data from the National Health and Nutrition Examination Survey, 2001-2004. Arch. Intern. Med. 169, 938-944 (2009).
  2. Schwab, C. W., Kauder, D. R. Trauma in the geriatric patient. Arch. Surg. 127, 701-706 (1992).
  3. Stahl, J. S., et al. A comparison of video and magnetic search coil recordings of mouse eye movements. J. Neurosci. Methods. 99, 101-110 (2000).
  4. Takemura, K., King, W. M. Vestibulo-collic reflex (VCR) in mice. Exp. Brain Res. 167, 103-107 (2005).
  5. Carter, R. J., et al. Characterization of progressive motor deficits in mice transgenic for the human Huntington's disease mutation. J. Neurosci. 19, 3248-3257 (1999).
  6. Wallace, J. E., et al. Motor and reflexive behavior in the aging rat. J. Gerontol. 35, 364-370 (1980).
  7. Ingram, D. K., et al. Differential effects of age on motor performance in two mouse strains. Neurobiol. Aging. 2, 221-227 (1981).
  8. Serradj, N., Jamon, M. Age-related changes in the motricity of the inbred mice strains 129/sv and C57BL/6j. Behav. Brain Res. 177, 80-89 (2007).
  9. Gage, F. H., et al. Spatial learning and motor deficits in aged rats. Neurobiol. Aging. 5, 43-48 (1984).
  10. Rustay, N. R., et al. Influence of task parameters on rotarod performance and sensitivity to ethanol in mice. Behav. Brain Res. 141, 237-249 (2003).
  11. Xiaocheng, W., et al. Expression of calcitonin gene-related peptide in efferent vestibular system and vestibular nucleus in rats with motion sickness. PloS One. 7, (2012).
  12. Beraneck, M., et al. Ontogeny of mouse vestibulo-ocular reflex following genetic or environmental alteration of gravity sensing. PloS One. 7, (2012).
  13. Carter, R. J., et al. Motor coordination and balance in rodents. Curr. Protoc. Neurosci. (2001).
  14. Brooks, S. P., Dunnett, S. B. Tests to assess motor phenotype in mice: a user's guide. Nat. Rev. Neurosci. 10, 519-529 (2009).
  15. Luong, T. N., et al. Assessment of motor balance and coordination in mice using the balance beam. J. Vis. Exp. (49), (2011).
  16. McFadyen, M. P., et al. Differences among eight inbred strains of mice in motor ability and motor learning on a rotorod. Genes Brain Behav. 2, 214-219 (2003).
  17. Shiga, A., et al. Aging effects on vestibulo-ocular responses in C57BL/6 mice: comparison with alteration in auditory function. Audiol. Neurootol. 10, 97-104 (2005).
  18. Stahl, J. S. Eye movements of the murine P/Q calcium channel mutant rocker, and the impact of aging. J. Neurophysiol. 91, 2066-2078 (2004).
  19. Fahlstrom, A., et al. Behavioral changes in aging female C57BL/6 mice. Neurobiol. Aging. 32, 1868-1880 (2011).
  20. Bâ, A., Seri, B. V. Psychomotor functions in developing rats: ontogenetic approach to structure-function relationships. Neurosci. Biobehav. Rev. 19, 413-425 (1995).
  21. Yu, X., et al. A novel animal model for motion sickness and its first application in rodents. Physiol. Behav. 92, 702-707 (2007).
  22. Tung, V. W., et al. An isolated semi-intact preparation of the mouse vestibular sensory epithelium for electrophysiology and high-resolution two-photon microscopy. J. Vis. Exp. (76), (2013).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

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

    Usage Statistics