The authors would like to thank Theresa Jones, Ph.D. for her guidance and assistance in adapting the reaching task to mice. Data presented in this manuscript were supported by grants from NIH-NINDS (NS64586 to TAJ and NS076275 to ALK) and a predoctoral NRSA to KAT (F31AG034032). The NIH was not involved in any aspect of study designs or analyses presented in this manuscript nor in the composition of this manuscript.

Die folgenden Methoden sind in Übereinstimmung mit den Protokollen von der Universität von Texas in Austin und Illinois Wesleyan Animal Care und Verwenden Ausschüsse genehmigt. Es wird empfohlen, dass die Forscher entweder Handschuhe tragen oder entsprechende Vorkehrungen (Händewaschen vor und nach), wenn sich beim Verhaltenstraining mit jedem Versuchstier. Handschuhe sind beim Umgang mit Tieren in Vorbereitung auf und während der Operation getragen werden. 1. Habituation und Lebenseinschränkung HINWEIS: Da die PMRT ist ein appetitive Aufgabe ist es vorteilhaft, die Menge und den Zeitpunkt der Fütterung vor dem Beginn der Ausbildung, um die Reaktion zu erreichen motivieren und Sättigungsgefühl während des Trainings zu verhindern, zu beschränken. <ol><li> Platz Mäusen auf einer eingeschränkten Ernährungsplan vor Beginn der Ausbildung Aufgabe, der mindestens 1 Woche. Wiegen jeder Maus vor dem Beginn der Nahrungsmittelbeschränkung auf freie Gewichte-Fütterung, die als th bestimmt werden, zu etablierene Gewichten jedes Tieres am ersten Tag der Fütterung beschränkt. <ol><li> Feed-Mäusen, die einmal täglich, mit jeder Maus Empfangs ~ 2,5 g Standard-Nagetierfutter pro Tag (z. B. wenn es 4 Mäuse in einem Käfig untergebracht ist, wird der Käfig 10 g Lebensmittel täglich zu empfangen). Stellen Sie sicher, Fütterung erfolgt an der gleichen Tageszeit, vorzugsweise bei der täglichen Trainingseinheiten werden voraussichtlich schließen. </li><li> Wiegen Tiere regelmäßig, um sicherzustellen, dass keine Maus verliert mehr als 10% ihrer freien Ernährung Gewicht. HINWEIS: Stellen Sie tägliche Nahrung Mengen entsprechend geeignete Gewichtserhaltung zu fördern. Mäuse in der Regel die Gewichtszunahme, wie sie reifen, auch bei konstanten Nahrungsmittelbeschränkung Mäuse bleiben auf Nahrungsmittelbeschränkung für die Dauer der Ausbildung PMRT / Bewertung. </li></ol></li><li> Expose Tiere kleinere Stücke von Teigwaren (geschnitten, um 1,6 cm) in ihrem Heimkäfig mehrmals vor dem Training, um neophobic Antworten zu überwinden. HINWEIS: In der Regel 5 bis 10 Tagen nach der Exposition sind ausreichend, mit etwa 4 Stück pro Maus Bestimmungenbei jeder Fütterung ded. </li><li> Cut Pasta Stücke der Größe (3,2 cm) mit einer Rasierklinge. HINWEIS: Es wird empfohlen, dass ein Überschuss von Pasta Stücke werden vor dem Beginn des Tages Ausbildung und unbenutzte Stücke in einem luftdichten Behälter aufbewahrt geschnitten. Capellini Teigwaren verwendet wird, um die Matrix zu füllen. Wie verschiedene Marken von Pasta variieren in der Textur und Durchmesser, die die Stabilität der Pasta in der Matrix oder der Menge der Kraft, die notwendig für die Mäuse, um die Teigwaren brechen beeinflussen können, wird empfohlen, dass DeCecco Marke Pasta gesamten Ausbildung und Prüfung verwendet werden. </li><li> Platzieren capellini ungekochten Teigwarenstücke in den Teigwaren Matrix füllt alle verfügbaren Löcher in der Matrix (Fig. 1A). </li><li> Gewöhnen Mäuse der Testkammer mit einem vollen Teigwaren Matrix vorangestellt (1A) und mehrere Stücke von Teigwaren auf der Unterseite der Testkammer zu essen. Gewöhnen Mäuse für 3 Sitzungen von 5-10 min. HINWEIS: Die Mäuse sollten nicht ermutigt werden, für Pasta während Gewöhnung zu erreichention Training. Mäuse beginnen in der Regel um das Interesse an der Pasta außerhalb der Kammer erreicht durch Schnüffeln an ihm durch die Öffnung zu zeigen. Es ist möglich, zwei Käfiggenossen in einer einzigen Kammer zu gewöhnen, wenn gewünscht, aber Mäuse sollten einzeln geformt und ausgebildet werden. Sämtliche Flächen sind mit 70% Ethanol oder einem ähnlichen, sicher Desinfektionslösung gereinigt werden, bevor und nachdem jedes Tier in der Verhaltensvorrichtung angeordnet. </li></ol> 2. Shaping der Reichweite <ol><li> Bestimmen Sie bevorzugten Extremität eines jeden Tieres durch Formen der Reichweite über 3-5 einmal täglich Gestaltung Studien. Ermöglichen Mäuse für 10 min oder insgesamt 10-mal, was zuerst eintritt erreichen. <ol><li> Platzieren Mäuse einzeln in der Testkammer mit einem vollen Teigwaren Matrix vor der Kammer nach Gewöhnung Ausbildung (Fig. 1A). </li><li> Notieren Sie die Anzahl der Lauf mit jedem Schenkel, bezeichnet die Anzahl der Reichweiten mit der rechten und linken Gliedmaßen getrennt. Definieren Sie eine Reichweite als Erweiterungder Schenkel durch die Öffnung zu erreichen, so dass das Handgelenk bricht die Ebene der Kammer; es ist nicht erforderlich, um die Reichweite zu richten oder Kontakt mit der Pasta. </li></ol></li><li> Halten Sie mehrere Stücke von Teigwaren nur im Inneren der Kammer durch das Erreichen Blende auf Mäuse, die nur ungern zu erreichen sind, zu fördern. Zeichnen Sie die Pasta Stücke aus, wenn die Maus zeigt Interesse (z. B. Schnüffeln, Beißen), wodurch sie zu ermutigen, nach den sich zurückziehenden Teigwarenstücke zu erreichen. Wenn die Mäuse zunächst nicht zeigen Interesse an der trockenen Nudeln, dann nass die Spitzen der Pasta-Stücke in einer kleinen Tasse warmes Wasser, um sie schmackhafter zu machen. </li><li> Bestimmen Extremität bevorzugt, wenn eine Maus zeigt ein Minimum von 70% ihrer täglichen Reichweiten mit einer einzigen Glied. Nicht die Tiere-Form über, da dies die Menge der Lern während der Ausbildung Teil der Aufgaben erreicht 17 beobachtet begrenzen. Beginnen PMRT Ausbildung einmal Mäuse geformt sind. HINWEIS: Die Ausbildung kann, sobald die nex gestartet werdent Tag, aber es ist auch möglich, mehrere Tage warten, zwischen Form-und Trainingsverfahren. </li></ol> 3. Erreichen Ausbildung <ol><li> Zug Mäusen einmal täglich vor Beleidigung, um Kenntnisse über die PMRT etablieren. HINWEIS: Jeder Versuch besteht aus maximal 15 min oder 100 erreicht durch den Beobachter (erfolgreichen und erfolglosen) gezählt werden, je nachdem, was zuerst eintritt. Mäuse sind geschult, nur mit ihrer bevorzugten Extremität zu erreichen. Mäuse werden zwei Versuche pro Tag tolerieren, wenn eine intensivere Ausbildung Paradigma gewünscht 18. <ol><li> Platzieren Mäuse in der Testkammer mit einem halbvollen Matrix vor (Fig. 1B) angeordnet. Zug-Mäusen nur mit ihren bevorzugten Schenkel zu erreichen, indem nur die Seite der Matrix zu der kontralateralen Extremität bevorzugten da Mäuse erreichen über die Mittellinie des Körpers. Verlassen den Bereich der Matrix entsprechend der Extremität nicht bevorzugt, um zu erreichen versucht mit diesem Schenkel (s nicht davon abhalten würde ungefülltuccessful, weil sie die Nudeln nicht erreichen können) und ermutigen zu erreichen nur mit der bevorzugten Extremität. </li></ol></li><li> Legen Sie eine kleine Menge an Druck auf die Pasta, während es in der Matrix zu helfen Mäusen erfolgreich Stücke während der frühen Trainingseinheiten zu brechen. Die Pasta-Stücke für die Maus nicht brechen. Sie erreichen dies, indem ein oder zwei Stücke leicht hinter Pasta und senkrecht zu der beabsichtigten Erreichen der Ziel. Diese kleine Menge an Unterstützung trägt zur Stabilisierung der dünnen Nudeln, die sehr flexibel und schwer zu begreifen, für Mäuse, wie sie zunächst das Erlernen der Aufgabe. </li><li> Notieren Sie sich die Gesamtzahl der Reichweiten, die Anzahl der erfolgreich erreicht, und die Standorte der erfolgreichen erreicht. Erfolgreiche Lauf erfordern die Maus, um durch die Öffnung zu erreichen, nehmen Sie ein Stück Pasta, und brechen Sie die Nudeln Stück, um es aus der Matrix zu entfernen. HINWEIS: Pasta Stücke sollten nicht in der Matrix ersetzt werden, bis die Studie beendet ist. Früh in der Ausbildung, werden nicht viele Mäuse Pasta Stücke brechen. </li><li> Zug-Mäuse auf dem PMRT zu Kenntnisse, die als mindestens 3 Tage (und bis zu 5 Tage) der konstante Leistung (Bruch mindestens 9 Stück Pasta mit nicht mehr als 2 Stücke mehr oder weniger über Tage) definiert ist. Es dauert oft zwischen 15-20 Tage, um jungen erwachsenen Mäusen zu Kenntnisse zu trainieren. </li></ol> 4. Weniger betroffenen Gliedmaßen Ausbildung <ol><li> Trainieren Sie den weniger betroffenen Extremität (dh die präoperative nicht bevorzugt Teil), der vier Tage nach dem ischämischen Insult auf den motorischen Kortex kontralateral zur bevorzugten Erreichen Schenkel (siehe Abbildung 2 auf Klärung betroffenen / bevorzugte und less-affected/unpreferred Gliedmaßen) . Verwalten Sie einmal täglich 15 min oder 100-Reichweite Schulungen. <ol><li> Entfernen der ersten Spalte von Teigwaren (dh die mittlere senkrechte Säule, die sich von der Öffnung zu erreichen) in der ersten Woche von weniger betroffenen Extremität Ausbildung, um sicherzustellen, dass die frühen erreicht mit der betroffenen Extremität nicht erfolgreich sind. </li><li&gt; Platz Mäuse in der Kammer mit dem Erreichen Hälfte gefüllt Matrix vorne platziert. Stellen Sie sicher, dass die gefüllte Hälfte der Matrix befindet sich gegenüber der präoperativen gefüllt Hälfte, die die Mäuse zwingen wird, nun mit der weniger betroffenen (nicht bevorzugt) Extremität zu erreichen. </li></ol></li><li> Ermutigen Sie erreichen mit der weniger betroffenen Extremität durch Verstärkung Erweiterung dieses Glied durch das Erreichen Blende. Wenn Mäuse erweitern die weniger betroffenen Extremität in den ersten Tagen der Ausbildungsplatz eine kleine (1/2 Stück) von Teigwaren auf den Boden der Kammer zu erreichen, unabhängig davon, ob die Reichweite erfolgreich ist. </li><li> Graf nur die Reichweiten mit der weniger betroffenen Extremität in Richtung auf die Reichweite insgesamt 100 gemacht. Zählen Sie nicht heimlich Versuche mit der betroffenen Extremität zu der Gesamtzahl der Reichweiten. </li><li> Bringen Sie die meisten medialen vertikalen Spalte von Pasta bis zu der Matrix nach der ersten 7 Tage der weniger betroffenen Extremität Ausbildung. </li><li> Notieren Sie die Anzahl der Reichweiten, die Anzahl der erfolgreich erreicht, und die Standorte der successful erreicht. ANMERKUNG: Diese Daten können analysiert werden, um Unterschiede bei der Erreichung Muster mit weniger betroffenen Extremität beobachten, aber bisher nicht berichtet worden. </li></ol> 5. Erreichen Analyse Bestimmen Sie die Auswirkungen der weniger betroffenen Extremität Einsatz auf Wiederherstellung der Funktion der betroffenen Extremität durch die Beurteilung der betroffenen Extremität auf der folgenden Aufgabe PMRT weniger betroffenen Extremität Ausbildung. Diese Einschätzung erfolgt, nachdem die gewünschte Anzahl der weniger betroffenen Extremität Trainingstage komplett (in der Regel 14 Tage) sind. <ol><li> Platzieren der Matrix vor der Kammer, identisch mit Trainingsverfahren (dh mit der Hälfte der Matrix zu der kontralateralen Extremität bevorzugten gefüllt) orientiert ist. HINWEIS: Dies zwingt Mäuse mit ihren betroffenen (und bisher bevorzugten) Extremität zu erreichen. </li><li> Notieren Sie sich die Gesamtzahl der Reichweiten, die Anzahl der erfolgreich erreicht, und die Standorte der erfolgreichen Lauf mit Pre-Takt-Leistungsniveau zu vergleichen. Leistung der Sonde nichtder betroffenen Extremität bei weniger betroffenen Extremität Ausbildung als den betroffenen Extremität Sonden können wie Schulungen, die Wiederherstellung der betroffenen Extremität auswirken könnte funktionieren. </li></ol>

<ol>
	<li>Branchi, I., Ricceri, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenic+and+knock-out+mouse+pups:+the+growing+need+for+behavioral+analysis.">Transgenic and knock-out mouse pups: the growing need for behavioral analysis.</a> Genes Brain and Behavior. 1 (3), 135-141 (2002).</li><li>Bucan, M., Abel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mouse:+Genetics+meets+behaviour.">The mouse: Genetics meets behaviour.</a> Nature Reviews Genetics. 3 (2), 114-123 (2002).</li><li>Tennant, K. A., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorimotor+behavioral+effects+of+endothelin-1+induced+small+cortical+infarcts+in+C57BL/6+mice.">Sensorimotor behavioral effects of endothelin-1 induced small cortical infarcts in C57BL/6 mice.</a> J. Neurosci. Methods. 181 (1), 18-26 (2009).</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+organization+of+the+forelimb+representation+of+the+C57BL/6+mouse+motor+cortex+as+defined+by+intracortical+microstimulation+and+cytoarchitecture.">The organization of the forelimb representation of the C57BL/6 mouse motor cortex as defined by intracortical microstimulation and cytoarchitecture.</a> Cerebral Cortex. 21 (4), 865-876 (2011).</li><li>Zhang, 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=A+test+for+detecting+long-term+sensorimotor+dysfunction+in+the+mouse+after+focal+cerebral+ischemia.">A test for detecting long-term sensorimotor dysfunction in the mouse after focal cerebral ischemia.</a> J. Neurosci. Methods. 117 (2), 207-214 (2002).</li><li>Li, X. L., Blizzard, K. K., Zeng, Z. Y., DeVries, A. C., Hurn, P. D., McCullough, L. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+behavioral+testing+after+focal+ischemia+in+the+mouse:+functional+recovery+and+the+effects+of+gender.">Chronic behavioral testing after focal ischemia in the mouse: functional recovery and the effects of gender.</a> Exp. Neurol. 187 (1), 94-104 (2004).</li><li>Bouet, V., Freret, T., Toutain, J., Divoux, D., Boulouard, M., Schumann-Bard, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorimotor+and+cognitive+deficits+after+transient+middle+cerebral+artery+occlusion+in+the+mouse.">Sensorimotor and cognitive deficits after transient middle cerebral artery occlusion in the mouse.</a> Exp. Neurol. 203 (2), 555-567 (2007).</li><li>Krakauer, J. W., Carmichael, S. T., Corbett, D., Wittenberg, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Getting+Neurorehabilitation+Right:+What+Can+Be+Learned+From+Animal+Models.">Getting Neurorehabilitation Right: What Can Be Learned From Animal Models.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 26 (8), 923-931 (2012).</li><li>Taub, E., Uswatte, G., Mark, V. W., Morris, D. 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=The+learned+nonuse+phenomenon:+implications+for+rehabilitation.">The learned nonuse phenomenon: implications for rehabilitation.</a> Europa Medicophysica. 42 (3), 241-256 (2006).</li><li>Taub, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Harnessing+brain+plasticity+through+behavioral+techniques+to+produce+new+treatments+in+neurorehabilitation.">Harnessing brain plasticity through behavioral techniques to produce new treatments in neurorehabilitation.</a> Am. Psychol. 59 (8), 692-704 (2004).</li><li>Allred, R. P., Maldonado, M. A., Hsu, J. E., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Training+the+"less-affected"+forelimb+after+unilateral+cortical+infarcts+interferes+with+functional+recovery+of+the+impaired+forelimb+in+rats.">Training the "less-affected" forelimb after unilateral cortical infarcts interferes with functional recovery of the impaired forelimb in rats.</a> Restorative Neurol. Neurosci. 23 (5-6), 297-302 (2005).</li><li>Allred, R. P., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maladaptive+effects+of+learning+with+the+less-affected+forelimb+after+focal+cortical+infarcts+in+rats.">Maladaptive effects of learning with the less-affected forelimb after focal cortical infarcts in rats.</a> Exp. Neurol. 210 (1), 172-181 (2008).</li><li>Kerr, A. L., Wolke, M. L., Bell, J. A., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Post-stroke+protection+from+maladaptive+effects+of+learning+with+the+non-paretic+forelimb+by+bimanual+home+cage+experience+in+C57BL/6+mice.">Post-stroke protection from maladaptive effects of learning with the non-paretic forelimb by bimanual home cage experience in C57BL/6 mice.</a> Behav. Brain Res. 252, 180-187 (2013).</li><li>Taub, E., 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=Method+for+enhancing+real-world+use+of+a+more+affected+arm+in+chronic+stroke:+transfer+package+of+constraint-induced+movement+therapy.">Method for enhancing real-world use of a more affected arm in chronic stroke: transfer package of constraint-induced movement therapy.</a> Stroke. 44 (5), 1383-1388 (2013).</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=Age-dependent+reorganization+of+peri-infarct+"premotor"+cortex+with+task-specific+rehabilitative+training+in+mice.">Age-dependent reorganization of peri-infarct "premotor" cortex with task-specific rehabilitative training in mice.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. , (2014).</li><li>Binkofski, F., Seitz, R. J., Hacklander, T., Pawelec, D., Mau, J., Freund, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recovery+of+motor+functions+following+hemiparetic+stroke:+A+clinical+and+magnetic+resonance-morphometric+study.">Recovery of motor functions following hemiparetic stroke: A clinical and magnetic resonance-morphometric study.</a> Cerebrovascular Diseases. 11 (3), 273-281 (2001).</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 (7275), 915-919 (2009).</li><li>Bell, J. A., Wolke, M. L., Ortez, R. C., Jones, T. A., Kerr, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+training+intensity+on+functinal+outcome+following+unilateral+ischemic+insult+of+sensorimotor+cortex+in+C57BL/6+mice.">The effects of training intensity on functinal outcome following unilateral ischemic insult of sensorimotor cortex in C57BL/6 mice.</a> Society for Neuroscience Annual Convention. , (2012).</li><li>Ballermann, M., Metz, G. A. S., 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 (1), 39-45 (2001).</li><li>Cheffer, K. A., Kerr, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+"good"+limb+training+on+long-term+rehabilitation+of+motor+function+following+ischemic+stroke+in+C57BL/6+mice.">Effects of "good" limb training on long-term rehabilitation of motor function following ischemic stroke in C57BL/6 mice.</a> Society for Neuroscience Annual Convention. , (2013).</li><li>Alaverdashvili, M., 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=A+behavioral+method+for+identifying+recovery+and+compensation:+hand+use+in+a+preclinical+stroke+model+using+the+single+pellet+reaching+task.">A behavioral method for identifying recovery and compensation: hand use in a preclinical stroke model using the single pellet reaching task.</a> Neurosci. Biobehav. Rev. 37 (5), 950-967 (2013).</li><li>Rosenzweig, S., Carmichael, 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=Age-dependent+exacerbation+of+white+matter+stroke+outcomes:+a+role+for+oxidative+damage+and+inflammatory+mediators.">Age-dependent exacerbation of white matter stroke outcomes: a role for oxidative damage and inflammatory mediators.</a> Stroke. 44 (9), 2579-2586 (2013).</li><li>Allred, R. P., Cappellini, C. H., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+"good"+limb+makes+the+"bad"+limb+worse:+experience-dependent+interhemispheric+disruption+of+functional+outcome+after+cortical+infarcts+in+rats.">The "good" limb makes the "bad" limb worse: experience-dependent interhemispheric disruption of functional outcome after cortical infarcts in rats.</a> Behav. Neurosci. 124 (1), 124-132 (2010).</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=Skill+learning+induced+plasticity+of+motor+cortical+representations+is+time+and+age-dependent.">Skill learning induced plasticity of motor cortical representations is time and age-dependent.</a> Neurobiol. Learn. Mem. 98 (3), 291-302 (2012).</li><li>Mathers, C. D., Boerma, T., Fat, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+and+regional+causes+of+death.">Global and regional causes of death.</a> Br. Med. Bull. 92 (1), 7-32 (2009).</li><li>Go, A. S., 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=Heart+disease+and+stroke+statistics--2013+update:+a+report+from+the+American+Heart+Association.">Heart disease and stroke statistics--2013 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 127 (1), (2013).</li><li>Clarke, J., Mala, H., Windle, V., Chernenko, G., Corbett, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effects+of+Repeated+Rehabilitation+"Tune-Ups"+on+Functional+Recovery+After+Focal+Ischemia+in+Rats.">The Effects of Repeated Rehabilitation "Tune-Ups" on Functional Recovery After Focal Ischemia in Rats.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 23 (9), 886-894 (2009).</li><li>Adkins, D. L., Voorhies, A. C., Jones, T. A. <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+neuroplastic+effects+of+focal+endothelin-1+induced+sensorimotor+cortex+lesions.">Behavioral and neuroplastic effects of focal endothelin-1 induced sensorimotor cortex lesions.</a> Neuroscience. 128 (3), 473-486 (2004).</li><li>Bryant, A., Bernier, B., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abnormalities+in+skilled+reaching+movements+are+improved+by+peripheral+anesthetization+of+the+less-affected+forelimb+after+sensorimotor+cortical+infarcts+in+rats.">Abnormalities in skilled reaching movements are improved by peripheral anesthetization of the less-affected forelimb after sensorimotor cortical infarcts in rats.</a> Behav. Brain Res. 177 (2), 298-307 (2007).</li><li>Whishaw, I. Q., Coles, B. <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 (1-2), 135-148 (1996).</li><li>Whishaw, I. Q., Dringenberg, H. C., 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=Spontaneous+Forelimb+Grasping+in+Free+Feeding+by+Rats+-+Motor+Cortex+Aids+Limb+and+Digit+Positioning.">Spontaneous Forelimb Grasping in Free Feeding by Rats - Motor Cortex Aids Limb and Digit Positioning.</a> Behav. Brain Res. 48 (2), 113-125 (1992).</li><li>Horie, N., Maag, A., Hamilton, S. A., Shichinohe, H., Bliss, T. M., Steinberg, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+model+of+focal+cerebral+ischemia+using+endothelin-1.">Mouse model of focal cerebral ischemia using endothelin-1.</a> J. Neurosci. Methods. 173 (2), 286-290 (2008).</li><li>Maldonado, M. A., Allred, R. P., Felthauser, E. L., Jones, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motor+skill+training,+but+not+voluntary+exercise,+improves+skilled+reaching+after+unilateral+ischemic+lesions+of+the+sensorimotor+cortex+in+rats.">Motor skill training, but not voluntary exercise, improves skilled reaching after unilateral ischemic lesions of the sensorimotor cortex in rats.</a> Neurorehabil. Neural Repair. 22 (3), 250-261 (2008).</li><li>Clarkson, A. N., Lopez-Valdes, H. E., Overman, J. J., Charles, A. C., Brennan, K. C., Carmichael, 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=Multimodal+examination+of+structural+and+functional+remapping+in+the+mouse+photothrombotic+stroke+model.">Multimodal examination of structural and functional remapping in the mouse photothrombotic stroke model.</a> Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 33 (5), 716-723 (2013).</li><li>Liu, Z., Chopp, M., Ding, X., Cui, Y., Li, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+remodeling+of+the+corticospinal+tract+in+the+spinal+cord+contributes+to+voluntary+motor+recovery+after+stroke+in+adult+mice.">Axonal remodeling of the corticospinal tract in the spinal cord contributes to voluntary motor recovery after stroke in adult mice.</a> Stroke. 44 (7), 1951-1956 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Die PMRT stellt eine einfache, quantitative Weg, um Fach Erreichen Leistung bei Mäusen zu beurteilen. Obwohl zeitaufwendig ist, ist es möglich, zuvor unerfahrene Studenten ausgebildet werden, um verlässliche und reproduzierbare Daten mit nur wenigen Trainingseinheiten zu sammeln. Die Aufgabe ist empfindlich genug, um auch leichte Veränderungen in der Maus motorischen Leistungs folgenden ischämischen Insult 3, 13, 15 zu messen, und eine Reihe von Studien zitieren langfristigen Defizite mit einer Vielzahl ...

Mausmodelle haben sich für experimentelle Schlaganfallforschung zum Teil aufgrund ihrer Bequemlichkeit und Erschwinglichkeit, sowie die Verfügbarkeit von transgenen Linien, die sich für in-vivo-Bildgebung unter anderen Anwendungen werden immer beliebter. Damit erhöhte Popularität in experimentellen Modellen, die Interesse an der Entwicklung empfindlicher Verhaltens Einschätzungen funktionelle Ergebnis nach Verletzungen hat zugenommen 7.1. Die Entwicklung der Tiertrainingsprotokolle, die sowohl Rehabilitation und Kompensationsstrategien von menschlichen Schlaganfall Überlebenden verwendet imitieren verbessert die Fähigkeit, erfolgreich zu übersetzen Ergebnisse aus tierexperimentellen Studien in der Klinik 8 verwenden. Motorische Fähigkeiten Training auf der Pasta Matrix Erreichen Aufgabe (PMRT) zuvor als empfindliche Verhaltens Beurteilung der motorischen Ergebnis nach ischämischen Insult des sensomotorischen Kortex 3 etabliert. Eines der primären Interesses in der Schlaganfall-Rehabilitation und Forschung betrifft die Entwicklung und das Verständnis von Verhaltensstrategien, die eine verbesserte Wiederherstellung der Funktion zu fördern folgenden Beleidigung. Derzeit führen Rehabilitationsstrategien beim Menschen zu einer unvollständigen Recovery-8. Darüber hinaus müssen Rehabilitationstherapeuten Kompensationsstrategien, die einen Schlaganfall überleben während der Wiederherstellung zu entwickeln, die ihre Fähigkeit, voll wieder in Abhängigkeit von ihrer betroffenen Extremität (en) untergraben könnten bekämpfen. Zum Beispiel, nach einer einseitigen Schlaganfall, der Funktion der oberen Extremitäten betroffen sind, sind in der Regel Menschen, ein Vertrauen auf ihre weniger betroffen Schenkel 9, 10 zu entwickeln. Während die Verbesserung der Fähigkeit einer Person, um die kurzfristig funktionieren, gelernt Nichtnutzung der betroffenen Extremität kann seine ultimative Erholungspotenzial behindern, wie in Tiermodellen gezeigt, 11-13. Diese Ergebnisse bei Tieren haben dazu beigetragen, die Entwicklung und den Einsatz von Zwang-induzierten Bewegungstherapie beim Menschen 14 zu informieren. Tiermodelle sind beneficial für die Verbesserung der Sanierungsstrategien, indem die Forscher die neurobiologischen Mechanismen, die dienstbar zu erforschen und zu fördern Wiederherstellung der Funktion. Abgesehen davon, dass eine effektive Verhaltens Beurteilung der Post-Takt-Funktion hat die PMRT als effektive rehabilitative Strategie, verbesserte funktionelle Ergebnis nach Schlaganfall 15 sensomotorischen Förderung etabliert. Die PMRT kann auch verwendet werden, um effektiv zu imitieren gelernt Nichtnutzung der betroffenen Extremität und bieten Einblick in die Verhaltensänderungen, die funktionelle Wiederherstellung zu verbessern, kann trotz anfänglicher übermäßige Abhängigkeit von den weniger betroffenen Extremität 13. Der Bau der PMRT zuvor 3 beschrieben. Kurz gesagt, wird das Erreichen von vier Plexiglaskammer Wände (20 cm hoch, 15 cm lang und 8,5 cm breit) mit einem offenen Ober-und Unterseite besteht. Es ist ein Mittelschlitz (13 cm hoch und 5 mm breit), der sich von dem Unterteil der Vorderwand der Kammer dient, dienach Erreichen Öffnung (1A). Die Pasta-Matrix ist ein Hochleistungs-Kunststoffblock (8,5 cm lang, 5 cm breit und 1,5 cm hoch) mit 1 mm Durchmesser Löcher vollständig durch die Tiefe des Blocks gebohrt. Es gibt insgesamt 260 Löcher, beginnend 2 mm vom Erreichen Fenster mit 2 mm zwischen jedem Loch (Abbildung 1B). Die Pasta-Matrix ist so ausgelegt, dass trockene, vertikal orientierten Teigwarenstücke durch die gesamte Tiefe des Matrixstufe mit etwa der Hälfte der Teigwaren Stück ausgesetzt erstrecken. Eine abnehmbare Kopfstück aus Kunststoff oder Karton sollte zugeschnitten und fest an der Unterseite der Matrix aufgezeichnet werden. Dies verhindert, dass die Nudeln Stücke aus beim Transport aus der Matrix fallen und ermöglicht die einfache Entfernung von gebrochenen Pasta Stück. Die PMRT ist eine vielseitige und empfindliche Verhaltenstest, die Experimentatoren ermöglicht, genaue Ergebnis Daten zu sammeln und Leben in die klinische Verwendung Phänomene imitieren manipulieren. Als Verhaltens outcome Maßnahme ermöglicht die PMRT Experimentatoren Verhaltensdaten, die die Wirksamkeit einer rehabilitativen Strategie, als dies die traditionelle Maß der Infarktgröße 3, 16 genauer wiedergeben zu sammeln. Als Verhaltensmanipulation, ermöglicht die PMRT Experimentatoren oberen Extremität Einsatz in Mäusen steuern Um klinische Erfahrungen der Rehabilitation (dh betroffenen Extremität Ausbildung) oder gelernt Nichtnutzung (dh weniger betroffenen Extremität Ausbildung) zu imitieren. Wenn mit neuroanatomische Methoden kombiniert, bietet der PMRT Forscher die Möglichkeit, die Mechanismen, die Verhaltenswiederherstellung der Funktion oder maladaptive Plastizität unterstützt folgende Ausgleichs Extremität nach Schlaganfall Nutzung zu erkunden. Die PMRT könnte weiter zu anderen Mausmodellen der Hirnschädigung und der oberen Extremität Wertminderung, wie Schädel-Hirn-Verletzungen angewendet werden. Ein weiterer Vorteil der PMRT ist die Erschwinglichkeit. Die für die Aufgabe erforderliche Ausrüstung kann ziemlich vernünftig im Haus gebaut werden, macht die Datenerfassungnicht erforderlich, eine große Menge an Speicherplatz oder finanzielle Ressourcen, und die Aufgabe ist für Studenten einfach genug, um Daten zuverlässig zu sammeln. Ferner ist die PMRT empfindlich auf selbst kleine Verhaltensdefizite 3, 13. Dieses Protokoll bietet eine einfache und effektive Möglichkeit, motorischen Lernens zu bewerten, zu fördern Verhaltens Erholung nach Verletzungen und Mimik gelernt Nichtnutzung Phänomene in einem etablierten Mausmodell der Schlaganfall.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="794">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:71px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:388px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Reaching Chamber</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Reaching chambers are made in house with Plexiglas</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Pasta Matrix Block</td>
			<td style="width:71px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>The Pasta Matrix box is made in house using a heavy plastic block</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Capellini Pasta</td>
			<td style="width:71px;">DeCecco</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:388px;">DeCecco brand capellini pasta can be purchased in a grocery store or through an online retailer such as Amazon</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

compensatory limb use and behavioral assessment of motor skill learning following sensorimotor cortex injury in a mouse model of ischemic stroke

Mausmodelle werden immer beliebter auf dem Gebiet der Verhaltensneurowissenschaften und insbesondere in Studien der experimentellen Schlaganfall. Als Modelle voraus, ist es wichtig, sensible spezifisch auf die Maus Verhaltensmaßnahmen zu entwickeln. Das vorliegende Protokoll beschreibt eine qualifizierte motorische Aufgabe für den Einsatz in Maus-Modellen der Schlaganfall. Die Pasta Matrix Erreichen Task-Funktionen als vielseitige und empfindliche Verhaltenstest, die Experimentatoren erlaubt, um genaue Ergebnisse zu manipulieren, Daten zu sammeln und Glied Einsatz der menschlichen klinischen Erscheinungen einschließlich Kompensationsstrategien (dh gelernt Nichtnutzung) und konzentrierte sich rehabilitative Trainings imitieren. Wenn mit neuroanatomischen Tools kombiniert, ermöglicht diese Aufgabe auch Forscher, die Mechanismen, die Verhaltenswiederherstellung der Funktion (oder deren Fehlen) unterstützt nach einem Schlaganfall zu erkunden. Die Aufgabe ist einfach und erschwinglich einzurichten und Verhalten, bietet eine Vielzahl von Trainings-und Testmöglichkeiten für zahlreiche Forschungsfragen betreffend functional Ergebnis nach Verletzungen. Obwohl die Aufgabe hat zu Mausmodellen des Schlaganfalls angewandt wurde, kann es auch von Vorteil in Studien der funktionellen Ergebnisse in anderen oberen Extremität Verletzungen Modelle.

Die Ergebnisse aus PMRT Analyse sollte die Anzahl der Pasta Stücke gebrochen und das Muster der erfolgreichen Lauf enthalten. Die Ergebnisse von Mäusen mit sensomotorischen kortikalen Läsionen zeigen, dass ischämischen Insult wirkt sich sowohl auf die Anzahl der erfolgreichen Lauf sowie physikalische Reichweite Muster 3, 19, wie in 3A gezeigt. Repräsentative Musteränderungen können in 3B beobachtet werden. Die Fähigkeit des PMRT gelernt Nichtnutzung Effekte bei Mäuse...

Watch this Scientific Journal Video about Compensatory Limb Use and Behavioral Assessment of Motor Skill Learning Following Sensorimotor Cortex Injury in a Mouse Model of Ischemic Stroke at JoVE.com

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 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 ...

compensatory-limb-use-behavioral-assessment-motor-skill-learning

Research

JoVE Journal

Behavior

11.3K Aufrufe.  Illinois Wesleyan University. 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.

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

Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease

Sensitive and reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of potential therapeutic treatments in preclinical trials for many neurodegenerative diseases. In Parkinson's disease, sensorimotor tests sensitive to varying degrees of nigrostriatal dysfunction are fundamental for testing the efficacy of potential therapeutics. Reliable and quite elegant sensorimotor measures exist for rats, however many of these tests measure sensorimotor asymmetry within the rat and are not entirely suitable for the newer genetic mouse models of PD. We have put together a battery of sensorimotor tests inspired by the sensitive tests in rats and adapted for mice. The test battery highlighted in this study is chosen for a) its sensitivity in a wide variety of mouse models of PD, b) its ease in implementing into a study, and c) its low expense. These tests have proven useful in characterizing novel genetic mouse models of PD as well as in testing potential disease-modifying therapies.

Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson&#039;s Disease

In Parkinson's disease and movement disorders in general, sensitive and reliable behavioral assays are essential for testing novel potential therapeutics. Here, we describe a manageable battery of sensorimotor tests for mice that are sensitive to varying degrees of injury to the nigrostriatal system and useful for preclinical studies.

Beurteilung der Sensomotorik in Maus-Modellen der Parkinson-Krankheit

Sensitive and  reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of  potential therapeutic treatments in preclinical trials for many  ...

Forschung

Verhalten

Study Motor Skill Learning by Single-pellet Reaching Tasks in Mice

Reaching for and retrieving objects require precise and coordinated motor movements in the forelimb. When mice are repeatedly trained to grasp and retrieve food rewards positioned at a specific location, their motor performance (defined as accuracy and speed) improves progressively over time, and plateaus after persistent training. Once such reaching skill is mastered, its further maintenance does not require constant practice. Here we introduce a single-pellet reaching task to study the acquisition and maintenance of skilled forelimb movements in mice. In this video, we first describe the behaviors of mice that are commonly encountered in this learning and memory paradigm, and then discuss how to categorize these behaviors and quantify the observed results. Combined with mouse genetics, this paradigm can be utilized as a behavioral platform to explore the anatomical underpinnings, physiological properties, and molecular mechanisms of learning and memory.

Persistent practice improves the precision of coordinated movements.&#160;Here we introduce a single-pellet reaching task, which is designed to assess the learning and memory of forelimb skill in mice.&#160;

Studie Motorik Lernen durch Einzel-Pellet Erreichen Aufgaben in Mäuse

Reaching for and retrieving objects require precise and coordinated motor movements in the forelimb. When mice are repeatedly trained to grasp and ...

Behavioral Assessment of the Aging Mouse Vestibular System

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of studies show changes in balance phenotype with age in rodents, very few isolate the vestibular contribution to balance under either normal conditions or during senescence. We use two standard behavioral tests to characterize the balance performance of mice at defined age points over the lifespan: the rotarod test and the inclined balance beam test. Importantly though, a custom built rotator is also used to stimulate the vestibular system of mice (without inducing overt signs of motion sickness). These two tests have been used to show that changes in vestibular mediated-balance performance are present over the murine lifespan. Preliminary results show that both the rotarod test and the modified balance beam test can be used to identify changes in balance performance during aging as an alternative to more difficult and invasive techniques such as vestibulo-ocular (VOR) measurements.

Motor control and balance performance are known to deteriorate with age. This paper presents a number of standard noninvasive behavioral tests with the addition of a simple rotary stimulus to challenge the vestibular system and show changes in balance performance in a murine model of aging.

Behavioral Beurteilung der Alterungs Maus vestibuläre System

Age related decline in balance performance is associated with deteriorating muscle strength, motor coordination and vestibular function. While a number of ...

Experimental Assessment of Mouse Sociability Using an Automated Image Processing Approach

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the test mouse is placed in a standardized apparatus and relevant behaviors are assessed in three different sessions (called session I, II, and III).
The apparatus has three compartments (see Figure 1), the left and right compartments contain an inverted cup which can house a mouse (called &#34;stimulus mouse&#34;).
In session I, the test mouse is placed in the cage and its mobility is characterized by the number of transitions made between compartments. In session II, a stimulus mouse is placed under one of the inverted cups and the sociability of the test mouse is quantified by the amounts of time it spends near the cup containing the enclosed stimulus mouse vs. the empty inverted cup. In session III, the inverted cups are removed and both mice interact freely. The sociability of the test mouse in session III is quantified by the number of social approaches it makes toward the stimulus mouse and by the number of times it avoids a social approach by the stimulus mouse.
The automated evaluation of the movie detects the nose of the test mouse, which allows the determination of all described sociability measures in session I and II (in session III, approaches are identified automatically but classified manually). To find the nose, the image of an empty cage is digitally subtracted from each frame of the movie and the resulting image is binarized to identify the mouse pixels. The mouse tail is automatically removed and the two most distant points of the remaining mouse are determined; these are close to nose and base of tail. By analyzing the motion of the mouse and using continuity arguments, the nose is identified.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52508/52508fig1.jpg" /> 
Figure 1. Assessment of Sociability During 3 sessions. Session I (top): Acclimation of test mouse to the cage. Session II (middle): Test mouse moving freely in the cage while the stimulus mouse is enclosed in an inverted cup. Session III (bottom): Both test mouse and stimulus mouse are allowed to move freely and interact with each other.

This protocol describes a method to quantify mouse sociability. Mice are videotaped as they move and interact in a special cage. Movie processing allows for the automated quantification of sociability with excellent accuracy and reliability.

Experimentelle Bewertung der Maus Sociability einer automatisierten Bildverarbeitung Ansatz

Mouse is the preferred model organism for testing drugs designed to increase sociability. We present a method to quantify mouse sociability in which the ...

Combined Shuttle-Box Training with Electrophysiological Cortex Recording and Stimulation as a Tool to Study Perception and Learning

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the necessary equipment is now available by several commercial companies. This protocol provides a detailed description of a two-way shuttle-box avoidance learning paradigm in rodents (here Mongolian gerbils; Meriones unguiculatus) in combination with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical electrophysiological in vivo recordings. The detailed protocol is applicable to study multiple aspects of learning behavior and perception in different rodent species.
Site-specific ICMS of auditory cortical circuits as conditioned stimuli here is used as a tool to test the perceptual relevance of specific afferent, efferent and intracortical connections. Distinct activation patterns can be evoked by using different stimulation electrode arrays for local, layer-dependent ICMS or distant ICMS sites. Utilizing behavioral signal detection analysis it can be determined which stimulation strategy is most effective for eliciting a behaviorally detectable and salient signal. Further, parallel multichannel-recordings using different electrode designs (surface electrodes, depth electrodes, etc.) allow for investigating neuronal observables over the time course of such learning processes. It will be discussed how changes of the behavioral design can increase the cognitive complexity (e.g. detection, discrimination, reversal learning).

Shuttle-box avoidance learning is well-established in behavioral neuroscience. This protocol describes how shuttle-box learning in rodents can be combined with site-specific electrical intracortical microstimulation (ICMS) and simultaneous chronical in vivo recordings as a tool to study multiple aspects of learning and perception.

Kombinierte Shuttle-Box-Training mit Elektrophysiologische Cortex Ableitung und Stimulation als ein Instrument zur Wahrnehmung und Lernen Studie

Shuttle-box avoidance learning is a well-established method in behavioral neuroscience and experimental setups were traditionally custom-made; the ...

Vagus Nerve Stimulation as a Tool to Induce Plasticity in Pathways Relevant for Extinction Learning

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been maintaining the behavior. There is close correspondence between fear and human anxiety, and therefore studies of extinction learning might provide insight into the biological nature of anxiety-related disorders such as post-traumatic stress disorder, and they might help to develop strategies to treat them. Preclinical research aims to aid extinction learning and to induce targeted plasticity in extinction circuits to consolidate the newly formed memory. Vagus nerve stimulation (VNS) is a powerful approach that provides tight temporal and circuit-specific release of neurotransmitters, resulting in modulation of neuronal networks engaged in an ongoing task. VNS enhances memory consolidation in both rats and humans, and pairing VNS with exposure to conditioned cues enhances the consolidation of extinction learning in rats. Here, we provide a detailed protocol for the preparation of custom-made parts and the surgical procedures required for VNS in rats. Using this protocol we show how VNS can facilitate the extinction of conditioned fear responses in an auditory fear conditioning task. In addition, we provide evidence that VNS modulates synaptic plasticity in the pathway between the infralimbic (IL) medial prefrontal cortex and the basolateral complex of the amygdala (BLA), which is involved in the expression and modulation of extinction memory.

Vagus nerve stimulation (VNS) has emerged as a tool to induce targeted synaptic plasticity in the forebrain to modify a range of behaviors. This protocol describes how to implement VNS to facilitate the consolidation of fear extinction memory.

Vagusnervstimulation als Instrument zur Plastizität in Pathways Relevant für Extinction Learning herbei

Extinction describes the process of attenuating behavioral responses to neutral stimuli when they no longer provide the reinforcement that has been ...

Investigating Motor Skill Learning Processes with a Robotic Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be time-intensive and ambiguous to quantify beyond simple success rates. Here, we describe the training procedure for reach-and-pull tasks with ETH Pattus, a robotic platform for automated forelimb reaching training that records pulling and hand rotation movements in rats. Kinematic quantification of the performed pulling attempts reveals the presence of distinct temporal profiles of movement parameters such as pulling velocity, spatial variability of the pulling trajectory, deviation from midline, as well as pulling success. We show how minor adjustments in the training paradigm result in alterations in these parameters, revealing their relation to task difficulty, general motor function or skilled task execution. Combined with electrophysiological, pharmacological and optogenetic techniques, this paradigm can be used to explore the mechanisms underlying motor learning and memory formation, as well as loss and recovery of function (e.g. after stroke).

A paradigm is presented for training and analysis of an automated skilled reaching task in rats. Analysis of pulling attempts reveals distinct subprocesses of motor learning.

Untersuchung Motorfaehigkeiten Lernprozesse mit einem Robotic Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be ...

Using a Split-belt Treadmill to Evaluate Generalization of Human Locomotor Adaptation

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. However, studying human locomotor learning can be challenging. During infancy and childhood, the neuromuscular system is quite immature, and it is unlikely that locomotor learning during early stages of development is governed by the same mechanisms as in adulthood. By the time humans reach maturity, they are so proficient at walking that it is difficult to come up with a sufficiently novel task to study de novo locomotor learning. The split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed, enables the study of both short- (i.e., immediate) and long-term (i.e., over minutes-days; a form of motor learning) gait modifications in response to a novel change in the walking environment. Individuals can easily be screened for previous exposure to the split-belt treadmill, thus ensuring that all experimental participants have no (or equivalent) prior experience. This paper describes a typical split-belt treadmill adaptation protocol that incorporates testing methods to quantify locomotor learning and generalization of this learning to other walking contexts. A discussion of important considerations for designing split-belt treadmill experiments follows, including factors like treadmill belt speeds, rest breaks, and distractors. Additionally, potential but understudied confounding variables (e.g., arm movements, prior experience) are considered in the discussion.

We describe a protocol for investigating human locomotor adaptation using the split-belt treadmill, which has two belts that can drive each leg at a different speed. We specifically focus on a paradigm designed to test the generalization of adapted locomotor patterns to different walking contexts (e.g., gait speeds, walking environments).

Verwenden eine Split-Gürtel-Laufband zum Verallgemeinerung des menschlichen Bewegungsapparates Anpassung auswerten

Understanding the mechanisms underlying locomotor learning helps researchers and clinicians optimize gait retraining as part of motor rehabilitation. ...

Detecting Behavioral Deficits in Rats After Traumatic Brain Injury

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, few studies have investigated the long-term effects of injury in rodent models of TBI. Shown here are behavioral measures that are well-established in TBI research for times early after injury, such as two weeks, until two months. Some of these methods have previously been used at later times after injury, up to one year, but by very few laboratories. The methods demonstrated here are a short neurological assessment to test reflexes, a Beam-Balance to test balance, a Beam-Walk to test balance and motor coordination, and a working memory version of the Morris water maze that can be sensitive to deficits in reference memory. Male rats were handled and pre-trained to neurological, balance, and motor coordination tests prior to receiving parasagittal fluid percussion injury (FPI) or sham injury. Rats can be tested on the short neurological assessment (neuroscore), the beam-balance, and the Beam-Walk multiple times, while testing on the water maze can only be done once. This difference is because rats can remember the task, thus confounding the results if repeated testing is attempted in the same animal. When testing from one to three days after injury, significant differences are detected in all three non-cognitive tasks. However, differences in the Beam-Walk task were not detectable at later time points (after 3 months). Deficits were detected at 3 months in the Beam-Balance and at 6 months in the neuroscore. Deficits in working memory were detected out to 12 months after injury, and a deficit in a reference memory first appeared at 12 months. Thus, standard behavioral tests can be useful measures of persistent behavioral deficits after FPI.

The goal of the behavioral tests presented here is to detect functional deficits in rats after traumatic brain injury. Four specific tests are presented that detect deficits in behaviors to reflect the damage to specific brain areas at times extending to one year after injury.

Erkennung von Verhaltensstörungen Defizite bei Ratten nach Schädel-Hirn-Verletzung

With the increasing incidence of traumatic brain injury (TBI) in both civilian and military populations, TBI is now considered a chronic disease; however, ...

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 ...