Evaluarea Prehensiunii calificate la șoareci utilizând un protocol Auto-Trainer (tradus în franceză)

rezumat

Metoda de evaluare a impactului antrenamentului asupra abilităților motorii este un instrument util. Din păcate, majoritatea evaluărilor comportamentale pot fi laborioase și/sau costisitoare. Aici descriem o metodă robotică de evaluare a abilității de a apuca (ajunge-la-înțelegere) la șoareci.

Abstract

Descriem o metodă de introducere a șoarecilor naivi într-o nouă sarcină de înțelegere (atingere la înțelegere). Șoarecii sunt adăpostiți individual în cuști cu o fantă frontală care permite mouse-ului să iasă din cușcă și să colecteze pelete de alimente. Restricția minimă a alimentelor este utilizată pentru a încuraja șoarecii să recupereze mâncarea din despicătură. Pe măsură ce șoarecii încep să se alăture pentru a ajunge la fanta alimentară, peletele sunt retrase manual pentru a stimula extinderea și pronarea labei lor pentru a apuca și a recupera peleta prin fanta frontală. Când șoarecii încep să ajungă la pelete pe măsură ce ajung la fantă, analiza comportamentală poate fi efectuată prin măsurarea vitezei cu care au apucat și recuperat cu succes peleta dorită. Acestea sunt apoi prezentate unui auto-antrenor care automatizează atât procesul de furnizare a peletelor de mâncare pe care le poate apuca mouse-ul, cât și înregistrarea încercărilor de acoperire și apucare reușite și nereușite. Acest lucru permite colectarea datelor de atac pentru șoareci multipli cu un efort minim, pentru a fi utilizate în analiza experimentală acolo unde este cazul.

Introducere

Metodele de testare experimentală a abilității motorii înainte și după deteriorarea neurologică, precum și modularea momentului, cantității și tipului de antrenament motor sunt importante pentru cercetarea translațională. În ultimul deceniu, șoarecii, datorită ușurinței manipulării genetice care se dăunează, au devenit un sistem model popular în care a devenit elucidarea mecanismelor de învățare motorie înainte și după rănire. Cu toate acestea, testele comportamentale la șoareci nu au fost optimizate în același mod în care au fost efectuate astfel de teste pentru alte mamifere (în special șobolani). În plus, există diferențe importante între comportamentul șoarecelui și al șobolanului, care sugerează puternic formarea celor două specii în moduri diferite 1, 2 .

Mișcările de prindere abile folosesc o mână/o labă pentru a plasa mâncarea în gură, pentru a manipula un obiect sau pentru a folosi un instrument. Într-adevăr, atingerea apucării diferitelor obiecte în viața de zi cu zi este o funcție fundamentală a membrelor superioare, iar actul de a mânca la îndemână este o formă de prindere pe care o folosesc multe mamifere. Multe dintre modificările genetice, fiziologice și anatomice care stau la baza dobândirii abilităților prehensile au fost bine definite în domeniul 3. În traducerea rezultatelor preclinice în rezultate clinice, este nevoie de un test relevant, care să fie eficient și reproductibil. Studiile de acoperire la rozătoare și la oameni arată că comportamentul de prindere este similar la oameni și animale 4. Ca rezultat, aceste similitudini sugerează că testul de aderență poate servi drept model de translație pentru studierea învățării motorii, precum și a deficiențelor și tratamentelor pentru bolile umane. Prin urmare, evaluarea aderenței la șoareci poate oferi un instrument puternic în cercetarea translațională care studiază atât starea de sănătate, cât și starea de boală. .

Din păcate, sarcina captivantă la șoareci, chiar și pentru un cadru de laborator la scară mică, poate fi laborioasă și consumatoare de timp. Pentru a atenua această problemă, aici descriem o versiune automată a sarcinii de captare. Sarcina descrisă solicită șoarecilor să extindă o singură labă prin fanta din fața cuștii mouse-ului, să pronate laba extinsă, să apuce recompensa peletei alimentare și să tragă peleta înapoi în interiorul cuștii pentru consum. Datele obținute sunt prezentate ca un succes sau un eșec al aderenței. Această automatizare salvează cu succes datele și reduce sarcina și timpul cu care cercetătorii trebuie să se angajeze în sarcină.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Protocol

Toate metodele descrise aici au fost aprobate de ACUC (Comitetul pentru îngrijirea și utilizarea animalelor) de la Universitatea Johns Hopkins.

1. Pregătirea cuștilor de șoarece pentru utilizare

2. Prezentarea șoarecilor pentru a ajunge la mișcare

3. Folosirea autoformatorului

NOTĂ: Vă rugăm să consultați Figura 1-3 și secțiunea de discuții pentru o descriere completă a hardware-ului, software-ului și acțiunilor fizice ale autoformatorului.

Abonament necesar. Vă rugăm să recomandați JoVE bibliotecarului dvs.

Rezultate reprezentative

În general, se recomandă ca fiecare sesiune de antrenament să fie formată din aproximativ 20-30 de încercări, care pot fi setate de utilizator, efectuate automat de către autotrenator și înregistrate într-un singur fișier jurnal per sesiune și mouse. Fiecare test poate fi efectuat consecutiv, imediat după celălalt, cu o pauză de 2-5 s. Șoarecii auto-antrenați au o creștere a abilităților peste 10 antrenamente.

utilizând

figura 1: Imagini exemplare ale cuștii de acasă. (LA) Vedere de pasăre a unei cuști standard modificate cu platformă (portocaliu) și fanta pe partea din față a cuștii. () Vedere din față a unei cuști de recepție modificate cu o deschidere cu fante de aproximativ 0,8 cm x 7 cm. (VS) ușa cuștii tăiată dintr-o foaie subțire de metal și înfășurată în bandă adezivă pentru a proteja marginile. (D, E) ușa cuștii plasată în fața fantei pentru a servi drept deschidere uniformă prin care trebuie să ajungă mouse-ul; inainte de (D) și oblic (E) vizualizări furnizate. Faceți clic aici pentru a vizualiza o versiune mai mare a acestei figuri.


Figura 2 : Imagini exemplare ale Auto-Trainer. (A, B) În fotografie sunt auto-antrenorul fără (LA) sau cu () o colivie de șoarece modificată în loc. (C-J) Vizualizare frontală Placă de scufundare Vedere detaliu design rafturi pentru peleteC, D, H, I) sau din lateral (E, F, G, J),cu (D, E, F, I) sau fără (C, G, H, J) o peletă alimentară. Rețineți că distanța peletelor animalului poate fi modificată cu ușurință, deoarece distanța cuștii de scufundări este modificabilă. Faceți clic aici pentru a vizualiza o versiune mai mare a acestei figuri.