نود أن نعترف التمويل من اتصال البعثة، وهو مشروع مؤسسة TIRR (CES وZZK)، ومؤسسة نيلسون كريغ (CES) وجبهة الخلاص الوطني زمالة أبحاث الدراسات العليا (المنحة #: 2011112479 لSAG).

تم الانتهاء من جميع الإجراءات الحيوانية وفقا للبروتوكولات المعتمدة مع IACUC الداخلية في جامعة تكساس في أوستن، وتحت المعاهد الوطنية للصحة (NIH) المبادئ التوجيهية. كان الحيوانات المستخدمة في هذه الدراسة C3/C4 إصابة كدمة الجانبي باستخدام اللانهائي الأفق المتصادم، أو C3/C4 نموذج تنصيف الجانبية وهذه الطرق يمكن تطبيقها على نطاق أوسع لنماذج أخرى 18. نوصي أن الباحثين اختبار الحيوانات لمدة 2 اسابيع قبل الاصابة، 3 أيام بعد الإصابة وبانتظام (على سبيل المثال أسبوعيا) لمدة الدراسة. عند أداء الاختبارات السلوكية على الحيوانات بعد العمليات الجراحية، وخصوصا في الجراحة ثلاثة أيام آخر، يجب الحرص على أن الحيوانات قد تعافى بما فيه الكفاية من الجراحة وأن إجراءات الاختبار السلوكية لا تسبب الألم إضافية أو الإجهاد للحيوانات. بشكل عام، قد تكون هناك حاجة إلى 2-3 أسابيع لمعالجة وما قبل الاختبار قبل الجراحة. وهذا ينطوي على الحصول على حيوان مريحة للبيئة اختبار قبل التعامل معها بطريقة مماثلة إلى الطريقة التي سيتم التعامل معها خلال التجارب، وكذلك السماح للحيوان على التحرك بحرية على سطح الاختبار. من المهم أيضا أن يحصل الحيوان تستخدم لمحتجزين، وهذا يمكن أن يتم عن طريق تحريك الحيوان على وبالقرب من سطح الاختبار في حركات غير المباشر حتى يتأقلم الحيوان إلى المناولة. من المهم أيضا للاسترخاء الحيوانات في بداية وبين جلسات الاختبار. للاسترخاء الحيوانات، وعقد الحيوان على الطاولة في موقف تحمل forelimb فقط، في وضع &quot;عربة&quot; وترتد الحيوان برفق على الطاولة الأمامية السماح للمس السطح. هذا يعلم الحيوانات على الإحساس تحتها لسطح مستقر وخطوة هامة وضرورية في الإجراء لأنه يضمن أن الحيوانات لا خففت قبل بدء الاختبار. 1. Forelimb خطوة التناوب اختبار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملخص الاختبار: ضع الحيوانات مع كل من لمس الطاولة الأمامية لتحديد ما إذا كانت تتناوب استخدام الأمامية الخاصة بهم. نقل الفئران إلى الأمام، وتحويل مركز جذب لهم وإجبارهم على محاولة الخطوة. ويتكرر هذا الاختبار أربع مرات مع كل حيوان وإذا قدرة عروض الحيوانات بالتناوب في، أو أعلى من 75٪، ويعتبر أن يكون المولد. هذه هي مهمة الحركة القسري، حتى الحيوانات التي تعتبر غير المتردد-سيتنحى بشكل متكرر مع نفس forelimb. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عقد حيوان على الطاولة في تحمل الوزن موقف-forelimb فقط، في وضع &quot;عربة&quot; مع أجسامهم في ما يقرب من 90 درجة من الجدول. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بمجرد ظهور الحيوان استرخاء، ودفع الحيوان إلى الأمام للتحرك على طول سطح الطاولة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد وتسجيل ما إذا كان استخدام الفئران المناوبين من الأطراف الأمامية بينما تتحرك عبر السطح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملاحظة وتسجيل forelimb التي بدأت الحركة، وما إذا كان الحيوان يمكن بالتناوب أم لا سن Forelimb خطوة التناوب ورقة اختبار نقاط (المقدمة). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تكرار هذا الاختبار على الأقل مرتين في حين عقد الحيوان مع جهة واحدة (اليد اليمنى أو اليسرى). كرر مرتين على الأقل مرة أخرى حين عقد الحيوان في اليد الأخرى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا أظهرت الفئران هذه القدرة، خطوة التناوب يمكن اختبارها مرة أخرى عن طريق إدخال الانتظار 5 ثانية بعد الخطوة الأولى لتحديد ما إذا كان نمط من التناوب لا يزال بعد تأخير. ملاحظة النتائج وسجل في لائحة الهدافين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> هذا الاختبار يمكن استخدامه يوميا، وينصح أن يتم اختبار الحيوانات في الأسبوع على الأقل لتجربة التدابير المتكررة. </li></ol> ملاحظة: من المهم أن موقف بالتناوب يد المجرب منذ ذلك قد يؤثر على سلوك اختلاف حيوانات التجارب. لائحة الهدافين خطوة التناوب المقدمة يمكن استخدامها لملاحظة موقف مخلب واستخدامها أثناء التنقل. على الرغم من أننا لم تدرج تلك البيانات في نظام التسجيل لدينا حاليا (لدينا فقطحالة التناوب المستخدمة لتجميع الحيوانات lesioned في الدراسة الحالية)، يمكن للمستخدمين بسهولة تضمين بيانات الموقع مخلب كجزء من التحليل اعتمادا على مشروع معين. 2. الوضعي عدم الاستقرار اختبار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملخص الاختبار: لهذا الاختبار السلوكية، وعقد الجرذان في موقف مماثل لموقف لاختبار forelimb التناوب، ومع ذلك، ينبغي اختبار كل forelimb بشكل فردي. يجب تغطية الطاولة مع الصنفرة (رقم 220) لمنع الانزلاق، تستعد، أو سحب من الأمامية أثناء الاختبار. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في هذا الاختبار، يتم تسجيل المسافة التي تستغرق للحيوان لاتخاذ خطوة مع forelimb يجري بحثها لاستعادة توازنه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يجب الحيوانات ضمن مجموعة الدراسة أن ما يقرب من نفس الوزن والحجم والعمر اختلافات كبيرة كما هو الحال في وزن الجسم يمكن أن يؤدي إلى الاختلاف في المسافة الأساسية اللازمة للحفاظ على مركز الثقل لحيوان معين 19. وينبغي أن تكون مجموعة صوريةشملت أثناء استخدام PIT للتحقق من أن التغييرات في السلوك ومن المقرر أن التجديد أو الانتعاش بدلا من العمر وزيادة الوزن. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> عقد حيوان على الطاولة في موقف مريح وتسمح لكل الأمامية للوصول إلى السطح، وينبغي أن يكون الحيوان في موقف مريح &quot;عربة&quot; مع أجسامهم في ما يقرب من 90 درجة من الجدول. لاحظ أنه من المهم لعقد الحيوان في موقف أكثر العمودي. وهذا سوف يسمح لمسافة أكثر اتساقا اللازمة لتحريك خطوة لاستعادة مركز الثقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> طفيفة forelimb كبح جماح واحدة ضد الجذع الحيوان ومحاذاة الأنف الفئران مع خط الصفر كما ينظر اليها من فوق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الفئران إلى الأمام. وهذا التحول مركز الحيوان الجاذبية تحفيز الأمام الحيوان إلى الخطوة لاستعادة توازنه. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تسجيل موقف جديد من الأنف بعد خطوات الفئران مرتين واستخدام متوسط ​​هاتين الخطوتين والمسافة اللازمة لتحريك هذه الخطوة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختبار كل foreliميغابايت 5X بشكل مستقل، ليصل الحيوان إلى الموقف 0 والتحقق من أن هذا الحيوان لا يزال في أيدي خففت المجرب قبل المستمرة لضمان تحقيق نتائج متسقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سجل على اختبار عدم الاستقرار الوضعي (PIT) ورقة نقاط، المقدمة. هذا الاختبار لا يمكن أن يؤديها يوميا، وينصح أن يتم اختبار الحيوانات في الأسبوع على الأقل لمدة التجربة. </li></ol> 3. المعكرونة المناولة اختبار <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ملخص الاختبار: استخدام هذا الاختبار لتحديد الوقت الذي يستغرقه لأكل قطعة من المعكرونة وتفضيل مخلب خلال جلسة أكل المعكرونة. في هذا الاختبار، استخدم 4.0 سم خيوط المعكرونة الجافة (معكرونة رقيقة؛ قطرها 1.6 مم ~). وينبغي أن تدار اختبار في نفس الوقت تقريبا كل يوم الاختبار. القوارض تأكل المعكرونة الجافة عموما بسهولة، ومع ذلك، 4-6 ساعات من انسحاب الغذائية ينصح قبل إجراء الاختبار إذا كان هذا لا يحدث. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ينبغي الحصول على قياسات خط الأساس 1-2 أسابيع قبلالاصابة. قبل تسجيلات خط الأساس، ينبغي أن تعطى الفئران نفس النوع من المعكرونة في قفص وطنهم لإعدادهم للاختبار. ثم، والسماح للفئران للأكل المعكرونة في غرفة الاختبار وتسجيل الوقت لتناول الطعام والمعكرونة. يجب وضع قطعة المعكرونة بالقرب من الجزء الأمامي من غرفة الاختبار حيث استخدام الأمامية يمكن ملاحظتها بسهولة. وينبغي أن تتضمن كل دورة أكل المعكرونة تناول على الأقل ثلاثة قطع من المعكرونة. تعتبر الفئران بارعا في تناول المعكرونة إذا كان الوقت في تناول الطعام المعكرونة يتسق لمدة 3 أيام على الأقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد تدريب الفئران على تناول المعكرونة باستمرار في غرفة الاختبار، ووضع الفئران في غرف التسجيل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع قطعة المعكرونة على الأرض بالقرب من أمام اختبار الغرفة وسجل الوقت لتناول قطعة من المعكرونة، الأمامية المستخدمة، ومواقف الأطراف الأمامية، كما نشاهد في ورقة نقاط مكرونة المناولة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> هذا الاختبار لا يمكن أن يؤديها يوميا، ولكن من المستحسن لأداء أسبوعيا مع مراعاة وزن الحيوانات كما رس عدم الإفراط في تغذية الحيوانات. </li></ol> ملاحظة: تقدم لائحة الهدافين المعكرونة التعامل مع الفضاء لتسجيل الوقت لتناول الطعام والمعكرونة استخدام مخلب، على غرار البيانات المدرجة في هذه الدراسة. أدرجنا أيضا مناطق لتسجيل تفاصيل إضافية من استخدام مخلب خلال جلسة الأكل المعكرونة، مثل موقف مخلب.

<ol>
	<li>Anderson, K. D., Abdul, M., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+deficits+and+recovery+of+forelimb+motor+function+after+cervical+spinal+cord+injury+in+mice.">Quantitative assessment of deficits and recovery of forelimb motor function after cervical spinal cord injury in mice.</a> Exp Neurol. 190, 184-191 (2004).</li><li>Anderson, K. D., Gunawan, A., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+assessment+of+forelimb+motor+function+after+cervical+spinal+cord+injury+in+rats:+relationship+to+the+corticospinal+tract.">Quantitative assessment of forelimb motor function after cervical spinal cord injury in rats: relationship to the corticospinal tract.</a> Exp Neurol. 194, 161-174 (2005).</li><li>Anderson, K. D., Gunawan, A., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+pathways+involved+in+the+control+of+forelimb+motor+function+in+rats.">Spinal pathways involved in the control of forelimb motor function in rats.</a> Exp Neurol. 206, 318-331 (2007).</li><li>Anderson, K. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forelimb+locomotor+assessment+scale+(FLAS):+novel+assessment+of+forelimb+dysfunction+after+cervical+spinal+cord+injury.">Forelimb locomotor assessment scale (FLAS): novel assessment of forelimb dysfunction after cervical spinal cord injury.</a> Exp Neurol. 220, 23-33 (2009).</li><li>Ballermann, M., Metz, G. A., McKenna, J. E., Klassen, F., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pasta+matrix+reaching+task:+a+simple+test+for+measuring+skilled+reaching+distance,+direction,+and+dexterity+in+rats.">The pasta matrix reaching task: a simple test for measuring skilled reaching distance, direction, and dexterity in rats.</a> J Neurosci Methods. 106, 39-45 (2001).</li><li>Cao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nogo-66+receptor+antagonist+peptide+(NEP1-40)+administration+promotes+functional+recovery+and+axonal+growth+after+lateral+funiculus+injury+in+the+adult+rat.">Nogo-66 receptor antagonist peptide (NEP1-40) administration promotes functional recovery and axonal growth after lateral funiculus injury in the adult rat.</a> Neurorehabil Neural Repair. 22, 262-278 (2008).</li><li>Dai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+rehabilitation+with+task-specific+therapies+improves+forelimb+function+after+a+cervical+spinal+cord+injury.">Delayed rehabilitation with task-specific therapies improves forelimb function after a cervical spinal cord injury.</a> Restorative Neurology and Neurosciencel. 29, 91-103 (2011).</li><li>Dai, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-based+therapies+to+promote+forelimb+use+after+a+cervical+spinal+cord+injury.">Activity-based therapies to promote forelimb use after a cervical spinal cord injury.</a> J Neurotrauma. 26, 1719-1732 (2009).</li><li>Gensel, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+and+histological+characterization+of+unilateral+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+rats.">Behavioral and histological characterization of unilateral cervical spinal cord contusion injury in rats.</a> J Neurotrauma. 23, 36-54 (2006).</li><li>Gharbawie, O. A., Whishaw, P. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+topography+of+three-dimensional+exploration:+a+new+quantification+of+vertical+and+horizontal+exploration,+postural+support,+and+exploratory+bouts+in+the+cylinder+test.">The topography of three-dimensional exploration: a new quantification of vertical and horizontal exploration, postural support, and exploratory bouts in the cylinder test.</a> Behav Brain Res. 151, 125-135 (2004).</li><li>Kim, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplantation+of+genetically+modified+fibroblasts+expressing+BDNF+in+adult+rats+with+a+subtotal+hemisection+improves+specific+motor+and+sensory+functions.">Transplantation of genetically modified fibroblasts expressing BDNF in adult rats with a subtotal hemisection improves specific motor and sensory functions.</a> Neurorehabil Neural Repair. 15, 141-150 (2001).</li><li>Liu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplants+of+fibroblasts+genetically+modified+to+express+BDNF+promote+regeneration+of+adult+rat+rubrospinal+axons+and+recovery+of+forelimb+function.">Transplants of fibroblasts genetically modified to express BDNF promote regeneration of adult rat rubrospinal axons and recovery of forelimb function.</a> J Neurosci. 19, 4370-4387 (1999).</li><li>Metz, G. A., Whishaw, I. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+and+subcortical+lesions+impair+skilled+walking+in+the+ladder+rung+walking+test:+a+new+task+to+evaluate+fore-+and+hindlimb+stepping,+placing,+and+co-ordination.">Cortical and subcortical lesions impair skilled walking in the ladder rung walking test: a new task to evaluate fore- and hindlimb stepping, placing, and co-ordination.</a> J Neurosci Methods. 115, 169-179 (2002).</li><li>Montoya, C. P., Campbell-Hope, L. J., Pemberton, K. D., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+"staircase+test":+a+measure+of+independent+forelimb+reaching+and+grasping+abilities+in+rats.">The "staircase test": a measure of independent forelimb reaching and grasping abilities in rats.</a> J Neurosci Methods. 36, 219-228 (1991).</li><li>Schallert, T., Fleming, S. M., Leasure, J. L., Tillerson, J. L., Bland, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CNS+plasticity+and+assessment+of+forelimb+sensorimotor+outcome+in+unilateral+rat+models+of+stroke,+cortical+ablation,+parkinsonism+and+spinal+cord+injury.">CNS plasticity and assessment of forelimb sensorimotor outcome in unilateral rat models of stroke, cortical ablation, parkinsonism and spinal cord injury.</a> Neuropharmacology. 39, 777-787 (2000).</li><li>Schallert, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tactile+extinction:+distinguishing+between+sensorimotor+and+motor+asymmetries+in+rats+with+unilateral+nigrostriatal+damage.">Tactile extinction: distinguishing between sensorimotor and motor asymmetries in rats with unilateral nigrostriatal damage.</a> Pharmacol Biochem Behav. 16, 455-462 (1982).</li><li>Schrimsher, G. W., Reier, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forelimb+motor+performance+following+cervical+spinal+cord+contusion+injury+in+the+rat.">Forelimb motor performance following cervical spinal cord contusion injury in the rat.</a> Exp Neurol. 117, 287-298 (1992).</li><li>Woodlee, M. T., Kane, J. R., Chang, J., Cormack, L. K., Schallert, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+function+in+the+good+forelimb+of+hemi-parkinson+rats:+compensatory+adaptation+for+contralateral+postural+instability?.">Enhanced function in the good forelimb of hemi-parkinson rats: compensatory adaptation for contralateral postural instability?.</a> Exp Neurol. 211, 511-517 (2008).</li><li>Khaing, Z. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+forelimb+function+after+unilateral+cervical+spinal+cord+injury:+novel+forelimb+tasks+predict+lesion+severity+and+recovery.">Assessing forelimb function after unilateral cervical spinal cord injury: novel forelimb tasks predict lesion severity and recovery.</a> J Neurotrauma. 29, 488-498 (2012).</li><li>Allred, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+vermicelli+handling+test:+a+simple+quantitative+measure+of+dexterous+forepaw+function+in+rats.">The vermicelli handling test: a simple quantitative measure of dexterous forepaw function in rats.</a> J Neurosci Methods. 170, 229-244 (2008).</li><li>Tennant, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+vermicelli+and+capellini+handling+tests:+simple+quantitative+measures+of+dexterous+forepaw+function+in+rats+and+mice.">The vermicelli and capellini handling tests: simple quantitative measures of dexterous forepaw function in rats and mice.</a> J Vis Exp. , e2076 (2010).</li><li>Ballion, B., Morin, D., Viala, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Forelimb+locomotor+generators+and+quadrupedal+locomotion+in+the+neonatal+rat.">Forelimb locomotor generators and quadrupedal locomotion in the neonatal rat.</a> The European journal of neuroscience. 14, 1727-1738 (2001).</li><li>Ho, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhythmic+motor+activity+and+interlimb+co-ordination+in+the+developing+pouch+young+of+a+wallaby+(Macropus+eugenii.">Rhythmic motor activity and interlimb co-ordination in the developing pouch young of a wallaby (Macropus eugenii.</a> The Journal of physiology. 501 (Pt 3), 623-636 (1997).</li><li>Whishaw, I. Q., Coles, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Varieties+of+paw+and+digit+movement+during+spontaneous+food+handling+in+rats:+postures,+bimanual+coordination,+preferences,+and+the+effect+of+forelimb+cortex+lesions.">Varieties of paw and digit movement during spontaneous food handling in rats: postures, bimanual coordination, preferences, and the effect of forelimb cortex lesions.</a> Behav Brain Res. 77, 135-148 (1996).</li></ol>

أعلن عن أي تضارب في المصالح.

إصابة الحبل الشوكي العنقي (CSCI) يمكن أن يؤدي إلى إصابات مدمرة وتغيير الحياة في المرضى. وهناك عدد من النماذج إصابة الحبل الشوكي العنقي وضعت في القوارض التي تستخدم لدراسة اللدونة من ركائز العصبية والعوامل العلاجية. تطوير الحساسة وفعالة وقابلة للتكرار وسهلة الاستخدام الاختبارات السلوكية لتقييم العجز وظيفية والانتعاش بعد CSCI هو هدف مهم. هنا، نحن تصف بالتفصيل استخدام ثلاثة من هذه الاختبارات السلوكية: اختلاف أطرافه، وعدم الاستقرار الوضعي والتعامل مع المعكرونة. إصابة الحبل الشوكي في القوارض، كما هو الحال في البشر، هو إصابة غير المتجانسة. اصابة مشابهة جدا يمكن أن تحدث مجموعة متنوعة من العجز السلوكية. وبالتالي، فمن المهم تحديد شدة الآفات في الحيوانات المصابة. وجدنا أن مهمة أطرافهم التناوب هو وسيلة فعالة جدا لتحديد ما إذا تلف الجانب contralesional بعد إصابة جانب واحد (أو تنصيف تابعنوع usion الإصابة) إلى الحبل الشوكي عنق الرحم 19. وأظهرت بيانات من مجموعتنا أن استخدام هذه المهمة أطرافهم التناوب يمكن تحديد شدة الإصابة خلال الأسبوع الأول بعد الإصابة. بالإضافة إلى ذلك، كان الجرحى أشد الحيوانات (غير المتناوب) لمحة الانتعاش مختلفة إلى حد كبير مقارنة المتناوب (باستخدام مقياس الحركي forelimb). وبالتالي، فإن مهمة الطرف التناوب مفيد للغاية في تجميع الفئران المصابين في مولدات التيار المتناوب وغير الحكومية، ولا سيما إذا كانت تتضمن الدراسة العلاج المزمن لضمان وجود توزيع متساو للآفة شدة في كل مجموعة العلاج. فمن المستحسن أن اختبار forelimb-التناوب أن تستخدم في تركيبة مع المهام الأخرى التي يمكن أن تدرس استخدام الأمامية الحيوانات (مثل مقياس forelimb الحركي أو اختبار تفضيل اسطوانة مخلب). في حين تدير هذا الاختبار لا بد أن المجرب إجراء اختبار على نفس العدد من المراتمع كل يد (على سبيل المثال مرتين مع اليد اليسرى ومرتين مع الحق) للحد من تأثير الموقف اليد مجرب على سلوك الفئران. هذا الاختبار لا تكون فعالة إلا إذا تم تخفيف الحيوان في يد المجرب ل، وينبغي الأسابيع 2-3 على التعامل مع تحمل اقترح الاسترخاء. علاوة على ذلك، مرة واحدة الحيوان هو الاسترخاء، يجب أن المجرب عقد الحيوان في ما يقرب من 90 درجة في موقف عربة لمنع التباين داخل والحيوان. يمكن اختبار forelimb-التناوب أيضا توفير البصيرة لالوصلات العصبية عبر الشوكي عند الحيوانات غير قادرين على الخطوة بشكل فردي مع مخلب ولكنها قادرة على أداء مهمة التناوب. للتحرك رباعي الأرجل الطبيعية في الحيوانات مثل الفئران، والعديد من مناطق الدماغ وكذلك مولدات نمط المركزية المحلية (CPGs) على طول الحبل الشوكي وتشارك. خصيصا لforelimb حركة إيقاعية، ويعتقد أن قطاعات الشوكي العنقي، C3-C6 إلى أن تكون مهمة 22. في السابق، ونحن descri(تم إجراء تنصيف الجانبية في C3/C4) الاختلافات التشريحية بين السرير وغير المتناوب المولدات في الحيوانات lesioned وجدت المزيد من الضرر للعمود الظهري contralesional والمسالك القشري في غير بالتناوب الحيوانات 18. ويعتقد أن للحركة forelimb، مولد النمط الإيقاعي حاضرا في كل مستوى من عنق الرحم نصفي قطاع الاتصالات والتي مثبط عبر الحبل هي المسؤولة عن اختلاف 23. لدينا النتائج التشريحية السابقة يعني أيضا أن الأضرار التي لحقت الجانب contralesional من الحبل الشوكي قد يسبب تعطل انتاج السيارات الإيقاعي (مثل التناوب)، في حين إذا كان contralesional من الحبل الشوكي هو أكثر سليمة، هم أكثر عرضة لمخرجات المحرك الإيقاعي تعمل بشكل طبيعي. نحن لم نلاحظ أي أضرار كبيرة لأجزاء بطني وسطي contralesional من الحبال، وبالتالي لم يتم تنفيذ هذا التحليل. اختبار عدم الاستقرار الوضعي الموصوفة هنا هو النسخة<html> ذ اختبار مفيد لأنه يمكن الكشف عن التغييرات في كل من forelimb (التماثل وcontralesional) الناجمة عن آفة من جانب واحد. من المهم أن نلاحظ أن هذا الاختبار ينبغي أن تدار فقط عندما يتم خففت الحيوان في يد المجرب ل. في تجربتنا، وهذا يمكن أن يستغرق المعالجة اليومية من الحيوانات لمدة 2-3 أسابيع. مرة واحدة مجرب والحيوان مريحة، وهذا الاختبار هو حساسة جدا، ويمكن استخدامها للحصول على بيانات النزوح متسقة للغاية لكل forelimb. إذا كان الحيوان متوتر، يمكن المجرب عقد بلطف الحيوان ونقل لهم حتى الخروج من وإلى أسفل على الطاولة حتى الحيوان هو مريح ويفهم أن الجدول هو مكان آمن. مرة واحدة الحيوان هو الاسترخاء، فإنه من المهم لعقد الحيوانات في موقف عربة في ما يقرب من 90 درجة لنتائج متسقة. هذا الاختبار السهل لإدارة ويقدم رؤية أبعد الاختبارات السلوكية الأخرى من خلال توفير المعلومات حول التعويض والعجز مع مهمة واحدة بسيطة. ر &quot;&gt; الفئران تأكل المعكرونة الجافة بسهولة بعد التدريب أمام الكاميرا، ولذلك، التعامل مع المعكرونة هو اختبار سهل نسبيا للإدارة. في هذه الدراسة، كنا تسجيل واستخدام البيانات للاستخدام أطرافهم (اليسار واليمين أو كليهما) والوقت للأكل المعكرونة فقط. وقد وصفت تحليل أكثر تفصيلا بما في ذلك التعديلات مخلب أثناء الأكل المعكرونة سابقا في الحيوانات يعانون من إصابات مثل الآفات الدماغية من طرف واحد من جانب واحد والجسم المخطط نضوب الدوبامين 20،21،24. لذلك، فمن الممكن لتطوير واستخدام المزيد . تحليل حساسية من اختبار المعكرونة الأكل بعد CSCI شملنا موقف مخلب على ورقة التهديف، لأن هذا قد تكشف عن الإنصاف أو القدرة مع كل يد وعلاوة على ذلك، فإننا مشيرا إلى قبضة كل مخلب؛ بعض الحيوانات الراحة مخلب على جانب واحد من المعكرونة، وربما استخدامه كوسيلة لدعم، بدلا من قبضة المعكرونة أثناء الأكل، وإذا الحيوانات يترددون في أكل المعكرونة، ويمكن إدخال خطوة الحرمان من الطعام إلى البروتوكول قبل الاختبار.

عنق الرحم إصابة الحبل الشوكي (CSCI) هو الشكل الأكثر انتشارا من اصابات النخاع الشوكي لدى المرضى، وهو ما يمثل حوالي 62٪ من جميع المصارف الإنمائية المتخصصة ( <a href="http://www.spinalcord.uab.edu" target="_blank">http://www.spinalcord.uab.edu</a> ). إصابات الحبل الشوكي عنق الرحم يمكن أن يؤدي إلى ضعف في الأطراف العلوية وكذلك التنفس. وتشير دراسة أجريت مؤخرا في المرضى الذين يعانون من CSCI التي تعتبر وظيفة جزئية أو كاملة للذراع و / أو يد لتكون أولوية رئيسية 1. وبالتالي، تطوير نماذج CSCI والمقايسات السلوكية المرتبطة بها التي هي سهلة وحساسة وموثوقة لاستخدامها هو هدف مهم. هناك العديد من الاختبارات السلوكية مفيدة لتقييم وظيفة forelimb بعد CSCI في القوارض 1-17، ومع ذلك، فإن العديد من هذه الاختبارات من الصعب استخدام وتتطلب معدات متخصصة. وقد وضعت اختبارات التعامل مع المعكرونة من قبل مجموعات أخرى 18،19، ولكن تتطلب هذه الاختبارات أن الحيوانات يتم تصويره في أقفاص المعكرونة محددة الأكل، الأمر الذي يتطلب فترة طويلةتدريب الفترة، في حين أن الطريقة التي نقترحها يمكن أن يؤديها في الحيوانات قفص المنزل. اختبارات المعكرونة التي سبق وصفها تتطلب الوقت كبيرة التحليل وغالبا البرمجيات باهظة الثمن، على العكس من الاختبار هو موضح هنا. هدف أسلوبنا هو تطوير واستخدام الاختبارات السلوكية التي هي سهلة الاستخدام وموثوقة، ولا تتطلب معدات باهظة الثمن. على وجه التحديد، وforelimb اختبار خطوة التناوب الموصوفة هنا يسمح للباحثين لتقدير حجم الآفة في وقت مبكر بعد الإصابة، وتوفير وسيلة لخلق مجموعات العلاج يعادل قبل إدارة العلاج المزمن. في هذه الدراسة، ونحن تصف بالتفصيل ثلاثة اختبارات سلوكية رواية: (1) forelimb خطوة التناوب، (2) عدم الاستقرار الوضعي، و (3) التعامل مع المعكرونة. يمكن تحديد الاختبارات السلوكية الحق في استخدام يكون صعبا. في الواقع، ونحن نرى أن أي اختبار السلوكية يمكن للمرء أن تقييم أداء الأمامية على نحو كاف. لذلك، نقترح استخدام مزيج من بعض الاختبارات السلوكية إلى الحماروفاق سطيف وظيفة forelimb بعد اصابات النخاع الشوكي. يتحدث بشكل قاطع، ينبغي للمرء أن استخدام مهمة حقل مفتوح من نوع الحركي (مثل forelimb النطاق الحركي، اسطوانة) حيث يتم تقييم الحيوانات على استخدام forelimb أثناء تحرك طبيعي، واختبار محددة المهمة، حيث يطلب الحيوانات لأداء مهمة محددة التي تنطوي على استخدام forelimb بهم (على سبيل المثال، والمعكرونة الأكل، وعدم الاستقرار الوضعي، قوة قبضة، الخ). الاختبارات السلوكية وصفها هنا في التفاصيل هي مفيدة لتحديد شدة الآفة في ~ أسبوع واحد آخر الآفة (forelimb خطوة التناوب، وعدم الاستقرار الوضعي، التعامل مع المعكرونة)، وآثار آفة من جانب واحد على forelimb contralesional (forelimb خطوة التناوب، وعدم الاستقرار الوضعي ) وحركة الحركية الدقيقة من الأطراف الأمامية (التعامل مع المعكرونة). يمكن معرفة شدة والآثار المترتبة على الآفة تستخدم أيضا تملي الاختبارات السلوكية المناسبة. إذا الحركات الحركية الدقيقة من المعصم ليست ممكنة بعد الآفة، وذلك باستخدام اختبار أن التدابير وquantifالمنشأ استخدام forelimb الكفوف غير مناسب. على سبيل المثال، فإن العديد من الاختبارات التعامل مع المعكرونة التي سبق وصفها تبدو أكثر في العمق في الحركات الفردية من الأرقام، ومع ذلك، وجدنا مع شدة ومكان الإصابة لدينا، وكان هذا غير ذي صلة ولاحظ الاختلافات في الطرح العام للأطرافهم بدلا من ذلك. قد يميل الباحثون إلى إجراء العديد من الاختبارات السلوكية واستخدام عينة منهم للتظاهر على أساس النتائج، ومع ذلك، فمن المستحسن أن لكل نموذج تجريبي المستخدمة يتم إجراء دراسة تجريبية لتحديد الاختبارات السلوكية المناسبة للآفة. وبالتالي، فمن المهم أن نلاحظ أن المستخدم يجب أن يكون على الأقل بعض المعرفة المسبقة من نوع العجز ومدى نوع الآفة خاصة قبل اتخاذ قرار بشأن الاختبارات السلوكية التي ينبغي استخدامها. تقييم شدة الآفة على أساس الأداء السلوكي يسمح أيضا مجموعات العلاج المراد إنشاؤها مع توزيع متساو للشدة الآفة قبل علاجيدار منة.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Material/ Equipment</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments/Description</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sand paper</td>
 <td>3M</td>
 <td>5097</td>
 <td>3M Gold Fre-Cut Sandpaper was used. 
 Any 220-grit sandpaper would work well </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dry Pasta</td>
 <td>Skinner</td>
 <td></td>
 <td>Skinner Thin Spaghetti was used. It is available at Walmart</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

assessing forelimb function after unilateral cervical sci using novel tasks: limb step-alternation, postural instability and pasta handling

إصابة الحبل الشوكي العنقي (CSCI) يمكن أن يسبب العجز العصبية المدمرة، بما في ذلك ضعف أو فقدان أطرافهم العليا وظيفة اليد. والغالبية العظمى من إصابات في النخاع الشوكي في البشر تحدث على الصعيدين عنق الرحم. وبالتالي، تطوير نماذج إصابة عنق الرحم وتطوير الاختبارات السلوكية ذات الصلة وحساسة ذات أهمية كبيرة. نحن هنا وصف استخدام وضعت حديثا forelimb اختبار خطوة التناوب بعد إصابة الحبل الشوكي عنق الرحم في الفئران. بالإضافة إلى ذلك، نحن تصف اختبارين السلوكية التي لم يتم استخدامها بعد إصابة الحبل الشوكي: اختبار عدم الاستقرار الوضعي (PIT)، واختبار المعكرونة مناولة. جميع الاختبارات السلوكية الثلاثة هي حساسة للغاية للإصابة وسهلة الاستخدام. وبالتالي، فإننا نرى أن هذه الاختبارات السلوكية يمكن أن تكون مفيدة في التحقيق في الاستراتيجيات العلاجية بعد CSCI.

نوصي بأن الحيوانات لاختبارات منتظمة في كافة مراحل التجربة في تجربة من نوع التدابير المتكررة لتحسين تحليل وتحليل تحسن مع مرور الوقت. Forelimb خطوة التناوب اختبار تم تصميم هذا الاختبار لتحديد قدرة الحيوان بالتناوب استخدام الأمامية لها. باستخدام forelimb اختبار خطوة التناوب، كانوا قادرين على استخدام بالتناوب الأمامية في الدقيقة 19 CSCI في 12-16 إصابة آخر أسابيع (الشكل 1A) 50٪ فقط من الحيوانات. المقبل قدمنا ​​تأخير (5 ثانية) من خلال عقد ثابتة الحيوان بعد الخطوة الأولى قبل أن ينتقل الحيوان إلى الأمام بالنسبة للخطوة الثانية. وكانت 50٪ فقط من الحيوانات التي تم بالتناوب استخدام أطرافهم (25٪ من إجمالي المجموعة lesioned) قادرة على بالتناوب بعد تأخير 5 ثانية (الشكل 1B). نحن المترابطة هذه النتائج مع الدراسات التشريحية وكشف التحليل أن لديهم مولدات significaمساحة أكبر من ntly يدخر المسالك القشري [F (1،1) = 5.56، P &lt;0.05] وظهري العمود [F (1،1) = 19.2، P &lt;0.003] على الجانب contralesional 19. وتشير هذه البيانات إلى أن اختبار التناوب خطوة forelimb يمكن التنبؤ شدة الآفة وكذلك unilaterality من الآفات. هذا الاختبار يمكن أن يؤدي إلى المعطيات الفئوية الاسمية التي ينبغي تحليلها مع تحليل التدابير المتكررة. في هذا المثال، لم يكن مقياسا المتكررة، كنا مرة واحدة نقطة لتوضيح الفرق بين المجموعات. سيتم تصنيف كل حيوان بأنها &quot;المولد&quot; أو &quot;غير المولد&quot;، وفصل الحيوانات إلى مجموعتين من الإصابات (معتدل مقابل شديدة، على التوالي). الوضعي عدم الاستقرار اختبار الآفات من جانب واحد من الحبل الشوكي يمكن أن يسبب تغييرات ليس فقط إلى ضعف أطرافهم و / أو المتأثرين، ولكن أيضا إلى الأطراف غير المعاقين. كان الاختبار عدم الاستقرار الوضعي (PIT) سابقا تنازلياribed واستخدامها في الحيوانات مع نموذج القوارض مرض باركنسون 18 و في نموذج القوارض من CSCI 19. كنا PIT بعد CSCI وجدت أن هناك تأثير كبير للوضع الآفة [F (1،1) = 8.17، P &lt;0.01]. بالإضافة إلى ذلك، كان التشرد forelimb (المسافة إلى استعادة مركز الثقل) أكبر بكثير في الجانب ipsilesional (forelimb الحق) من الحيوانات المصابة مقارنة مع الحيوانات جراحة الشام (6.00 ± 0.24 سم مقابل 8.00 ± 0.10 سم، ف &lt;0.0001؛ الشكل 2 ). كانت المسافة النزوح على forelimb contralesional أصغر بكثير في الحيوانات lesioned بالمقارنة مع الحيوانات الشام التي تديرها (6.00 ± 0.25 سم للصورية مقابل 4.00 ± 0.10 سم للCSCI، ف &lt;0.0001؛ الشكل 2). هذه النتيجة تشير إلى أن forelimb contralesional أدى أيضا إلى تغيرات بسبب الآفة إلى الجانب المعاكس (أي تغييرات في تعديل وضعي من قبل foreli contralesionalMB لاستعادة مركز الثقل). سوف البيانات من هذا الاختبار أن تكون الكمية وينبغي تحليل باستخدام تدابير المتكررة ANOVA لدراسة التغيرات في مجموعات في جميع أنحاء تجربة. المعكرونة المناولة اختبار وقد صمم التعامل مع المعكرونة لاختبار استخدام المهرة من الأمامية أثناء تناول الطعام قطعة من المعكرونة الجافة. وقد تم استخدام اختبار مماثل سابقا للكشف عن عجز في استخدام المهرة من الأمامية في نماذج حيوانية من جانب واحد السكتة الدماغية ومرض باركنسون و20،21 بعد CSCI 19. في نقاط زمنية المزمن بعد اصابة (12 أسبوعا بعد الإصابة)، وجميع الحيوانات صورية أكل المعكرونة باستخدام كل الكفوف خلال فترة الاختبار. في المجموعة lesioned، وجدنا أن الوقت الكلي للأكل قطعة من المعكرونة يشبه السيطرة على المجموعة (الشكل 3). ومع ذلك، أكثر المتناوب (إصابة أكثر اعتدالا، و 10 من أصل 15) وكانت قادرة على استخدام forelimb بهم ipsilesional مقارنة بغير مولدات المجموعة (بجروح خطيرة؛ 1 من أصل 7؛ <strong&gt; الشكل 3). يوفر اختبار التعامل مع المعكرونة البيانات في آن معا المستمر والكمي (الوقت لتناول الطعام والمعكرونة)، والقاطع (استخدام مخلب)، وينبغي تحليلها بشكل ملائم. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig1highres.jpg" /> كشف الرقم 1. تقييم المزمن وظيفة forelimb باستخدام forelimb اختبار خطوة التناوب مجموعتين مختلفتين من الحيوانات المختلفة مع شدة الآفة. أظهرت الحيوانات اختلاف في السلوك أثناء يخطو إلى الأمام باستخدام كل الكفوف. 50٪ فقط من الحيوانات lesioned تناوبت الكفوف حين يخطو (مولدات؛ 5 من أصل 10 الفئران lesioned)، في حين أظهرت أخرى عدم وجود خطوة التناوب عن طريق اتخاذ خطوتين contralesional في صف واحد (غير المتردد؛ 5 من أصل 10 lesioned الفئران). أكثر الحيوانات عرض هذا الميل إلى اتخاذ خطوات contralesional متعددة إذا تم إدخال تأخير 5 ثوانى بين الظريفملاحظة (8 من أصل 10 الفئران lesioned). <img alt="الرقم 2" fo:content-width="4.6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig2highres.jpg" /> . الرقم 2 المزمن forelimb تقييم السلوكية باستخدام اختبار عدم الاستقرار الوضعي (PIT) كما هو متوقع، كان forelimb ipsilesional في الحيوانات مع عنق الرحم إصابة الحبل الشوكي (CSCI) مسافة النزوح أكبر بكثير من الحيوانات مع جراحة صورية (6 سم مقابل 8 سم؛ * ع &lt;0.0001). بالإضافة إلى ذلك، كانت المسافة النزوح على forelimb contralesional أصغر بكثير في الحيوانات lesioned مقارنة صورية تعمل الحيوانات (6 مقابل 4 سم سم؛ * ع &lt;0.0001). هذا قد يوحي تعزيز وظيفة من الطرف contralesional خلال حفرة في الحيوانات lesioned. <img alt="الرقم 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50955/50955fig3highres.jpg" /> <sأظهر ترونج&gt; الشكل 3. تقييم Forelimb باستخدام التعامل مع المعكرونة وأكل اختبار العاهات كبيرة في lesioned غير المتردد. أعطيت الحيوانات قطعة من المعكرونة القياسية. وسجلت استخدام مخلب ووقت لتناول الطعام والمعكرونة. أشارت النتائج إلى أن قلة عدد المولدات (33٪) تستخدم حصرا forelimb contralesional بها (تشير إلى انخفاض أكثر حدة) مقارنة بغير المتناوب (86٪). بالإضافة إلى ذلك، استغرق الحيوانات في المجموعات الثلاث (صورية، مولدات lesioned، وlesioned غير المتردد) بطول مماثلة من الوقت لأكل المعكرونة (ع &lt;0.05). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50955/50955fig3large.jpg" target="_blank">اضغط هنا لعرض أكبر شخصية</a> .

Watch this Scientific Journal Video about Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling at JoVE.com

Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling

موصوفة ثلاثة اختبارات سلوكية جديدة (forelimb خطوة التناوب، الوضعي اختبار عدم الاستقرار، والمعكرونة التعامل مع الاختبار) لتقييم وظيفة forelimb بعد إصابة الحبل الشوكي عنق الرحم في القوارض.

تقييم Forelimb وظيفة بعد اصابات النخاع الشوكي العنقي من جانب واحد باستخدام المهام رواية: الاطراف خطوة التناوب، عدم الاستقرار الوضعي والمعكرونة المناولة

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority ...

assessing-forelimb-function-after-unilateral-cervical-sci-using-novel

Research

JoVE Journal

Behavior

21.6K Views.  The University of Texas at Austin.  موصوفة ثلاثة اختبارات سلوكية جديدة (forelimb خطوة التناوب، الوضعي اختبار عدم الاستقرار، والمعكرونة التعامل مع الاختبار) لتقييم وظيفة forelimb بعد إصابة الحبل الشوكي عنق الرحم في القوارض. 

Video: Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling

Automated Visual Cognitive Tasks for Recording Neural Activity Using a Floor Projection Maze

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have developed visual cognitive tasks for rats using the Floor Projection Maze1,2&#160;that are optimized for visual abilities of rats permitting stronger comparisons of experimental findings with other species.
In order to investigate neural correlates of learning and memory, we have integrated electrophysiological recordings into fully automated cognitive tasks on the Floor Projection Maze1,2. Behavioral software interfaced with an animal tracking system allows monitoring of the animal's behavior with precise control of image presentation and reward contingencies for better trained animals. Integration with an in vivo electrophysiological recording system enables examination of behavioral correlates of neural activity at selected epochs of a given cognitive task.
We describe protocols for a model system that combines automated visual presentation of information to rodents and intracranial reward with electrophysiological approaches. Our model system offers a sophisticated set of tools as a framework for other cognitive tasks to better isolate and identify specific mechanisms contributing to particular cognitive processes.

We describe protocols for training rats for chronic electrophysiological recordings in fully automated cognitive tasks on a Floor Projection Maze.

الآلي المهام البصرية المعرفي للتسجيل العصبية آخر باستخدام الإسقاط الطابق المتاهة

Neuropsychological tasks used in primates to investigate mechanisms of learning and memory are typically visually guided cognitive tasks. We have ...

Uncovering Beat Deafness: Detecting Rhythm Disorders with Synchronized Finger Tapping and Perceptual Timing Tasks

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here with the goal of uncovering rhythm disorders, such as beat deafness. Beat deafness is characterized by poor performance in perceiving durations in auditory rhythmic patterns or poor synchronization of movement with auditory rhythms (e.g., with musical beats). These tasks include the synchronization of finger tapping to the beat of simple and complex auditory stimuli and the detection of rhythmic irregularities (anisochrony detection task) embedded in the same stimuli. These tests, which are easy to administer, include an assessment of both perceptual and sensorimotor timing abilities under different conditions (e.g., beat rates and types of auditory material) and are based on the same auditory stimuli, ranging from a simple metronome to a complex musical excerpt. The analysis of synchronized tapping data is performed with circular statistics, which provide reliable measures of synchronization accuracy (e.g., the difference between the timing of the taps and the timing of the pacing stimuli) and consistency. Circular statistics on tapping data are particularly well-suited for detecting individual differences in the general population. Synchronized tapping and anisochrony detection are sensitive measures for identifying profiles of rhythm disorders and have been used with success to uncover cases of poor synchronization with spared perceptual timing. This systematic assessment of perceptual and sensorimotor timing can be extended to populations of patients with brain damage, neurodegenerative diseases (e.g., Parkinson&#8217;s disease), and developmental disorders (e.g., Attention Deficit Hyperactivity Disorder).

Behavioral tasks that allow for the assessment of perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) are presented. Synchronization of finger tapping to the beat of an auditory stimuli and detecting rhythmic irregularities provides a means of uncovering rhythm disorders.

كشف بيت الصمم: اضطرابات كشف إيقاع مع فنجر تزامن التنصت والمهام الإدراكية التوقيت

A set of behavioral tasks for assessing perceptual and sensorimotor timing abilities in the general population (i.e., non-musicians) is presented here ...

Performing Behavioral Tasks in Subjects with Intracranial Electrodes

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in different areas of their brain for the localization of their seizure focus and eloquent areas. After implantation, the patient must remain in the hospital until the pathological area of brain is found and possibly resected. During this time, these patients offer a unique opportunity to the research community because any number of behavioral paradigms can be performed to uncover the neural correlates that guide behavior. Here we present a method for recording brain activity from intracranial implants as subjects perform a behavioral task designed to assess decision-making and reward encoding. All electrophysiological data from the intracranial electrodes are recorded during the behavioral task, allowing for the examination of the many brain areas involved in a single function at time scales relevant to behavior. Moreover, and unlike animal studies, human patients can learn a wide variety of behavioral tasks quickly, allowing for the ability to perform more than one task in the same subject or for performing controls. Despite the many advantages of this technique for understanding human brain function, there are also methodological limitations that we discuss, including environmental factors, analgesic effects, time constraints and recordings from diseased tissue. This method may be easily implemented by any institution that performs intracranial assessments; providing the opportunity to directly examine human brain function during behavior.

Patients implanted with intracranial electrodes provide a unique opportunity to record neurological data from multiple areas of the brain while the patient performs behavioral tasks. Here, we present a method of recording from implanted patients that can be reproducible at other institutions with access to this patient population.

أداء المهام السلوكية في المواد الدراسية داخل الجمجمة مع أقطاب

Patients having stereo-electroencephalography (SEEG) electrode, subdural grid or depth electrode implants have a multitude of electrodes implanted in ...

Acquisition of a High-precision Skilled Forelimb Reaching Task in Rats

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor learning and execution is of critical importance in order to understand the principles and processes that underlie motor function. Here we present a paradigm to study movement acquisition within a daily session of training (within-session) representing the fast learning component and primary acquisition as well as skilled motor learning over several training sessions (between-session) representing the slow learning component and consolidation of the learned task. This behavioral paradigm increases the degree of difficulty and complexity of the motor skill task due to two features: First, the animal realigns its body prior to each pellet retrieval forcing renewed orientation and preventing movement execution from the same angle. Second, pellets are grasped from a vertical post that matches the diameter of the pellet and is placed in front of the cage. This requires a precise grasp for successful pellet retrieval and thus prevents simple pulling of the pellet towards the animal. In combination with novel genetics, imaging and electrophysiological technologies, this behavioral method will aid to understand the morphological, anatomical and molecular underpinnings of motor learning and memory.

A paradigm is presented to analyze the acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats.

الاستحواذ على الدقة التي تتطلب مهارات عالية Forelimb الوصول إلى العمل في الجرذان

Movements are the main measurable output of central nervous system function. Developing behavioral paradigms that allow detailed analysis of motor ...

Using Fiberless, Wearable fNIRS to Monitor Brain Activity in Real-world Cognitive Tasks

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular coupling, fNIRS is able to measure the haemoglobin concentration changes secondary to neuronal activity. Compared to other neuroimaging techniques, fNIRS represents a good compromise in terms of spatial and temporal resolution. Moreover, it is portable, lightweight, less sensitive to motion artifacts and does not impose significant physical restraints. It is therefore appropriate to monitor a wide range of cognitive tasks (e.g., auditory, gait analysis, social interaction) and different age populations (e.g., new-borns, adults, elderly people). The recent development of fiberless fNIRS devices has opened the way to new applications in neuroscience research. This represents a unique opportunity to study functional activity during real-world tests, which can be more sensitive and accurate in assessing cognitive function and dysfunction than lab-based tests. This study explored the use of fiberless fNIRS to monitor brain activity during a real-world prospective memory task. This protocol is performed outside the lab and brain haemoglobin concentration changes are continuously measured over the prefrontal cortex while the subject walks around in order to accomplish several different tasks.

Monitoring brain activity outside the lab without physical constraints presents methodological challenges. A fiberless, wearable functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) system was used to measure brain activity during an ecological prospective memory task. It was demonstrated that this system could be used to monitor brain activity during non-lab based experiments.

باستخدام Fiberless، fNIRS لبس لمراقبة نشاط المخ في المهام المعرفية في العالم الحقيقي

Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) is a neuroimaging technique that uses near-infrared light to monitor brain activity. Based on neurovascular ...

Event-related Potentials During Target-response Tasks to Study Cognitive Processes of Upper Limb Use in Children with Unilateral Cerebral Palsy

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral motor impairments that are frequently dominated in the upper limb. In addition to a reduced movement capacity of the affected upper limb, several children with unilateral CP show a reduced awareness of the remaining movement capacity of that limb. This phenomenon of disregarding the preserved capacity of the affected upper limb is regularly referred to as Developmental Disregard (DD). Different theories have been postulated to explain DD, each suggesting slightly different guidelines for therapy. Still, cognitive processes that might additionally contribute to DD in children with unilateral CP have never been directly studied. The current protocol was developed to study cognitive aspects involved in upper limb control in children with unilateral CP with and without DD. This was done by recording event-related potentials (ERPs) extracted from the ongoing EEG during target-response tasks asking for a hand-movement response. ERPs consist of several components, each of them associated with a well-defined cognitive process (e.g., the N1 with early attention processes, the N2 with cognitive control and the P3 with cognitive load and mental effort). Due to its excellent temporal resolution, the ERP technique enables to study several covert cognitive processes preceding overt motor responses and thus allows insight into the cognitive processes that might contribute to the phenomenon of DD. Using this protocol adds a new level of explanation to existing behavioral studies and opens new avenues to the broader implementation of research on cognitive aspects of developmental movement restrictions in children.

Several children with unilateral Cerebral Palsy seem to disregard the preserved capacity of their affected upper limb. This Developmental Disregard is extensively described in the literature but the involved cognitive processes have not been studied. To study underlying cognitive factors of upper limb control, an event-related potential protocol was developed.

الإمكانيات ذات الصلة بالحدث أثناء المهام الهدف الاستجابة لدراسة العمليات المعرفية العليا أطرافهم استخدام في الأطفال الذين يعانون من الشلل الدماغي من جانب واحد

Unilateral Cerebral Palsy (CP) is a neurodevelopmental disorder that is a very common cause of disability in childhood. It is characterized by unilateral ...

Sit-to-stand-and-walk from 120% Knee Height: A Novel Approach to Assess Dynamic Postural Control Independent of Lead-limb

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: STW). Thus, in clinical rehabilitation separation of sit-to-stand and gait initiation - termed sit-to-stand-and-walk (STSW) - is usual. However, a standardized STSW protocol with a clearly defined analytical approach suitable for pathological assessment has yet to be defined.
Hence, a goal-orientated protocol is defined that is suitable for healthy and compromised individuals by requiring the rising phase to be initiated from 120% knee height with a wide base of support independent of lead limb. Optical capture of three-dimensional (3D) segmental movement trajectories, and force platforms to yield two-dimensional (2D) center-of-pressure (COP) trajectories permit tracking of the horizontal distance between COP and whole-body-center-of-mass (BCOM), the decrease of which increases positional stability but is proposed to represent poor dynamic postural control.
BCOM-COP distance is expressed with and without normalization to subjects&#39; leg length. Whilst COP-BCOM distances vary through STSW, normalized data at the key movement events of seat-off and initial toe-off (TO1) during steps 1 and 2 have low intra and inter subject variability in 5 repeated trials performed by 10 young healthy individuals. Thus, comparing COP-BCOM distance at key events during performance of an STSW paradigm between patients with upper motor neuron injury, or other compromised patient groups, and normative data in young healthy individuals is a novel methodology for evaluation of dynamic postural stability.

Here, we present a novel protocol to measure positional stability at key events during the sit-to-stand-to-walk using the center-of-pressure to the whole-body-center-of-mass distance. This was derived from the force platform and three-dimensional motion-capture technology. The paradigm is reliable and can be utilized for the assessment of neurologically compromised individuals.

اعتصام لموقف وسيرا على الأقدام من 120٪ الركبة الطول: مقاربة جديدة لتقييم الحيوي القوام تحكم المستقلة من الرصاص الأطراف الاصطناعية

Individuals with sensorimotor pathology e.g., stroke have difficulty executing the common task of rising from sitting and initiating gait (sit-to-walk: ...

The Knob Supination Task: A Semi-automated Method for Assessing Forelimb Function in Rats

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity largely use video analysis of reaching or food manipulation. While these tasks are easy to implement and are robust across disease models, they are subjective and laborious for the experimenter. Automating traditional tasks or creating new automated tasks can make the tasks more efficient, objective, and quantitative. Since rats are less dexterous than primates, central nervous system (CNS) injury produces more subtle deficits in dexterity, however, supination is highly affected in rodents and crucial to hand function in primates. Therefore, we designed a semi-automated task that measures forelimb supination in rats. Rats are trained to reach and grasp a knob-shaped manipulandum and turn the manipulandum in supination to receive a reward. Rats can acquire the skill within 20 &plusmn; 5 days. While the early part of training is highly supervised, much of the training is done without direct supervision. The task reliably and reproducibly captures subtle deficits after injury and shows functional recovery that accurately reflects clinical recovery curves. Analysis of data is performed by specialized software through a graphical user interface that is designed to be intuitive. We also give solutions to common problems encountered during training, and show that minor corrections to behavior early in training produce reliable acquisition of supination. Thus, the knob supination task provides efficient and quantitative evaluation of a critical movement for dexterity in rats.

This manuscript describes a semi-automated task that quantifies supination in rats. Rats reach, grasp, and supinate a spherical manipulandum. The rat is rewarded with a pellet if the turn angle exceeds a criterion set by the user. This task increases throughput, sensitivity to injury, and objectivity compared to traditional tasks.

المهمة البسط مقبض: أسلوب شبه الآلي لتقييم الدالة فوريليمب في الفئران

Tasks that accurately measure dexterity in animal models are critical to understand hand function. Current rat behavioral tasks that measure dexterity ...

A Novel Single Animal Motor Function Tracking System Using Simple, Readily Available Software

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor deficits. Motor impairments were manually quantified through an open field grid test to measure the gross motor function and through a ladder test to measure the fine motor function. Here, we discuss a technique for the automated quantification of the video-recorded tests using our custom Capadona Behavioral Video Analysis System: Grid and Ladder Test, or BVAS. Leveraging simple and readily available coding software (see the Table of Materials), this program allows for the tracking of a single animal on both the open field grid and the ladder tests. In open field grid tracking, the code thresholds the video for intensity, tracks the position of the rat over the 3 min duration of the grid test, and analyzes the path. It then computes and returns measurements for the total distance traveled, the maximum velocity achieved, the number of left- and right-handed turns, and the total number of grid lines crossed by the rat. In ladder tracking, the code again thresholds the video for intensity, tracks the movement of the rat across the ladder, and returns calculated measurements including the time it took the rat to cross the ladder, the number of paw slips occurring below the plane of the ladder rungs, and the incidence of failures due to stagnation or reversals. We envision that the BVAS developed here can be employed for the analysis of motor function in a variety of applications, including many injury or disease models.

The current study aimed to automate the quantification of motor deficits in rats. The initial evaluation model assesses motor loss resulting from an intracortical microelectrode implantation in the motor cortex. We report on the development and use of a tracking algorithm using easily adaptable, simple, and readily available coding software.

رواية حيوان موتور دالة واحدة تتبع النظام باستخدام برامج بسيطة ومتوفرة بسهولة

We have recently demonstrated that implanting intracortical microelectrodes in the motor corteces of rats&#160;results in immediate and lasting motor ...

An Instrumented Pull Test to Characterize Postural Responses

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, clinicians typically employ the pull test to grade corrective responses to a backward perturbation at the shoulders. However, the pull test is prone to issues with reliability and scaling (score/4). Here, we present an instrumented version of the pull test to more precisely quantify postural responses. Akin to the clinical test, pulls are manually administered except pull force is also recorded. Displacements of the trunk and feet are captured by a semi-portable motion tracking system. Raw data represent distance traveled (in millimeter units), making subsequent interpretation and analysis intuitive. The instrumented pull test also detects variabilities influencing pull test administration, such as pull force, thereby identifying and quantifying potential confounds that can be accounted for by statistical techniques. The instrumented pull test could have application in studies seeking to capture early abnormalities in postural responses, track postural instability over time, and detect responses to therapy.

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is difficult to quantify. Clinical assessments such as the pull test suffer issues with reliability and scaling. Here, we present an instrumented version of the pull test to objectively characterize postural responses.

اختبار سحب إليه لتميز استجابات الوضعي

Impairment of postural reflexes, termed postural instability, is a common and disabling deficit in Parkinson's disease. To assess postural reflexes, ...