Die Autoren sind dankbar für die technische und logistische Unterstützung und Know-how von Tobias Rose, Younghee Ahn, und David N. Ruskin zur Verfügung gestellt. Die hier beschriebene Arbeit wurde von der Alberta-Kinderklinik-Stiftung und der Alberta-Kinder Hospital Research Institute.

Alle Verfahren wurden in Übereinstimmung mit dem Animal Care Committee Canadian durchgeführt und von der University of Calgary Animal Care Committee zugelassen. 1. Vorbereitung der Tiere <ol><li> Isolieren Mäuse über Nacht (12 Stunden) vor dem Test. Um dies zu tun, legen alle BTBR und B6-Mäusen (P35-P40) für die experimentelle Analyse in Käfigen notwendig durch sie selbst, am Tag vor der Prüfung. </li><li> Legen Sie die isolierten Mäuse in der Verhaltensanalyse Zimmer 30 min vor der Prüfung, so dass Tiere auf die neue Umgebung zu gewöhnen. </li></ol> 2. Vorbereitung der Ausrüstung <ol><li> Legen Sie die 30 x 30 cm Plexiglas-Box mit einem abnehmbaren Deckel in den Testraum. Stellen Sie den Karton auf einem Tisch und positionieren Sie die Videokamera an einen 45 °-Winkel von der Unterseite; Diese Position der Kamera ermöglichen die Visualisierung der gesamte Boden des Gehäuses und der Maus. Verwenden Sie eine Infrarot-Hintergrundbeleuchtung, um Blendung zu minimieren, von der Wanddie Box. </li><li> Verwenden Sie eine Videokamera, die eine hohe Zoom-Funktion besitzt, mit Infrarot-Fähigkeiten, um Dreharbeiten in einem niedrigen Lux-Umgebung zu optimieren. Stellen Sie die Kamera auf dem Gehäuse das Bild zu vergrößern, so dass die Mäuse in der gesamten Box visualisiert. </li><li> Decken den gesamten Boden der Box mit Sägemehl Betten (sollte etwa 1 cm tief sein). </li></ol> 3. Testverfahren <ol><li> Legen Sie eine intra-Dehnungs-Paar von Mäusen (BTBR - BTBR oder B6-B6) innerhalb der Test Gehäuse. </li><li> Mach das Licht aus in den Testraum. </li><li> Starten Sie die Videokamera zu erfassen und den Raum zu verlassen. Dies wird Experimentator Einfluss auf das Verhalten der Mäuse verhindern. Notieren Sie sich die Aktivität für 11 min. </li><li> Sobald die Aufnahme abgeschlossen ist, wieder in den Testraum und geben die Mäuse in ihre ursprünglichen Käfige. </li><li> Entsorgen Sie das Sägemehl Betten, waschen Sie den gesamten Testfeld mit 70% Ethanol und neue Bettwäsche Sägemehl legen in den Boden des TestGehäuse. </li><li> Wiederholen Sie den gesamten Vorgang für den Rest der intra-Fleck-Paare und Rück die Mäuse in ihre ursprünglichen Käfige. </li></ol> Hinweis: Um die Zuverlässigkeit der Daten zu überprüfen inchworming kann das Verfahren an den folgenden Tagen mit verschiedenen BTBR BTBR-und B6-B6 Paarkombinationen wiederholt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass das beobachtete Verhalten ist nicht abhängig von der speziellen Partner in der Umhüllung, aber die einzelnen inchworming. 4. Datenanalyse <ol><li> Inchworming als Synchron-und Ausfahren der Vorder-und Hinterfüße des Tieres definiert ist, mit mindestens einem Co-auftretende nach innen und dann nach außen anschließenden Bewegung, die das Bettzeug effektiv verdrängt. Manuell sehen und punkten jedes Video zweimal (einmal für jede Maus), um die Gesamtdauer, die Frequenz und Latenz zu ermitteln, um in der 10 min Video InchWorm. Manuelle Scoring inchworming Dauer, Häufigkeit und Latenz sollte über die Folge basierenten Definitionen: Inchworming Dauer: Wird als Gesamtzeit verbringt jede Maus in der inchworming Verhalten engagiert definiert. Um diesen Aspekt inchworming punkten, verwenden Sie einen Timer, gestartet und gestoppt werden kann. Startzeitpunkt, wenn die Maus fängt an InchWorm und stoppen Sie den Timer, wenn die Maus nicht mehr inchworming. Wann und ob die Maus beginnt wieder inchworm, Re-Start und Re-Timer stoppen. Wiederholen, das Starten und Stoppen des Zeitgebers für die Dauer der 10-minütigen Beobachtungsperiode jedes Mal, wenn die Maus Inchworms. Dies wird eine inchworming Dauer Partitur, die von 0.00 bis 10.00 min zu erzeugen. Inchworming Frequenz: wird als die Anzahl, wie oft die Maus in die inchworming Verhalten in der 10-minütigen Beobachtungsperiode greift definiert. Eine einzelne Zähler wird jedes Mal die Starts und Stopps Maus inchworming ausgezeichnet. Die inchworming Frequenz-Score wird eine Zahl zwischen 0 und ∞ sein. Latency auf Inchworm: Ist als die Zeit definiert, thbei läuft vor dem ersten Auftreten von inchworming. Starten Sie den Timer, wenn das Video startet, wird diesmal 0.00 Uhr sein, und stoppen Sie den Timer, wenn die Maus Inchworms für die erste Zeit. Wenn die Maus nicht die inchworming Verhalten nicht angezeigt, die Latenz zu InchWorm wird 10.00 sein. Bei der Analyse der Latenzzeit bis zum inchworm, wird eine Punktzahl von 0.01 bis 10.00 min erreicht werden. Mäuse, die für die Dauer der Testperiode Inchworm ausfallen sollte der Probenpopulation entfernt werden, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse sind relevant für eine Population von Mäusen, die inchworming Verhalten anzuzeigen. </li> <li> Berechnung des Gesamt Häufigkeit und Dauer der inchworming für jede Maus in dem Video. Berechnung der Zeit für die erste Maus in dem Paar für die Latenz für diesen bestimmten Paar von Mäusen Inchworm Inchworm erforderlich. Diese Parameter werden über den Stand der methodischen Arbeit, um sich wiederholende Verhaltensweisen in Graben 6 Mäusen verwandt basiert. </li><li> Berechnen Sie die durchschnittliche Dauer, Häufigkeit,und Latenz für jede Versuchsgruppe in der Analyse (dh BTBR vs B6) zu graben. Verwenden Sie eine Varianzanalyse oder ein t-Test, um Daten zwischen Stämmen / experimentellen Gruppen zu vergleichen. Hinweis: Wenn das Verfahren an einem zweiten Tag beendet ist, verwenden Sie eine ANOVA mit wiederholten Messungen, um sicherzustellen, dass es keine Folgewirkungen oder Testpaarung Wirkungen. </li></ol>

<ol>
	<li>McFarlane, H. G., Kusek, G. K., Yan, M., Phoenix, J. L., Bolivar, V. J., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autism-like+behavioral+phenotypes+in+BTBR+T+tf/J+mice.">Autism-like behavioral phenotypes in BTBR T+tf/J mice.</a> Genes, Brain, and Behavior. 7, 152-163 (2008).</li><li>Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+mouse+behavioral+tasks+relevant+to+autistic-like+behaviors.">Designing mouse behavioral tasks relevant to autistic-like behaviors.</a> Mental Retardation and Developmental Disabilities Research Reviews. 10 (4), 248-258 (2004).</li><li>Deacon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digging+and+marble+burying+in+mice:+simple+methods+for+in+vivo+identification+of+biological+impacts.">Digging and marble burying in mice: simple methods for in vivo identification of biological impacts.</a> Nature Protocols. 1 (1), 122-124 (2006).</li><li>Thomas, A., Burant, A., Bui, N., Graham, D., Yuva-Paylor, L. A., Paylor, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marble+burying+reflects+a+repetitive+and+perseverative+behavior+more+than+novelty-induced+anxiety.">Marble burying reflects a repetitive and perseverative behavior more than novelty-induced anxiety.</a> Psychopharmacology. 204, 361-373 (2009).</li><li>Dudek, B. C., Adams, N., Boice, R., Abbott, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+influences+on+digging+behaviours+in+mice+(Mus+musculus)+in+laboratory+and+seminatural+settings.">Genetic influences on digging behaviours in mice (Mus musculus) in laboratory and seminatural settings.</a> Journal of Comparative Psychology. 97 (3), 249-259 (1983).</li><li>Webster, D., Williams, M. H., Owens, R., Geiger, V., Dewsbury, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digging+behavior+in+12+taxa+of+muriod+rodents.">Digging behavior in 12 taxa of muriod rodents.</a> Animal Learning and Behavior. 9 (2), 173-177 (1981).</li><li>Pobbe, R. H., Pearson, B. L., Defensor, E., Bolivar, V. J., Blanchard, D. C., Blanchard, 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=Expression+of+social+behaviours+of+C57BL/6J+versus+BTBR+inbred+mouse+strains+in+the+visible+burrow+system.">Expression of social behaviours of C57BL/6J versus BTBR inbred mouse strains in the visible burrow system.</a> Behavioural Brain Research. 214, 443-449 (2010).</li><li>Lewis, M. H., Tanimura, Y., Lee, L., Bodfish, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+restricted+repetitive+behavior+in+autism.">Animal models of restricted repetitive behavior in autism.</a> Behavioural Brain Research. 176, 66-74 (2007).</li><li>Silverman, J. L., Yang, M., Lord, C., Crawley, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+phenotyping+assays+for+mouse+models+of+autism.">Behavioural phenotyping assays for mouse models of autism.</a> Nature Reviews. 11, 490-502 (2010).</li><li>Deacon, R., Rawlins, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hippocampal+lesions,+species-typical+behaviours+and+anxiety+in+mice.">Hippocampal lesions, species-typical behaviours and anxiety in mice.</a> Behavioural Brain Research. 156, 241-249 (2005).</li><li>Pearson, B. L., 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=Motor+and+cognitive+sterotypies+in+the+BTBR+T+tf/J+mouse+model+of+autism.">Motor and cognitive sterotypies in the BTBR T+tf/J mouse model of autism.</a> Genes, Brain, and Behavior. 10, 228-235 (2011).</li><li>Pobbe, R. H., Defensor, E., Pearson, B. L., Bolivar, V. J., Blanchard, D. C., Blanchard, 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=General+and+social+anxiety+in+the+BTBR+T++tf/J+mouse+strain.">General and social anxiety in the BTBR T+ tf/J mouse strain.</a> Behavioural Brain Research. 216 (1), 446-451 (2011).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Inchworming ist ein neues Maß für repetitive Verhaltensweisen, die verwendet werden können, um viele Störungen, Stereotypien wie ASD aufweisen studieren. Es gibt 4 Schritte, die von entscheidender Bedeutung für die Erzeugung zuverlässiger inchworming Daten aus dem modifizierten Jugend soziale Interaktion Protokolls sind: 1) die längere Isolationszeitraum ist für die inchworming Test und sollte nicht aus dem Protokoll entfernt oder verkürzt werden. Diese Forderung ist in der hier beschriebenen Paare spezifische ...

Obwohl die Pathophysiologie der Autismus-Spektrum-Störungen (ASD), bleibt unklar, Diagnose hängt von der Anwesenheit von drei breiten Kategorien Symptom: abnorme soziale Gegenseitigkeit, Beeinträchtigungen in der Kommunikation, und sich wiederholende / stereotype Verhaltensweisen ein. Die meisten Nager-Modelle sind nicht in der Lage gleichzeitig wiederzugeben, alle drei Symptome in einem einzigen Tier. So können Modelle, die einige oder alle Aspekte der Erkrankung zuverlässig simulieren kann halten großen Wert für die Entwicklung wirksamer Präventions-und Therapiestrategien. Ein Modell, das alle drei Aspekte der ASD Anzeige macht, ist die Maus BTBR 1,2. In Kombination mit Ultraschall-Laute und sozialen Ansatz Assays wird die Jugendsozialinteraktionstest häufig verwendet, um Maus-Modellen der pädiatrischen ASD charakterisieren; Diese Tests Maß verringert und abnorme soziale Verhaltensweisen, die Kernfunktionen des ASD zu vertreten. Neben der juvenilen sozialen Interaktionstest, viele andereTests wurden zur stereotypes Verhalten in Tiermodellen von ASD messen. Zum Beispiel die Marmor Vergraben Test, der die Tendenz eines Tieres auf Einstreu verdrängen mit der Schnauze und Vorderpfoten in der Bemühung um ein Objekt zu decken sucht, wird gedacht, um zwanghafte Verhaltensweisen, die stereotype Reaktion auf aversive Reize 3,4 auftreten, zu messen. Dementsprechend Graben Tests wurden durchgeführt, um diese repetitive Verhaltensweisen in ASD Tiermodellen und verschiedenen Arten von Nagetieren 3,5-7 quantifizieren. Graben Verhaltensweisen sind so offensichtlich gerichtet Aktionen der Schnauze oder Pfoten zu Einstreu verdrängen definiert und haben die Hypothese aufgestellt, um ein empfindlicher Parameter der repetitive motorische Verhalten 4 sein. Hier wird eine neue Art von Graben, die wir &quot;inchworming&quot; in der BTBR-Stamm von Mäusen bezeichnet Wir berichten. Die Charakterisierung dieser neuartigen Verhalten kann eine stabile Messung eines repetitiven Motorverhalten, das für die weitere val verwendet werden kanndierung von Nagetier-Modelle wie ASD, Huntington-Krankheit oder Zwangsverhalten 8,9. Wir definieren &quot;inchworming&quot; als mindestens eine synchrone Bewegung der vorderen und hinteren Extremitäten nach innen durch eine synchrone Bewegung nach außen, die auf die Verschiebung des Auflagematerials führt gefolgt. Dies unterscheidet sich von typischen Grabverhalten in vielerlei Hinsicht. Zuerst wird das Verhalten inchworming Regel als eine Kombination von Episoden eher als eine einzelne isolierte Ereignis beobachtet. Im Gegensatz dazu kann als Einzelgrab koordinierte Bewegung entweder der Hinter oder Vorderpfoten 3 auftreten. Zusätzlich inchworming Bewegungen dazu neigen, in das Gehäuse horizontal Boden auftreten, im Gegensatz zu den feststehenden Positionen, die charakteristisch für das Graben Verhaltensweisen sind. Schließlich tritt der unten beschriebenen inchworming Verhalten häufig in der BTBR Inzucht-Stamm von Mäusen, aber nur selten in der B6-Kontrollstamm identifiziert, während typische Grab Verhaltensweisen sind häufig in B6 und BTBR Stämme von Mäusen <sup&gt; 10. Die in dieser Studie dargelegten inchworming Testverfahren stellen Modifikationen von einem Standard-Protokoll Jugend soziale Interaktion ein. Da Marmor Vergraben, graben, und Jugendspielwert haben für die Messung abnormales Verhalten in Maus-Modellen der ASD gegründet, ergänzt die inchworming Verhalten diese zuvor definierten Messungen der stereotypen Verhaltensweisen. Insbesondere stellt die inchworming Verhalten eine sinnvolle Maßnahme, um der unteren Motor Stereotypien, die häufig in ASD 8,11 identifiziert werden. Darüber hinaus kann dieses neue Verfahren inchworming Forscher mit einer zusätzlichen wertvolles Werkzeug für die Analyse der sich wiederholenden Motor relevant Entwicklungsstörungen wie ASD Verhalten bereitzustellen.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Material Name </td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>30 cm X 30 cm Plexiglas box with lid</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Can be constructed </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>IR Camera </td>
 <td>Survshop (Calgary, Alberta)</td>
 <td>Sony CCD Camera DP955V- 30' Infrared Armor Dome </td>
 <td>Find a camera with high-resolution and zoom capabilities</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>DVR</td>
 <td>Supercircuits (Austin, Texas)</td>
 <td>BLACK Enterprise-Class 4-Channel H.264 security DVR with DVD Burner</td>
 <td>High data capacity</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sawdust</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Same as bedding material </td>
 </tr>
 </tbody>
 </table>

inchworming: a novel motor stereotypy in the btbr t+ itpr3tf/j mouse model of autism

Autismus-Spektrum-Störung (ASD) ist ein verhaltens definiert neurologische Erkrankung, die durch eine verminderte der sozialen Interaktion, abnorme Kommunikation und repetitive Verhaltensweisen mit eingeschränktem Interesse. Als Diagnose basiert auf klinischen Kriterien sollten alle potenziell relevanten Tiermodellen dieser heterogene Erkrankung ideal rekapitulieren diese unterschiedlichen Verhaltensmerkmale. Die BTBR T + Itpr3 tf / J (BTBR) Maus ist ein etabliertes Tiermodell der ASD, zeigt repetitive Verhaltensweisen wie erhöhte Körperpflege, sowie kognitive Inflexibilität. In Bezug auf die soziale Interaktion und Interesse hat die Jugendspieltest in mehreren Tiermodellen des ASD beschäftigt. Hier zeigen wir, dass, wenn BTBR Mäuse werden in einer Jugend soziale Interaktion Gehäuse Sägemehl Bettwäsche enthalten getestet, eine sich wiederholende Bewegungssynchrongrab zeigen sie. Diese sich wiederholenden motorischen Verhalten, bezeichnet als &quot;inchworming&quot;, hießwegen der stereotypen Charakter der Bewegungen der Mäuse zeigten während horizontal bewegt über den Boden. Inchworming Mäuse müssen ihre Vorder-und Hintergliedmassen synchron verwenden, um die Betten zu verdrängen, die Durchführung mindestens ein nach innen und nach außen eine Bewegung. Obwohl beide BTBR und C56BL/6J (B6) Mäuse zeigen dieses Verhalten, BTBR Mäuse zeigen eine deutlich höhere Dauer und Häufigkeit der inchworming und eine verringerte Latenz zu initiieren inchworming, wenn in einem Bett Gehäuse gesetzt. Wir schließen daraus, dass diese neu beschriebene Verhalten stellt ein Maß einer repetitiven Motor Stereotypie, die leicht in Tiermodellen von ASD gemessen werden kann.

Die modifizierte Version des hier beschriebenen jugendlichen Spiel Test kann verwendet werden, um zu beobachten und zu analysieren, die sich wiederholenden Roman Grab Verhalten bezeichnet inchworming werden. Inchworming wird in einem weit größeren Umfang als BTBR Mäuse B6 Kontrollen ausgestellt. In einem typischen 10 Minuten-Sitzung BTBR Mäuse den deutlichen inchworming Verhalten (Synchron-und Ausfahren der Pfoten in dem Bemühen, das Sägemehl zu verdrängen Betten) für ca. 5 min, oder die Hälfte der Beobachtungs...

Watch this Scientific Journal Video about Inchworming: A Novel Motor Stereotypy in the BTBR T+ Itpr3tf/J Mouse Model of Autism at JoVE.com

Inchworming: A Novel Motor Stereotypy in the BTBR T+ Itpr3tf/J Mouse Model of Autism

Inchworming ist ein stark repetitiven synchrone Bewegung durch Grab BTBR T + ITPR 3TF / J (BTBR) Mäusen angezeigt, wenn in einem Test Käfig mit genügend Bettwäsche Sägemehl gelegt. Das Verfahren ist eine Modifikation des Jugendlichen soziale Interaktion Protokoll und wird hier verwendet, um sich wiederholende Motor relevant Autismus-Spektrum-Störung Stereotypien zu beurteilen.

Inchworming: A Novel Motor Stereotypie in der BTBR<em&gt; T<sup&gt; +</sup&gt; Itpr3<sup&gt; Tf</sup</em&gt; / J-Maus-Modell von Autismus

Autism Spectrum Disorder (ASD) is a behaviorally defined neurodevelopmental disorder characterized by decreased reciprocal social interaction, abnormal ...

inchworming-novel-motor-stereotypy-btbr-t-itpr3tfj-mouse-model

Research

JoVE Journal

Behavior

Inchworming: A Novel Motor Stereotypy in the BTBR T+ Itpr3tf/J Mouse Model of Autism

11.5K Aufrufe.  University of Calgary Faculty of Medicine.  Inchworming ist ein stark repetitiven synchrone Bewegung durch Grab BTBR T + ITPR 3TF / J (BTBR) Mäusen angezeigt, wenn in einem Test Käfig mit genügend Bettwäsche Sägemehl gelegt. Das Verfahren ist eine Modifikation des Jugendlichen soziale Interaktion Protokoll und wird hier verwendet, um sich wiederholende Motor relevant Autismus-Spektrum-Störung Stereotypien zu beurteilen. 

Serie: Inchworming: A Novel Motor Stereotypy in the BTBR T+ Itpr3tf/J Mouse Model of Autism

Fat Preference: A Novel Model of Eating Behavior in Rats

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to this multifactorial disorder is the consumption of a high fat diet, a behavior that has been shown to increase both caloric intake and body fat content. However, the elements regulating preference for high fat food over other foods remain understudied.
To overcome this deficit, a model to quickly and easily test changes in the preference for dietary fat was developed. The Fat Preference model presents rats with a series of choices between foods with differing fat content. Like humans, rats have a natural bias toward consuming high fat food, making the rat model ideal for translational studies. Changes in preference can be ascribed to the effect of either genetic differences or pharmacological interventions. This model allows for the exploration of determinates of fat preference and screening pharmacotherapeutic agents that influence acquisition of obesity.

Dietary fat content influences both energy intake and body fat composition in mammals. By examining rats&#8217; preference for high fat food in a series of choice experiments, it is possible to test genetic differences and pharmacological interventions on their preference for high fat food.

Fat Vorlieben: A Novel Modell des Essverhaltens bei Ratten

Obesity is a growing problem in the United States of America, with more than a third of the population classified as obese. One factor contributing to ...

Forschung

Verhalten

Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke

Mouse models have become increasingly popular in the field of behavioral neuroscience, and specifically in studies of experimental stroke. As models advance, it is important to develop sensitive behavioral measures specific to the mouse. The present protocol describes a skilled motor task for use in mouse models of stroke. The Pasta Matrix Reaching Task functions as a versatile and sensitive behavioral assay that permits experimenters to collect accurate outcome data and manipulate limb use to mimic human clinical phenomena including compensatory strategies (i.e., learned non-use) and focused rehabilitative training. When combined with neuroanatomical tools, this task also permits researchers to explore the mechanisms that support behavioral recovery of function (or lack thereof) following stroke. The task is both simple and affordable to set up and conduct, offering a variety of training and testing options for numerous research questions concerning functional outcome following injury. Though the task has been applied to mouse models of stroke, it may also be beneficial in studies of functional outcome in other upper extremity injury models.

Mouse models have become increasingly popular in studies of behavioral neuroscience. As models advance, it is important to develop sensitive behavioral measures specific to the mouse. This protocol describes the Pasta Matrix Reaching Task, which is a skilled motor task for use in mouse models of stroke.

Ausgleichs Gliedmaßen Bedingungen und Verhaltens Bewertung der Motorik Learning Nach sensomotorischen Kortex Verletzung in einem Maus-Modell der ischämischen Schlaganfall

Mouse models have become increasingly popular in the field of behavioral neuroscience, and specifically in studies of experimental stroke. As models ...

Testing Sensory and Multisensory Function in Children with Autism Spectrum Disorder

In addition to impairments in social communication and the presence of restricted interests and repetitive behaviors, deficits in sensory processing are now recognized as a core symptom in autism spectrum disorder (ASD). Our ability to perceive and interact with the external world is rooted in sensory processing. For example, listening to a conversation entails processing the auditory cues coming from the speaker (speech content, prosody, syntax) as well as the associated visual information (facial expressions, gestures). Collectively, the &#8220;integration&#8221; of these multisensory (i.e., combined audiovisual) pieces of information results in better comprehension. Such multisensory integration has been shown to be strongly dependent upon the temporal relationship of the paired stimuli. Thus, stimuli that occur in close temporal proximity are highly likely to result in behavioral and perceptual benefits &#8211; gains believed to be reflective of the perceptual system&#39;s judgment of the likelihood that these two stimuli came from the same source. Changes in this temporal integration are expected to strongly alter perceptual processes, and are likely to diminish the ability to accurately perceive and interact with our world. Here, a battery of tasks designed to characterize various aspects of sensory and multisensory temporal processing in children with ASD is described. In addition to its utility in autism, this battery has great potential for characterizing changes in sensory function in other clinical populations, as well as being used to examine changes in these processes across the lifespan.

We describe how to implement a battery of behavioral tasks to examine the processing and integration of sensory stimuli in children with ASD. The goal is to characterize individual differences in temporal processing of simple auditory and visual stimuli and relate these to higher order perceptual skills like speech perception.

Testen Sensorische und multisensorische Funktion bei Kindern mit Asperger-Syndrom

In addition to impairments in social communication and the presence of restricted interests and repetitive behaviors, deficits in sensory processing are ...

Paw-Dragging: a Novel, Sensitive Analysis of the Mouse Cylinder Test

The cylinder test is routinely used to predict focal ischemic damage to the forelimb motor cortex in rodents. When placed in the cylinder, rodents explore by rearing and touching the walls of the cylinder with their forelimb paws for postural support. Following ischemic injury to the forelimb sensorimotor cortex, rats rely more heavily on their unaffected forelimb paw for postural support resulting in fewer touches with their affected paw which is termed forelimb asymmetry. In contrast, focal ischemic damage in the mouse brain fails to result in comparable consistent deficits in forelimb asymmetry. While forelimb asymmetry deficits are infrequently observed, mice do demonstrate a novel behaviour post stroke termed &#8220;paw-dragging&#8221;. Paw-dragging is the tendency for a mouse to drag its affected paw along the cylinder wall rather than directly push off from the wall when dismounting from a rear to a four-legged stance. We have previously demonstrated that paw-dragging behaviour is highly sensitive to small cortical ischemic injuries to the forelimb motor cortex. Here we provide a detailed protocol for paw-dragging analysis. We define what a paw-drag is and demonstrate how to quantify paw-dragging behaviour. The cylinder test is a simple and inexpensive test to administer and does not require pre-training or food deprivation strategies. In using paw-dragging analysis with the cylinder test, it fills a niche for predicting cortical ischemic injuries such as photothrombosis and Endothelin-1 (ET-1)-induced ischemia &#8211; two models that are ever-increasing in popularity and produce smaller focal injuries than middle cerebral artery occlusion. Finally, measuring paw-dragging behaviour in the cylinder test will allow studies of functional recovery after cortical injury using a wide cohort of transgenic mouse strains where previous forelimb asymmetry analysis has failed to detect consistent deficits.

Classical forelimb asymmetry analysis of the cylinder test is routinely used to assess behavioural deficits in rats following brain injury or stroke; however, it fails to detect consistent deficits in mice. This study demonstrates that quantifying paw-dragging behaviour is a more sensitive analysis of brain injury in mice.

Paw-Ziehen: a Novel, sensitive Analyse des Maus-Zylinder-Test

The cylinder test is routinely used to predict focal ischemic damage to the forelimb motor cortex in rodents. When placed in the cylinder, rodents explore ...

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation (MUNE) Measuring Compound Muscle Action Potential (CMAP) in Mouse Hindlimb Muscles

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the functional status of a motor unit pool in vivo. These measures can provide insight into the normal development and degeneration of the neuromuscular system. These measures have clear translational potential because they are routinely applied in diagnostic and clinical human studies. We present electrophysiological techniques similar to those employed in humans to allow recordings of mouse sciatic nerve function. The CMAP response represents the electrophysiological output from a muscle or group of muscles following supramaximal stimulation of a peripheral nerve. MUNE is an electrophysiological technique that is based on modifications of the CMAP response. MUNE is a calculated value that represents the estimated number of motor neurons or axons (motor control input) supplying the muscle or group of muscles being tested. We present methods for recording CMAP responses from the proximal leg muscles using surface recording electrodes following the stimulation of the sciatic nerve in mice. An incremental MUNE technique is described using submaximal stimuli to determine the average single motor unit potential (SMUP) size. MUNE is calculated by dividing the CMAP amplitude (peak-to-peak) by the SMUP amplitude (peak-to-peak). These electrophysiological techniques allow repeated measures in both neonatal and adult mice in such a manner that facilitates rapid analysis and data collection while reducing the number of animals required for experimental testing. Furthermore, these measures are similar to those recorded in human studies allowing more direct comparisons.

Electrophysiological Motor Unit Number Estimation MUNE Measuring Compound Muscle Action Potential CMAP in Mouse Hindlimb Muscles

We present refined protocols that allow in vivo monitoring of motor unit function in the mouse. Techniques to measure compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) in the mouse hind limb muscles innervated by the sciatic nerve are described.

Elektrophysiologische Motor Unit Number Estimation (MUNE) Mess Verbindung Muskelaktionspotenzial (CMAP) in Maus-Hinterlauf Muskeln

Compound muscle action potential (CMAP) and motor unit number estimation (MUNE) are electrophysiological techniques that can be used to monitor the ...

A Novel Approach to Assess Motor Outcome of Deep Brain Stimulation Effects in the Hemiparkinsonian Rat: Staircase and Cylinder Test

Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus is an effective treatment option for Parkinson&#39;s disease. In our lab we established a protocol to screen different neurostimulation patterns in hemiparkinsonian (unilateral lesioned) rats. It consists of creating a unilateral Parkinson&#39;s lesion by injecting 6-hydroxydopamine (6-OHDA) into the right medial forebrain bundle, implanting chronic stimulation electrodes into the subthalamic nucleus and evaluating motor outcomes at the end of 24 hr periods of cable-bound external neurostimulation. The stimulation was conducted with constant current stimulation. The amplitude was set 20% below the individual threshold for side effects. The motor outcome evaluation was done by the assessment of spontaneous paw use in the cylinder test according to Shallert and by the assessment of skilled reaching in the staircase test according to Montoya. This protocol describes in detail the training in the staircase box, the cylinder test, as well as the use of both in hemiparkinsonian rats. The use of both tests is necessary, because the staircase test seems to be more sensitive for fine motor skill impairment and exhibits greater sensitivity to change during neurostimulation. The combination of the unilateral Parkinson model and the two behavioral tests allows the assessment of different stimulation parameters in a standardized way.

Deep brain stimulation (DBS) is an effective treatment option for Parkinson's disease. We established a study design to screen novel stimulation paradigms in rats. The protocol describes the use of the staircase test and cylinder test for motor outcome assessment in DBS treated hemiparkinsonian rats.

Ein neuer Ansatz Motor Ergebnis der tiefen Hirnstimulation Effekte in der Hemiparkinsonian Rat zur Bewertung: Treppe und Zylinder-Test

Deep brain stimulation of the subthalamic nucleus is an effective treatment option for Parkinson&#39;s disease. In our lab we established a protocol to ...

Novel Object Exploration as a Potential Assay for Higher Order Repetitive Behaviors in Mice

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals. RRBs are commonly split into lower-order and higher-order components, with lower order RRBs consisting of motor stereotypies and higher order RRBs consisting of perseverative and sequencing behaviors. Higher order RRBs are challenging to model in mice. Current assays for RRBs in mice focus primarily on the lower order components, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for higher-order RRBs difficult. Here we describe a new assay, novel object exploration. This assay uses a basic open-field arena with four novel objects placed around the perimeter. The test mouse is allowed to freely explore the arena and the order in which the mouse investigates the novel objects is recorded. From these data, patterned sequences of exploration can be identified, as can the most preferred object for each mouse. The representative data shared here and past results using the novel object exploration assay illustrate that inbred mouse strains do demonstrate different behavior in this assay and that strains with elevated lower order RRBs also show elevated patterned behavior. As such, the novel object exploration assay appears to possess good face validity for higher order RRBs in humans and may be a valuable assay for future studies investigating novel therapeutics for ASD.

Higher order restricted, repetitive behaviors (RRBs) disrupt the lives of affected individuals. These behaviors are challenging to model in rodents, making basic biomedical research into potential treatments or interventions for RRBs difficult. Here we describe novel object exploration as a potential assay for higher order RRBs in mice.

Novel Object Exploration als Potential Assay für höherer Ordnung Repetitive Verhalten bei Mäusen

Restricted, repetitive behaviors (RRBs) are a core feature of autism spectrum disorder (ASD) and disrupt the lives of affected individuals.  RRBs are ...

The "Motor" in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that involves finger-pressing movements while sitting, the modified SRT task requires participants to step with both feet while maintaining a standing posture. This stepping task necessitates whole body actions that impose postural challenges. The foot-stepping task complements the classic SRT task in several ways. The foot-stepping SRT task is a better proxy for the daily activities that require ongoing postural control, and thus may help us better understand sequence learning in real-life situations. In addition, response time serves as an indicator of sequence learning in the classic SRT task, but it is unclear whether response time, reaction time (RT) representing mental process, or movement time (MT) reflecting the movement itself, is a key player in motor sequence learning. The foot-stepping SRT task allows researchers to disentangle response time into RT and MT, which may clarify how motor planning and movement execution are involved in sequence learning. Lastly, postural control and cognition are interactively related, but little is known about how postural control interacts with learning motor sequences. With a motion capture system, the movement of the whole body (e.g., the center of mass (COM)) can be recorded. Such measures allow us to reveal the dynamic processes underlying discrete responses measured by RT and MT, and may aid in elucidating the relationship between postural control and the explicit and implicit processes involved in sequence learning. Details of the experimental set-up, procedure, and data processing are described. The representative data are adopted from one of our previous studies. Results are related to response time, RT, and MT, as well as the relationship between the anticipatory postural response and the explicit processes involved in implicit motor sequence learning.

The &quot;Motor&quot; in Implicit Motor Sequence Learning: A Foot-stepping Serial Reaction Time Task

We introduce the foot-stepping serial reaction time (SRT) task. This modified SRT task, complementing the classic SRT task that involves only finger-pressing movement, better approximates daily sequenced activities and allows researchers to study the dynamic processes underlying discrete response measures and disentangle the explicit process operating in implicit sequence learning.

Der "Motor" in der Kfz-implizite Reihenfolge lernen: ein Fuß-stepping serielle Reaktionszeit Aufgabe

This protocol describes a modified serial reaction time (SRT) task used to study implicit motor sequence learning. Unlike the classic SRT task that ...

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.

Eine neuartige einzigen tierischen Motorik Tracking-System mit einfachen, leicht verfügbaren Software

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

Using the Race Model Inequality to Quantify Behavioral Multisensory Integration Effects

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) and humans reveal that intact multisensory integration is crucial for functioning in the real world, including both cognitive and physical activities. Much of the research conducted over the past several decades documents multisensory integration effects using diverse psychophysical, electrophysiological, and neuroimaging techniques. While its presence has been reported, the methods used to determine the magnitude of multisensory integration effects varies and typically faces much criticism. In what follows, limitations of previous behavioral studies are outlined and a step-by-step tutorial for calculating the magnitude of multisensory integration effects using robust probability models is provided.

The current study aims to provide a step-by-step tutorial for calculating the magnitude of multisensory integration effects in an effort to facilitate the production of translational research studies across diverse clinical populations.

Verwenden der Rassenmodellungleichheit zur Quantifizierung von verhaltens- multisensorischen Integrationseffekten

Multisensory integration research investigates how the brain processes simultaneous sensory information. Research on animals (mainly cats and primates) ...