وقد تم تمويل هذا العمل من المنح المقدمة من مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية (المنحة 31003A-149315-1 لMES ومنح IZK0Z3-150809 الألف إلى الياء)، إلى AZ مؤسسة هايدي Demetriades، لميس في المجلس الأوروبي للبحوث (&#39;Nogorise&#39;) و كريستوفر ودانا ريف مؤسسة (CDRF).

تم تنفيذ جميع التجارب وفقا للمبادئ التوجيهية لمكتب البيطرية في كانتون زيورخ، سويسرا. 1. التعامل مع الحيوان والتعويد <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التعامل مع الحيوان ملاحظة: 5 أيام قبل بداية التجربة، نفذ الخطوة 1.1.1 يوميا. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للتجارب سلوكية، تعويد الحيوانات على المجرب. وقد يوميا التعامل مع جلسات 10-15 دقيقة لكل حيوان دائم. تنظيف منطقة الجزاء بعد كل جلسة يعقدها الحيوان. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في البداية، وضع يد المجرب لفي قفص والسماح للحيوان لاستكشاف ورائحة لتأقلم مع المجرب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وبعد ذلك، رفع بلطف الحيوان مع يد المجرب بطريقة آمنة من خلال استيعاب جسم فأر بين الكفوف الأمامية والخلفية السماح للمزيد من التعريف. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن كل حيوان يوميا للحصول على وزن الجسم الأساسي قبل الحرمان من الطعام. </li></رأ&gt; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جهاز التعويد والتعريف الغذاء <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن كل حيوان يوميا للحصول على وزن الجسم الأساسي قبل الحرمان من الطعام. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء الطعام حرمان الفئران 3 أيام قبل بداية التدريب المسبق على نظام غذائي المختبر القياسية. إعطاء الفئران 0.05 غرام من المواد الغذائية لكل 1 غرام من وزن الجسم يوميا (على سبيل المثال، الفئران وزنها 200 غرام، وتبدأ مع 10 غرام من المواد الغذائية). ضمان وزن الجسم لولا تنقص أكثر من 10٪ في اليوم الواحد من خلال مراقبة وزن الجسم يوميا. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا تم عقد العديد من الحيوانات في قفص واحد، قد الفئران المهيمنة يأكلون أكثر من تلك الأقل المهيمنة. في حالة وزن الجسم لانخفاض الحيوان، وإطعام حيوان على حدة بدلا من تغذية المجموعات. إعطاء بالمال وبالشهرة أيضا المياه الإعلانية. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتعريف الفئران مع الجهاز استيعاب، ووضع الحيوان في مربع تدريب (الشكل 1). لدينا الكريات السكر وضعها في خانة التدريب في القرب من فتح فتحة لتعريف الحيوان مع الغذاء الكريات. تنفيذ هذا الواحدالجيش الشعبي 10-15 دقيقة يوميا لمدة 3 أيام. </li></ol></li></ol> 2. ما قبل التدريب والمهارة للسيارات التعلم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التدريب قبل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد يوم واحد من التعريف، وضع الحيوان في المربع التدريب ووضع بيليه ارتباطا وثيقا فتح شق بحيث يمكن الوصول إليها عن طريق اللسان الحيوان. استبعاد الحيوانات التي استرداد الكريات مع forelimb أثناء مرحلة ما قبل التدريب ملاحظة: في هذه المرحلة، بيليه استرجاع باللسان أمر بالغ الأهمية، وعادة ما طريقة الحيوان في الاختيار. يجب أن تكون الكريات في أي حال من الأحوال اغتنامها مع forelimb حتى اليوم الأول من تعلم المهارات الحركية للسماح رصد مناسب للمهمة الوصول المستفادة. استرجاع بيليه مع forelimb خلال مرحلة ما قبل التدريب هو معيار الاستبعاد، وهي في معظم الحالات لم يلاحظ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تعليم الفئران إما تشغيل إلى الجزء الخلفي من القفص والعودة إلى فتح شق أو خطوة الى الوراء والدوران حول محورها الخاص من أجل الحصول على الغذاء بيليه القادم معاللسان. إتاحة الوقت للحيوان لاستكشاف القفص، تشغيل إلى الخلف والعودة إلى افتتاح الشق. إذا لم يكن الحيوان تنفيذ المهمة بشكل صحيح، واستخدام ملقط للاستفادة بلطف في العمق نهاية القفص وجذب انتباه الحيوان. وبمجرد أن الحيوان هو في العمق، اضغط بلطف في واجهة القفص لتوجيه الحيوان إلى افتتاح الشق. ملاحظة: عندما يصل الحيوان قيمة معيارية محددة (على سبيل المثال، 50 استرجاع بيليه ناجحة مع اللسان في أقل من 15 دقيقة)، ويؤهل هذا الحيوان للمرحلة تعلم المهارات الحركية. في يوم 1 و 2 من قبل التدريب، يمكن للمتعلمين بالفعل تمييزها عن غير المتعلمين. غير المتعلمين يمكن استبعادها من الدراسة في هذه الخطوة. هذا يقلل من احتمال وجود عدد كبير من غير المتعلمين خلال الخطوة التعلم الحركي (2.2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خلال مرحلة ما قبل التدريب والغذاء حرمان الفئران على اتباع نظام غذائي المختبر القياسية. إعطاء بالمال وبالشهرة أيضا المياه الإعلانية. مراقبة وزن الجسم يوميا طوال فترة الدراسة. فعللا تستخدم نفس الغرفة لتدريب الذكور والإناث الفئران. ضمان بيئة هادئة وخالية من الضوضاء للحيوان. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقرير الأفضلية باو وموتور المهارة التعلم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خلال الدورة الأولى من تعلم المهارات الحركية، استبدال الشريحة أمام النافذة مع وظيفة. وضع بيليه السكر حوالي 1.5 سم بعيدا عن نافذة على آخر بحيث الحيوان لا يمكن أن تصل إلى بيليه مع لغتها ولكن فقط استرجاعها من قبل forelimb الدقيق الوصول واستيعاب الحركة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لفرض استرجاع بيليه من قبل forelimb، واستخدام ملقط لجلب بلطف بيليه بالقرب من فم الحيوان وسحب بيليه بينما يحاول الحيوان الاستهلاك باللسان. قيام بهذه المهمة بشكل متكرر حتى تمتد الحيوان خارج forelimb والقبضات بيليه. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع آخر المركزية لفتح نافذة. لتحديد الأفضلية مخلب، ومراقبة بعناية المحاكمات أول 10 يوم تدريب 1. أكثر من 70٪ من REACمحاولات هينج (أي 7 من أصل 10) يجب أن يتم تنفيذه بنفس forelimb. إذا لم يتحقق ذلك، تواصل مع جولة أخرى من 10 محاكمات حتى يتم الوصول إلى عتبة 70٪. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد تحديد تفضيل مخلب، وتحول هذا المنصب نحو forelimb المفضل ومحاذاة وسط من الحدود لفتح النافذة. يفضل المواءمة مخلب تعني يتم إزاحة آخر يتعارض مع مخلب المعنية للسماح زاوية المثلى للوصول إلى (الشكل 1B، C). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تصنيف محاكمة، يعرف بأنه بيليه الجديد المقدم للحيوان، كما نجحت (الوصول إليها، فهم واسترجاع وأكل بيليه)، وانخفاض (الوصول إليها، فهم وتفقد بيليه خلال استرجاع) أو تفشل (طرق بيليه بالقائم). يدون كل محاكمة في الورقة وتحليل البيانات بعد التجربة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أداء جلسة يومية واحدة تتكون من عدد محدد من التجارب (على سبيل المثال، 150) أو الحد الأقصى للوقت (على سبيل المثال، 1 ساعة) لكل حيوان. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحقيق الدقة والضبط الدقيقالحركة باستخدام تحليل المحاولة الأولى. يتم تعريف المحاولة الأولى من خلال استيعاب من بيليه في حركة متجانسة واحدة دون انقطاع، تردد أو تكرار مكونات الحركة الفردية. مراقبة بعناية كل فهم من قبل الفئران. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذا يتردد الفئران أو تتراجع خلال الوصول أو يحاول العديد من التجارب لفهم بيليه بشكل صحيح، لاحظ محاكمة كل من النجاح ولكن ليس المحاولة الأولى. إذا كان الحيوان القبضات بنجاح بيليه في متناول متجانسة واحدة، لاحظ أسفل محاكمة كل كما الناجحة أول محاولة في عمود منفصل في الورقة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أثناء تعلم المهارات الحركية والغذاء تحرم الفئران على اتباع نظام غذائي المختبر القياسية. إعطاء بالمال وبالشهرة أيضا المياه الإعلانية. مراقبة وزن الجسم يوميا طوال فترة الدراسة. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Fu, M., Yu, X., Lu, J., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repetitive+motor+learning+induces+coordinated+formation+of+clustered+dendritic+spines+in+vivo.">Repetitive motor learning induces coordinated formation of clustered dendritic spines in vivo.</a> Nature. 483, 92-95 (2012).</li><li>Fu, M., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience-dependent+structural+plasticity+in+the+cortex.">Experience-dependent structural plasticity in the cortex.</a> Trends in neurosciences. 34, 177-187 (2011).</li><li>Holtmaat, A., Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experience-dependent+structural+synaptic+plasticity+in+the+mammalian+brain.">Experience-dependent structural synaptic plasticity in the mammalian brain.</a> Nature reviews. Neuroscience. 10, 647-658 (2009).</li><li>Xu, 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=Rapid+formation+and+selective+stabilization+of+synapses+for+enduring+motor+memories.">Rapid formation and selective stabilization of synapses for enduring motor memories.</a> Nature. 462, 915-919 (2009).</li><li>Yu, X., Zuo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spine+plasticity+in+the+motor+cortex.">Spine plasticity in the motor cortex.</a> Current opinion in neurobiology. 21, 169-174 (2011).</li><li>Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Donoghue, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Learning-induced LTP in neocortex. Science. 290, 533-536 (2000).</li><li>Rioult-Pedotti, M. S., Friedman, D., Hess, G., Donoghue, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strengthening+of+horizontal+cortical+connections+following+skill+learning.">Strengthening of horizontal cortical connections following skill learning.</a> Nature neuroscience. 1, 230-234 (1998).</li><li>Rioult-Pedotti, M. S., Donoghue, J. P., Dunaevsky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasticity+of+the+synaptic+modification+range.">Plasticity of the synaptic modification range.</a> Journal of neurophysiology. 98, 3688-3695 (2007).</li><li>Fritsch, B., 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=Direct+current+stimulation+promotes+BDNF-dependent+synaptic+plasticity:+potential+implications+for+motor+learning.">Direct current stimulation promotes BDNF-dependent synaptic plasticity: potential implications for motor learning.</a> Neuron. 66, 198-204 (2010).</li><li>Ghiani, C. A., Ying, Z., de Vellis, J., Gomez-Pinilla, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exercise+decreases+myelin-associated+glycoprotein+expression+in+the+spinal+cord+and+positively+modulates+neuronal+growth.">Exercise decreases myelin-associated glycoprotein expression in the spinal cord and positively modulates neuronal growth.</a> Glia. 55, 966-975 (2007).</li><li>Josephson, 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=Activity-induced+and+developmental+downregulation+of+the+Nogo+receptor.">Activity-induced and developmental downregulation of the Nogo receptor.</a> Cell and tissue research. 311, 333-342 (2003).</li><li>Karlen, 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=Nogo+receptor+1+regulates+formation+of+lasting+memories.">Nogo receptor 1 regulates formation of lasting memories.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 106, 20476-20481 (2009).</li><li>Kleim, J. A., Lussnig, E., Schwarz, E. R., Comery, T. A., Greenough, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptogenesis+and+Fos+expression+in+the+motor+cortex+of+the+adult+rat+after+motor+skill+learning.">Synaptogenesis and Fos expression in the motor cortex of the adult rat after motor skill learning.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 16, 4529-4535 (1996).</li><li>Mironova, Y. A., Giger, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Where+no+synapses+go:+gatekeepers+of+circuit+remodeling+and+synaptic+strength.">Where no synapses go: gatekeepers of circuit remodeling and synaptic strength.</a> Trends in neurosciences. 14, 7-23 (2013).</li><li>Park, H., Poo, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotrophin+regulation+of+neural+circuit+development+and+function.">Neurotrophin regulation of neural circuit development and function.</a> Nature reviews. Neuroscience. 14, 7-23 (2013).</li><li>Zemmar, 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=Neutralization+of+Nogo-A+enhances+synaptic+plasticity+in+the+rodent+motor+cortex+and+improves+motor+learning+in+vivo.">Neutralization of Nogo-A enhances synaptic plasticity in the rodent motor cortex and improves motor learning in vivo.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 34, 8685-8698 (2014).</li><li>Whishaw, I. Q., Pellis, 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=The+structure+of+skilled+forelimb+reaching+in+the+rat:+a+proximally+driven+movement+with+a+single+distal+rotatory+component.">The structure of skilled forelimb reaching in the rat: a proximally driven movement with a single distal rotatory component.</a> Behavioural brain research. 41, 49-59 (1990).</li><li>Buitrago, M. M., Ringer, T., Schulz, J. B., Dichgans, J., Luft, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+motor+skill+and+instrumental+learning+time+scales+in+a+skilled+reaching+task+in+rat.">Characterization of motor skill and instrumental learning time scales in a skilled reaching task in rat.</a> Behavioural brain research. 155, 249-256 (2004).</li><li>Geurts, A. M., 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=Knockout+rats+via+embryo+microinjection+of+zinc-finger+nucleases.">Knockout rats via embryo microinjection of zinc-finger nucleases.</a> Science. 325, 433 (2009).</li><li>Tews, B., 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=Synthetic+microRNA-mediated+downregulation+of+Nogo-A+in+transgenic+rats+reveals+its+role+as+regulator+of+synaptic+plasticity+and+cognitive+function.">Synthetic microRNA-mediated downregulation of Nogo-A in transgenic rats reveals its role as regulator of synaptic plasticity and cognitive function.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. , (2013).</li><li>Li, 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=Heritable+gene+targeting+in+the+mouse+and+rat+using+a+CRISPR-Cas+system.">Heritable gene targeting in the mouse and rat using a CRISPR-Cas system.</a> Nature. 31, 681-683 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose

ويتم تكييف النموذج هو مبين في هذه الدراسة من بويتراغو وآخرون 18 ويختلف عن بيليه واحد الكلاسيكية الوصول إلى نموذج 17 أساسا في جانبين: أولا، ودراسة تحسين في الدورة يسمح تحليل المهمة المستفادة في غضون يوم واحد، والتي ...

مراقبة الحركة هي الوظيفة الأساسية للجهاز العصبي المركزي (CNS). قدرة التحرك هو الإخراج قياس الرئيسي من وظيفة الجهاز العصبي المركزي وإمكانية الرئيسية للأفراد للتفاعل مع العالم الخارجي. فهم المبادئ وظيفة الحركة والآليات التي تكمن وراء التعلم من مهمة المحرك هو حاليا واحدة من التحديات الكبرى في علم الأعصاب. تم العثور على التغيرات المورفولوجية والفسيولوجية والجزيئية على الاستحواذ على المهمة السيارات الجديدة. على سبيل المثال، وشكل وعدد من نقاط الاشتباك العصبي تتغير استجابة لتدريب المحرك المهرة 1-5، ووحظت تغييرات وظيفية للأجهزة متشابك بعد التعلم الحركي. وكانت ردود متشابك العليا في الاتصالات في المنطقة التي تمثل forelimb من القشرة الحركية تدريب بالمقارنة مع نصف الكرة غير مدربين من نفس الحيوان أو ردود من الحيوانات غير المدربة 6،7. الملاحظات الكهربية أيضا تشير إلى أن التقوية على المدى الطويل (LTP) ومنذ فترة طويلةالاكتئاب الاجل (LTD) مثل آليات تجري خلال التعلم من المهارات الحركية الجديدة، وأن مجموعة من العملية متشابك، والذي يعرف بين حدود الحد من LTP وLTD التشبع، يتم تعديل 8. وعلاوة على ذلك، فقد تبين أن علامات النشاط واللدونة تعزيز الجزيئات مثل c-منظمات المزارعين، GAP-43، أو BDNF ولكن أيضا اللدونة الجزيئات تمنع مثل الأدوار التنظيمية Nogo-A العرض للذات الصلة التعلم العصبية اللدونة 9-16. ويمكن تحقيق هذا التقدم نحو فهم أفضل للآليات الكامنة وراء التعلم الحركي فقط مع استخدام النماذج السلوكية التي تسمح بالتحكم الدقيق في الاستحواذ على المهارات الحركية الجديدة، على سبيل المثال، المهرة forelimb-تصل. فقط مهمة السلوكية منظم بشكل جيد يسمح لرصد والتقاط التغيرات المترابطة التي تحدث على التعلم وتنفيذ المهمة منها. نحن هنا لشرح بصريا نسخة معدلة من forelimb المهرةواحد بيليه مهمة التوصل في الفئران مقتبس من بويتراغو وآخرون. (17) نموذج عرض يسمح للتحليل اكتساب الحركة داخل دورة تدريبية اليومية (في الدورة) الذي يمثل عنصر التعلم السريع واكتساب الأساسي فضلا عن التعلم الحركي المهرة على مدى عدة جلسات (بين الدورة) التي تمثل المكون بطء التعلم وصيانة المهمة المستفادة 18. الأهم من ذلك، هذا النموذج السلوكي يزيد من درجة صعوبة وتعقيد المهمة المهارات الحركية بسبب ميزتين: أولا، يتم تدريب الفئران على الالتفاف محور بهم بعد كل فهم، وبالتالي إلى إعادة تنظيم الجسم قبل وصول بيليه القادم وتجديد التوجه الجسم، ومنع تنفيذ حركة مستمرة من نفس الزاوية. ثانيا، يتم استرداد الكريات من وظيفة العمودية وضعت أمام القفص. نظرا لقطرها صغير من آخر، والكريات يمكن بسهولة انطلقت تتطلب فهم دقيق لاسترجاع ناجحة وصreventing سحب بسيطة من بيليه تجاه الحيوانات. هذا الاختبار السلوكي معقد يسمح سبر اغوار الآليات الكامنة وراء التعلم الحركي. بالمقارنة مع الفئران والجرذان هي متفوقة في أدائها للمهام سلوكية معقدة، وبالتالي أكثر ملاءمة للنماذج معقدة كما وردت في هذه الدراسة. وبالنظر إلى الاحتمالات الوراثية المتزايدة المتاحة للفئران 19،20، فإن الجمع بين طرق الاختبار السلوكي دقيقة وتسيطر عليها بشكل جيد مع التلاعب الجيني والتصوير وتقنيات الفسيولوجية يمثل مجموعة أدوات قوية لفهم أفضل للأساس العصبية الحيوية من التعلم الحركي والذاكرة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1</td>
			<td>Training Box</td>
			<td>Self Made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2</td>
			<td>Pedestal</td>
			<td>Self Made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3</td>
			<td>Sugar Pellets</td>
			<td colspan="2">45-mg dustless precision pellets, TSE Systems Intl. Group</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4</td>
			<td>Animals</td>
			<td>5-6 week old Sprague Dawley Male Rats</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5</td>
			<td>Laptop</td>
			<td>Hewlett Packard</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6</td>
			<td>Stop Watch</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7</td>
			<td>Forceps</td>
			<td>Fine Science Tools (FST)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8</td>
			<td>Software</td>
			<td>Excel (Microsoft), GraphPad Prism (GraphPad)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9</td>
			<td>Weighing scale</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10</td>
			<td>Counter</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

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.

ويتحقق النجاح اكتساب المهارات الحركية إلا من خلال ممارسة ثابتة. على الرغم من دراسة متأنية لجميع الجوانب، تفشل بعض الفئران لمعرفة المهمة (الشكل 2). هذه &quot;غير متعلمين&quot; إما تفتقر الدافع مما أدى إلى بعض أو غائبة محاولات استرجاع بيليه من بداية التجربة أو عموما...

Watch this Scientific Journal Video about Acquisition of a High-precision Skilled Forelimb Reaching Task in Rats at JoVE.com

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

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 ...

acquisition-of-a-high-precision-skilled-forelimb-reaching-task-in-rats

Research

JoVE Journal

Behavior

10.1K Views.  University of Zurich. A paradigm is presented to analyze the acquisition of a high-precision skilled forelimb reaching task in rats.

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

The Crossmodal Congruency Task as a Means to Obtain an Objective Behavioral Measure in the Rubber Hand Illusion Paradigm

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden hand is touched. If the viewed and felt touches are given at the same time then this is sufficient to induce the compelling experience that the rubber hand is one's own hand. The RHI can be used to investigate exactly how the brain constructs distinct body representations for one's own body. Such representations are crucial for successful interactions with the external world. To obtain a subjective measure of the RHI, researchers typically ask participants to rate statements such as "I felt as if the rubber hand were my hand". Here we demonstrate how the crossmodal congruency task can be used to obtain an objective behavioral measure within this paradigm.
The variant of the crossmodal congruency task we employ involves the presentation of tactile targets and visual distractors. Targets and distractors are spatially congruent (i.e. same finger) on some trials and incongruent (i.e. different finger) on others. The difference in performance between incongruent and congruent trials - the crossmodal congruency effect (CCE) - indexes multisensory interactions. Importantly, the CCE is modulated both by viewing a hand as well as the synchrony of viewed and felt touch which are both crucial factors for the RHI.
The use of the crossmodal congruency task within the RHI paradigm has several advantages. It is a simple behavioral measure which can be repeated many times and which can be obtained during the illusion while participants view the artificial hand. Furthermore, this measure is not susceptible to observer and experimenter biases. The combination of the RHI paradigm with the crossmodal congruency task allows in particular for the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the RHI.

We demonstrate how an objective measure can be employed in the widely employed rubber hand illusion paradigm. This measure is obtained by modifying the well-established crossmodal congruency task. This task allows the investigation of multisensory processes which are critical for modulations of body representations as in the rubber hand illusion.

المهام التطابق Crossmodal كوسيلة للحصول على قياس الهدف السلوكي في المطاط اليد بارادايم الوهم

The rubber hand illusion (RHI) is a popular experimental paradigm. Participants view touch on an artificial rubber hand while the participants' own hidden ...

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with schizophrenia who are at familial high risk (FHR) may show similar cognitive and emotional changes. However, the neurological changes underlying the emergence of these symptoms remain unclear. This study sought to identify differences in frontal, striatal, and limbic regions in children and adolescents with FHR using functional magnetic resonance imaging. Groups of 21 children and adolescents at FHR and 21 healthy controls completed an emotional oddball task that relied on selective attention and the suppression of task-irrelevant emotional information. The standard oddball task was modified to include aversive and neutral distractors in order to examine potential group differences in both emotional and executive processing. This task was designed specifically to allow for children and adolescents to complete by keeping the difficulty and emotional image content age-appropriate. Furthermore, we demonstrate a technique for suitable fMRI registration for children and adolescent participants. This paradigm may also be applied in future studies to measure changes in neural activity in other populations with hypothesized developmental changes in executive and emotional processing.

This paper describes how to use the emotional oddball task and fMRI to measure brain activation in children and adolescents at familial high risk for schizophrenia (FHR).&#160;FMRI was used to measure differences in fronto-striato-limbic regions during an emotional oddball task. Children with FHR exhibited abnormal functional activation during adolescence.

قياس النشاط الجبهي الحوفي باستخدام العاطفي غريب الاطوار العمل في الأطفال الذين يعانون من مخاطر عالية العائلي لمرض الفصام

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, modifications to the standard task, can be used to systematically tax the neural systems controlling either attention or impulse control. Importantly, these challenges have consistent effects on behavior across laboratories in intact animals and can reveal either enhancements or deficits in cognitive function that are not apparent when rats are only tested on the standard task. The variety of behavioral measures that are collected can be used to determine if other factors (i.e., sedation, motivation deficits, locomotor impairments) are contributing to changes in performance. The versatility of the 5CSRTT is further enhanced because it is amenable to combination with pharmacological, molecular, and genetic techniques.

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, which are modifications of the standard task, increase flexibility of the task and can be combined with other manipulations to more fully characterize behavior.

ال 5 اختيار رد الفعل التسلسلي التوقيت المهمة: مهمة من الاهتمام والسيطرة على الانفعالات للقوارض

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. ...

A Procedure to Observe Context-induced Renewal of Pavlovian-conditioned Alcohol-seeking Behavior in Rats

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate drug-seeking behavior and prompt relapse in abstinent drug users. We have developed a procedure to study the behavioral and neural processes that mediate the impact of context on alcohol-seeking behavior in rats. Following acclimation to the taste and pharmacological effects of 15% ethanol in the home cage, male Long-Evans rats receive Pavlovian discrimination training (PDT) in conditioning chambers. In each daily (Mon-Fri) PDT session, 16 trials each of two different 10 sec auditory conditioned stimuli occur. During one stimulus, the CS+, 0.2 ml of 15% ethanol is delivered into a fluid port for oral consumption. The second stimulus, the CS-, is not paired with ethanol. Across sessions, entries into the fluid port during the CS+ increase, whereas entries during the CS- stabilize at a lower level, indicating that a predictive association between the CS+ and ethanol is acquired. During PDT each chamber is equipped with a specific configuration of visual, olfactory and tactile contextual stimuli. Following PDT, extinction training is conducted in the same chamber that is now equipped with a different configuration of contextual stimuli. The CS+ and CS- are presented as before, but ethanol is withheld, which causes a gradual decline in port entries during the CS+. At test, rats are placed back into the PDT context and presented with the CS+ and CS- as before, but without ethanol. This manipulation triggers a robust and selective increase in the number of port entries made during the alcohol predictive CS+, with no change in responding during the CS-. This effect, referred to as context-induced renewal, illustrates the powerful capacity of contexts associated with alcohol consumption to stimulate alcohol-seeking behavior in response to Pavlovian alcohol cues.

A procedure to study the capacity of an alcohol associated environmental context to trigger the renewal of alcohol-seeking behavior in rats is described.

إجراءات لمراقبة الناجم عن السياق تجديد مكيفة بافلوف-السلوك الكحول التماس في الجرذان

Environmental contexts in which drugs of abuse are consumed can trigger craving, a subjective Pavlovian-conditioned response that can facilitate ...

fMRI Validation of fNIRS Measurements During a Naturalistic Task

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced version of the task using fMRI (functional magnetic resonance imaging). Recently, it has been shown that fNIRS can accurately record functional brain activities equivalent to those concurrently recorded with functional magnetic resonance imaging for classic psychophysical tasks and simple finger tapping paradigms. However, an often quoted benefit of fNIRS is that the technique allows for studying neural mechanisms of complex, naturalistic behaviors that are not possible using the constrained environment of fMRI. Our goal was to extend the findings of previous studies that have shown high correlation between concurrently recorded fNIRS and fMRI signals to compare neural recordings obtained in fMRI procedures to those separately obtained in naturalistic fNIRS experiments. Specifically, we developed a modified version of the dance video game Dance Dance Revolution (DDR) to be compatible with both fMRI and fNIRS imaging procedures. In this methodology we explain the modifications to the software and hardware for compatibility with each technique as well as the scanning and calibration procedures used to obtain representative results. The results of the study show a task-related increase in oxyhemoglobin in both modalities and demonstrate that it is possible to replicate the findings of fMRI using fNIRS in a naturalistic task. This technique represents a methodology to compare fMRI imaging paradigms which utilize a reduced-world environment to fNIRS in closer approximation to naturalistic, full-body activities and behaviors. Further development of this technique may apply to neurodegenerative diseases, such as Parkinson&#8217;s disease, late states of dementia, or those with magnetic susceptibility which are contraindicated for fMRI scanning.

We present a method to compare functional brain activity recorded during a naturalistic task using fNIRS with activity recorded during fMRI.

الرنين المغناطيسي الوظيفي التحقق من fNIRS القياسات خلال مهمة الطبيعي

We present a method to compare brain activity recorded with near-infrared spectroscopy (fNIRS) in a dance video game task to that recorded in a reduced ...

The Modified Hole Board - Measuring Behavior, Cognition and Social Interaction in Mice and Rats

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure multiple dimensions of unconditioned behavior in small laboratory mammals (e.g., mice, rats, tree shrews and small primates). This paradigm is a valuable alternative for the use of a behavioral test battery, since a broad behavioral spectrum of an animal&#8217;s behavioral profile can be investigated in one single test.
The apparatus consists of a box, representing the &#8216;protected&#8217; area, separated from a group compartment. A board, on which small cylinders are staggered in three lines, is placed in the center of the box, representing the &#8216;unprotected&#8217; area of the set-up. The cognitive abilities of the animals can be measured by baiting some cylinders on the board and measuring the working and reference memory. Other unconditioned behavior, such as activity-related-, anxiety-related- and social behavior, can be observed using this paradigm. Behavioral flexibility and the ability to habituate to a novel environment can additionally be observed by subjecting the animals to multiple trials in the mHB, revealing insight into the animals&#8217; adaptive capacities.
Due to testing order effects in a behavioral test battery, na&#239;ve animals should be used for each individual experiment. By testing multiple behavioral dimensions in a single paradigm and thereby circumventing this issue, the number of experimental animals used is reduced. Furthermore, by avoiding social isolation during testing and without the need to food deprive the animals, the mHB represents a behavioral test system, inducing if any, very low amount of stress.

This protocol describes the modified hole board, which is a behavioral test set-up that comprises the characteristics of an open field and a traditional hole board. This set-up enables the differential analysis of unconditioned behavior of small laboratory mammals as well as the analysis of cognitive abilities.

مجلس هول التعديل - قياس السلوك، الإدراك والتفاعل الاجتماعي في الفئران والجرذان

This protocol describes the modified hole board (mHB), which combines features from a traditional hole board and open field and is designed to measure ...

Bouncing Ball with a Uniformly Varying Velocity in a Metronome Synchronization Task

Sensorimotor synchronization (SMS), a fundamental human ability to coordinate movements with external rhythms, has long been thought to be modality specific. In the canonical metronome synchronization task that requires tapping a finger along with an isochronous sequence, a well-established finding is that synchronization is much more stable to an auditory sequence consisting of auditory tones than to a visual sequence consisting of visual flashes. However, recent studies have shown that periodically moving visual stimuli can substantially improve synchronization compared with visual flashes. In particular, synchronization of a visual bouncing ball that has a uniformly varying velocity was found to be not less stable than synchronization of auditory tones. Here, the current protocol describes the application of the bouncing ball with a uniformly varying velocity in a metronome synchronization task. The usage of the bouncing ball in sequences with different inter-onset intervals (IOI) is included. The representative results illustrate synchronization performance of the bouncing ball, as compared with the performances of auditory tones and visual flashes. Given its comparable synchronization performance to that of auditory tones, the bouncing ball is of particular importance for addressing the current research topic of whether modality-specific mechanisms underlay SMS.

The purpose of this protocol is to introduce the application of a bouncing ball with a uniformly varying velocity in a metronome synchronization task.

كذاب الكرة سرعتها متفاوتة موحد في مهمة مزامنة المسرع

Sensorimotor synchronization (SMS), a fundamental human ability to coordinate movements with external rhythms, has long been thought to be modality ...

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 ...

Evaluating Skilled Prehension in Mice Using an Auto-Trainer

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that permits the mouse to reach out of its cage and retrieve food pellets. Minimal food restriction is employed to encourage the mice to perform the food retrieval from the slot. As the mice begin to associate coming to the slot for food, the pellets are manually pulled away to stimulate extension and pronation of their paw to grasp and retrieve the pellet through the frontal slot. When the mice begin to reach for the pellets as they arrive at the slot, the behavioral assay can be performed by measuring the rate at which they successfully grasp and retrieve the desired pellet. They are then introduced to an auto-trainer that automates both the process of providing food pellets for the mouse to grasp, and the recording of successful and failed reaching and grasping attempts. This allows for the collection of reaching data for multiple mice with minimal effort, to be used in experimental analysis as appropriate.

Method to assess the impact of training on motor skills is a useful tool. Unfortunately, most behavioral assessments can be labor intensive and/or expensive.We describe here a robotic method of assessing prehension (reach-to-grasp) skill in mice.

تقييم السبق الماهر في الفئران باستخدام مدرب تلقائي

We describe a method to introduce na&#239;ve mice to a novel prehension (reach-to-grasp) task. Mice are housed singly in cages with a frontal slot that ...

A Task for Assessing the Impact of a Partner on the Speed and Accuracy of Motor Performance in Rats

To our knowledge, no study has examined the effect of mere presence on accuracy of performance in animals. Therefore, we developed an experimental task to measure rats&#8217; motor performance (speed and accuracy) in a social condition. Rats were trained to run on a runway and pull down a lever at the end of the runway. In testing, rats performed the task solitarily (single) or in the presence of a confederate rat beyond the lever (pair or a social condition). As indices of the performance speed, we measured the time needed to start running, run through the runway, and pull down the lever. As the index of performance accuracy, we counted the number of trials in which rats could pull down the lever during their first attempt. One-way and two-way repeated-measure analyses of variance were used to analyze the data. This run-and-pull task enabled us to examine the effect of the presence of another conspecific on both speed and accuracy of motor performance in one experiment. The results showed that rats performed the task faster but less accurately in pair sessions than in single sessions. This protocol would be a valid animal model to examine the effect of mere presence on speed and accuracy of motor performance in rats.

A procedure to measure the speed and accuracy of rats&rsquo; motor performance in a social condition is described. The protocol enables us to investigate the effect of the mere presence of others on speed and accuracy of motor performance in one experiment.

مهمة لتقييم تاثير الشريك علي سرعه ودقه أداء المحرك في الفئران

To our knowledge, no study has examined the effect of mere presence on accuracy of performance in animals. Therefore, we developed an experimental task to ...